CN218215458U - 电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池包及车辆，电池包包括电池模组、换热器和半导体制冷元件，电池模组由多个电芯堆叠而成，换热器铺设在电池模组的上表面和/或下表面，半导体制冷元件设置在电池模组的具有电极的端面上，响应于电池模组的端面的温度值，半导体制冷元件启动以制冷或制热。通过上述技术方案，区分电池模组不同区域的热负荷差异，解决了相关技术电池模组内发热不均的问题。

Description

电池包及车辆

技术领域

本公开涉及新能源技术领域，具体地，涉及一种电池包及搭载有该电池包的车辆。

背景技术

电池具有内部导热不均匀的特性，从温度的分布来看，中间区域的温度远低于两端的温度，这样，便导致：在大功率充电时，两端温度高，而中间温度低，需要加强两端区域的散热；在温度较低的冬季，为了使电池在适宜的温度范围内工作，又需要对中间温度较低的区域加热。传统的冷却方式多给出定流道，而无法根据需求改变换热能力，对热管理策略造成困难。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种电池包及车辆。

根据本公开实施例的一个方面，提供一种电池包，包括电池模组、换热器和半导体制冷元件，其中，所述电池模组由多个电芯堆叠而成，所述换热器铺设在所述电池模组的上表面和/或下表面，所述半导体制冷元件设置在所述电池模组的具有电极的端面上，响应于所述电池模组的端面的温度值，所述半导体制冷元件启动以制冷或制热。

可选地，所述换热器包括延伸至所述电池模组的端部的供冷却介质流动的流道，所述流道配置成在所述电池模组的中间区域比所述电池模组的端部区域密集。

可选地，所述电池模组中的每一个所述电芯的端面均设置有所述半导体制冷元件。

可选地，所述半导体制冷元件为条状，且所述半导体制冷元件的长度配置为能够覆盖每一个所述电芯。

可选地，所述电池包还包括用于监测所述电池模组端面温度的温度监测装置，所述温度监测装置与所述半导体制冷元件连接。

可选地，所述电池模组的正极和负极分别位于在所示电池模组的两端，所述半导体制冷元件设置在所述电池模组的两个端面上。

可选地，所述换热器为直冷换热器或者液冷换热器。

可选地，所述电池模组外部包覆有保温层。

根据本公开实施例的另一个方面，提供一种车辆，包括上述任一项的电池包。

可选地，所述换热器与车内空调系统连通。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开通过区分电池模组不同区域的热负荷差异，以设置在电池模组上表面和/或下表面的换热器为主，通过热量交换降温带走电池模组表面的热量，并且通过设置在电池模组端面的半导体制冷元件换热为辅，在大功率充电时，使半导体制冷元件制冷，在温度较低的冬季，使半导体元件制热，从而解决电池模组内发热不均匀的问题，并且半导体制冷元件配置为响应于温度的变化而制冷或制热，使温度的调节更加灵活，对电池模组温差的控制也更精确，有利于更优热管理策略的实现。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开示例性实施方式提供的电池包的示意图。

图2是本公开示例性实施方式提供的电芯的示意图。

图3是本公开示例性实施方式提供的换热器的示意图。

图4是本公开示例性实施方式提供的半导体制冷元件的示意图。

附图标记说明

1-电池模组，11-电芯，111-电极，2-换热器，21-板体，22-流道，221-第一流道，222-第二流道，3-半导体制冷元件，31-冷面，32-热面，33-功能组件，34-导线。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”是根据相应附图指示的方向进行定义的，而“内”、“外”是指相应部件本身轮廓的内和外。此外，本公开使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

如图1和图2所示，本公开提供一种电池包，该电池包至少包括电池模组1、换热器2和半导体制冷元件3。其中，电池模组1由多个电芯11堆叠而成，在图1中电芯11的堆叠方向为图面的左右方向。换热器2铺设在电池模组1的上表面和/或下表面。根据实际需要换热器可以选择为直冷换热器或者液冷换热器。为优化整车，可以选择将车辆的空调系统与换热器2连通，即，通过使空调系统中的冷却介质进入换热器以实现与电池模组1的换热，或者也可以单独设置冷却系统，该冷却系统与换热器2连通，为换热器2提供冷却介质，本公开对此不做限定。

半导体制冷元件3设置在电池模组1的具有电极111的端面上，响应于电池模组1的端面的温度值，半导体制冷元件3启动以制冷或制热。根据实际需要的不同，例如整车的布置空间，正极和负极可以位于电池模组1的两端，此时，半导体制冷元件3分别设置在电池模组1的两个端面上。应当理解的是，在一些电池模组1中，正极和负极还可以设置在电池模组1的同一端面上，此时，半导体制冷元件3设置在电池模组1的具有电极的同一端面上。

半导体制冷元件3又称珀尔帖制冷器，是一种以半导体材料为基础，可以用作小型热泵、可以同时实现制冷和加热两种功能、还可以用于精确的温度控制的电子元件。如图4所示，其主要包括间隔设置的绝缘材质的冷面31和热面32以及设置在冷面31和热面32之间的功能组件33，功能组件33上连接有导线34，导线34有两根分别连接电源的正负极，其中，功能组件33包括联结成电偶对的N型半导体和P型半导体，电偶对与冷面31和热面32之间设置有铜片等金属导体。根据珀尔帖原理，这种半导体制冷元件3能够通过改变电流的方向在制冷和制热功能之间切换。

