CN216750074U - 一种电池温度的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池温度的控制装置，所述装置包括：复合相变材料框架，用于电池的保温；温控块，用于提高或降低所述电池的温度；风扇组，用于为所述电池散热；温度控制单元，用于采集所述电池不同位置的温度，根据所述电池不同位置的温度控制所述温控块和风扇组的运行；其中，所述复合相变材料框架、所述温控块和所述风扇组耦合，所述温控块嵌入在所述复合相变材料框架中。本实用新型通过设计改进温控块的位置结构，采用复合相变材料，能够较为精准地根据当前电池的温度信息控制所述电池的温度。

Description

一种电池温度的控制装置

技术领域

本申请涉及电池领域，尤其是一种电池温度的控制装置。

背景技术

电池能够为各种用电设备提供电能。电池对运行的温度有一定要求：电池工作温度过高，会加速容量衰减，功率衰减，内阻增加等，从而降低新能源汽车使用年限。更为严重的是，工作温度过高会造成锂离子动力电池热安全事故，例如着火，爆炸等严重危害驾驶人员生命安全事故；同样，电池工作温度过低，锂离子动力电池循环过程中会存在大量活性锂离子沉积现象，且温度过低，电池内部电化学反应受阻，不利于锂离子动力电池高效利用。因此，需要对包括锂离子电池在内的电池的温度进行控制。现有的电池温度控制技术主要包括风冷，液冷，相变冷却三大类。其中，风冷电池热管理系统受环境影响大。在高温环境下散热能力不足，难以满足电池模组热管理需求；液冷散热效果好，但需要增加水泵等辅助设备，严重增加了电池系统重量，且液冷存在液体泄漏等问题，严重危害电池安全稳定；相变材料冷却具有高潜热，均温性能好等优点，但在长期循环使用时容易达到热饱和状态而导致散热效果差等问题。

因此，存在上述问题亟待解决。

实用新型内容

针对上述问题，本申请实施例提供一种电池温度的控制装置，通过设计改进温控块的位置结构，采用复合相变材料，能够控制所述电池的温度。

根据本申请实施例一方面，提供一种电池温度的控制装置，所述装置包括：

复合相变材料框架，用于电池的保温；

温控块，用于提高或降低所述电池的温度；

风扇组，用于为所述电池散热；

温度控制单元，用于采集所述电池不同位置的温度，根据所述电池不同位置的温度控制所述温控块和风扇组的运行；

其中，所述温控块和风扇组分别与所述温度控制单元连接，所述复合相变材料框架、所述温控块和所述风扇组耦合，所述温控块嵌入在所述复合相变材料框架中。

在其中一个实施例中，所述温控块包括金属加热块或金属冷却块。

在其中一个实施例中，所述温度控制单元包括温度采集器，所述温度采集器设置在所述电池的不同位置，用于采集所述电池不同位置的温度。

在其中一个实施例中，所述风扇组包括：设置在所述电池上方的第一风扇组、设置在所述电池前方的第二风扇组和设置在所述电池后方的第三风扇组，用于为所述电池散热。

在其中一个实施例中，所述装置还包括电池箱盖和箱体，所述第一风扇组设置在所述电池箱盖表面，所述第二风扇组设置在所述箱体的前表面，所述第三风扇组设置在所述箱体的后表面。

根据本申请实施例一方面，提供一种温度可控的电池装置，所述装置包括：

电池组，用于储存电能；

如前面实施例所述的电池温度的控制装置，用于控制所述电池组的温度。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过设计改进温控块的位置结构，采用复合相变材料，能够较为精准地根据当前电池的温度信息控制所述电池的温度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种电池温度的控制装置的结构示意图；

图2是本申请的复合相变材料与温控块的结构示意图；

图3是本申请提供的一种电池温度的控制装置的组成示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

电池能够为各种用电设备提供电能。电池对运行的温度有一定要求：电池工作温度过高，会加速容量衰减，功率衰减，内阻增加等，从而降低新能源汽车使用年限。更为严重的是，工作温度过高会造成锂离子动力电池热安全事故，例如着火，爆炸等严重危害驾驶人员生命安全事故；同样，电池工作温度过低，锂离子动力电池循环过程中会存在大量活性锂离子沉积现象，且温度过低，电池内部电化学反应受阻，不利于锂离子动力电池高效利用。因此，需要对包括锂离子电池在内的电池的温度进行控制。现有的电池温度控制技术主要包括风冷，液冷，相变冷却三大类。其中，风冷电池热管理系统受环境影响大。在高温环境下散热能力不足，难以满足电池模组热管理需求；液冷散热效果好，但需要增加水泵等辅助设备，严重增加了电池系统重量，且液冷存在液体泄漏等问题，严重危害电池安全稳定；相变材料冷却具有高潜热，均温性能好等优点，但在长期循环使用时容易达到热饱和状态而导致散热效果差等问题。

为了解决上述问题，本申请提出了一种电池温度的控制装置，如图1和图2所示，包括：复合相变材料框架22，用于电池的保温；温控块21，用于提高或降低所述电池的温度；风扇组12、13，用于为所述电池散热；温度控制单元，用于采集所述电池不同位置的温度，根据所述电池不同位置的温度控制所述温控块和风扇组的运行；其中，所述复合相变材料框架22、所述温控块21和所述风扇组12、13耦合，所述温控块21嵌入在所述复合相变材料框架22中。此外，本申请的装置还包括电池箱盖14、电池箱体15和电池11。