当电池模组1端部的温度高于第一预设温度T1时，例如，大于等于38℃时，半导体制冷元件3制冷，使电池模组1的端部迅速降温，并可以根据电池模组1温度变化的速率调整半导体制冷元件3的制冷功率的大小，这可以通过改变通过半导体制冷元件3的电流的大小来实现；当电池模组1端部的温度降低到第二预设温度，例如，小于等于28℃，半导体制冷元件3停止制冷；当电池模组1端部的温度低于第三预设温度，例如，小于等于10℃，半导体制冷元件3两端的电流反转，这时候原来的冷面31成为热面32，并可以根据电池模组1温度变化的速率调整半导体制冷元件3的制冷功率的大小；当电池模组1端部的温度上升至第四预设温度，例如，大于等于15℃，半导体制冷元件3停止制热。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开通过区分电池模组1不同区域的热负荷差异，以设置在电池模组1上表面和/或下表面的换热器2为主，通过热量交换降温带走电池模组1表面的热量，并且通过设置在电池模组1端面的半导体制冷元件3换热为辅，在大功率充电时，使半导体制冷元件3制冷，在温度较低的冬季，使半导体制冷元件3制热，从而解决电池模组1内发热不均匀的问题，并且半导体制冷元件3配置为响应于温度的变化而制冷或制热，使温度的调节更加灵活，对电池模组1温差的控制也更精确，有利于更优热管理策略的实现。

在一些实施方式中，如图3所示，换热器2包括延伸至电池模组1的端部的供冷却介质流动的流道22，流道22配置成在电池模组1的中间区域比电池模组1的端部区域密集。具体的，换热器2可以构造为板式换热器，包括板体21和设置在板体21内的流道22，其中，分布于与电池模组1的中间区域的第一流道221比分布于电池模组1两端的第二流道222更加密集。这里的密集设置数量更多和/或相邻两个流道之间的间距更小。需要说明的是，图3仅为示出换热器2中流道分布的密集程度差异，并不代表数量和长度等的实际情况，本领域技术人员根据电池模组1中间区域和端部的温差的大小可以合理布置换热器2内的流道22。

也即，使得换热器2配置成在对应电池模组1中间区域位置布置更密集的流道22，在电池模组1的端部则采用稀疏的流道22加上半导体制冷元件3的方式。采用这种形式的换热器2，使得流道22的布置更加灵活，无需为了强行增加电池模组1端部的换热而增加流道22的密集度，从而能够减小流阻。

为使得半导体制冷元件3能够覆盖电池模组1中的每一个电芯11，从而为每一个电芯11实现制冷或制热，在一些实施方式中，如图1所示，电池模组1中的每一个电芯11的端面均设置有半导体制冷元件3。在这一实施方式中，半导体制冷元件3的大小与一个电芯11端面相适配，其优点在于，在某一个或者某一些半导体制冷元件3损坏时，无需全部更换，便于维修。在另一些实施方式中，半导体制冷元件3还可以构造为条状，且半导体制冷元件3的长度配置为能够覆盖每一个电芯11，即，相对于前述的第一个实施方式，第二实施方式中半导体制冷元件3采用整体式构造，其优点在于，能够提高安装效率。

在一些实施方式中，电池包还可以包括用于监测电池模组1端面温度的温度监测装置，温度监测装置与半导体制冷元件3连接。响应于温度监测装置监测到的电池模组1端面的温度值，半导体制冷元件3启动以制冷或制热。温度监测装置可以设置有多个，即设计有多个测温点用于设置温度监测装置，以提高半导体制冷元件3的响应速度。温度监测装置和半导体制冷元件3可以分别与控制器连接，具体的，温度监测装置将监测到的电池模组1的端面的温度值发送给控制器，控制器发送预设的控制动作给半导体制冷元件3，以控制半导体制冷元件3制冷或制热。该控制器可以配置为集成在电池包的独立的控制器或者也可以采用整车控制器，本公开对此不作限定。

电池模组1的外部还可以包覆有保温层，用于保温电池模组1。保温层的厚度以及具体的与电池模组1固定的位置可以根据整车空间和保温需求而设计。

本公开的第二个目的是提供一种车辆，包括上述任意一项实施方式中的电池包，并具有其所有的有益效果，此处不作赘述。在一些实施方式中，电池包中的用于铺设在电池模组1上表面和/或下表面的换热器2与车内空调系统连通，即，通过使在空调系统中的冷却介质进入换热器以实现与电池模组1的换热。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括电池模组、换热器和半导体制冷元件，其中，所述电池模组由多个电芯堆叠而成，所述换热器铺设在所述电池模组的上表面和/或下表面，所述半导体制冷元件设置在所述电池模组的具有电极的端面上，响应于所述电池模组的端面的温度值，所述半导体制冷元件启动以制冷或制热。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述换热器包括延伸至所述电池模组的端部的供冷却介质流动的流道，所述流道配置成在所述电池模组的中间区域比所述电池模组的端部区域密集。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模组中的每一个所述电芯的端面均设置有所述半导体制冷元件。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述半导体制冷元件为条状，且所述半导体制冷元件的长度配置为能够覆盖每一个所述电芯。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括用于监测所述电池模组端面温度的温度监测装置，所述温度监测装置与所述半导体制冷元件连接。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模组的正极和负极分别位于在所示电池模组的两端，所述半导体制冷元件设置在所述电池模组的两个端面上。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述换热器为直冷换热器或者液冷换热器。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模组外部包覆有保温层。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的电池包。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述换热器与车内空调系统连通。

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