需要说明的是，本申请中的温控块嵌入在复合相变材料框中，温控快的表面与符合相变材料框的表面紧密接触，其作用在于：采用紧密嵌入和模式能够尽可能增大温控快与复合相变材料框的接触面积，根据热力学的相关理论，增大接触面积有利于热量的传导。因此本申请中温控块嵌入在复合相变材料框中这一结构上的改进能够使温控块的加热和冷却作用更块传导至电池。

需要说明的是，相变材料(PCM-Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。本申请采用的是复合相变材料，将多种相变材料复合在一起，具有更好的保温效果，本申请的复合相变材料主要作用为通过复合相变材料四周包围覆盖，在电池加热时可起到保温作用，防止热量散失。

需要说明的是，本实施例中的温度控制单元包括温度采集器，所述温度采集器设置在所述电池的不同位置，用于采集所述电池不同位置的温度。温度控制单元将根据所述电池不同位置的温度作出不同的响应。

如图3所示，在本实施例中，温控块21与温度控制单元连接，接收温度控制单元发出的信号升温或降温。可选地，温控块可以是金属材质的加热块或冷却块。采用金属作为温控块材质的优势在于金属具有良好的导热性，当控制温控快升温或降温时，能够更快传导热量，以提高或降低目标区域的温度。

可选地，本申请中的风扇组包括多个不同位置的风扇组。例如，设置在所述电池上方的第一风扇组、设置在所述电池前方的第二风扇组和设置在所述电池后方的第三风扇组，所述第一风扇组设置在所述电池箱盖表面，所述第二风扇组设置在所述箱体的前表面，所述第三风扇组设置在所述箱体的后表面，用于为所述电池散热。

需要说明的是，本申请的温度控制单元控制逻辑如下：若所述电池的温度大于30℃且小于等于40℃时，所述温度控制单元打开第一风扇组；若所述电池的温度大于40℃且小于等于 45℃时，所述温度控制单元根据所述电池不同位置的温度控制所述第二风扇组或所述第三风扇组；若所述电池的温度大于45℃且小于等于50℃时，所述温度控制单元打开所述第一风扇组、第二风扇组和第三风扇组；若所述电池的温度大于60℃并仍在上升，且所述电池不同位置的温差大于5℃时，所述温度控制单元发出警告信号；若所述电池的温度小于5℃且所述电池不同位置的温差小于5℃时，所述温度控制单元控制所述温控块加热所述电池。

可选地，本实施例中所述温度控制单元根据所述电池不同位置的温度控制所述第二风扇组或所述第三风扇组，包括：若所述第二风扇组一侧所述电池的温度大于40℃且小于等于 45℃，则控制所述第二风扇组打开；若所述第三风扇组一侧所述电池的温度大于40℃且小于等于45℃，则控制所述第三风扇组打开。即，本实施例通过获取并分析电池各个位置的温度，根据各个位置的温度进行不同风扇组的开关，例如第一位置温度符合风扇打开的条件，则打开第一位置对应的风扇组。本申请根据温度的具体情况进行风扇开关，相比于传统的风扇散热方式能够更加具有针对性地温度控制。

可选地，本申请实施例中所述温度控制单元控制所述温控块加热所述电池，包括：控制所述电池温度小于5℃位置对应的温控块加热。即，本实施例通过获取并分析电池各个位置的温度，根据各个位置的温度进行不同温控块的开关，例如第一位置温度符合温控块打开的条件，则打开第一位置对应的温控块。本申请根据温度的具体情况进行温控块开关，相比于传统的直接加热方式能够更加具有针对性地温度控制。

本申请还提供了一种温度可控的电池装置，所述装置包括：电池组，用于储存电能；如前面所述的电池温度的控制装置，用于控制所述电池组的温度。

需要说明的是，本申请提出的一种电池温度的控制装置，其适用于包括锂离子电池、氢电池在内各种不同类型的电池的温度控制。本说明不一一举例说明。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种电池温度的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

复合相变材料框架，用于电池的保温；

温控块，用于提高或降低所述电池的温度；

风扇组，用于为所述电池散热；

温度控制单元，用于采集所述电池不同位置的温度，根据所述电池不同位置的温度控制所述温控块和风扇组的运行；

其中，所述温控块和风扇组分别与所述温度控制单元连接，所述复合相变材料框架、所述温控块和所述风扇组耦合，所述温控块嵌入在所述复合相变材料框架中。

2.根据权利要求1所述的一种电池温度的控制装置，其特征在于，所述温控块包括金属加热块或金属冷却块。

3.根据权利要求1所述的一种电池温度的控制装置，其特征在于，所述温度控制单元包括温度采集器，所述温度采集器设置在所述电池的不同位置，用于采集所述电池不同位置的温度。

4.根据权利要求1所述的一种电池温度的控制装置，其特征在于，所述风扇组包括：设置在所述电池上方的第一风扇组、设置在所述电池前方的第二风扇组和设置在所述电池后方的第三风扇组，用于为所述电池散热。

5.根据权利要求4所述的一种电池温度的控制装置，其特征在于，所述装置还包括电池箱盖和箱体，所述第一风扇组设置在所述电池箱盖表面，所述第二风扇组设置在所述箱体的前表面，所述第三风扇组设置在所述箱体的后表面。

6.一种温度可控的电池装置，其特征在于，所述装置包括：

电池组，用于储存电能；

如权利要求1所述的电池温度的控制装置，用于控制所述电池组的温度。

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