CN218498189U - 一种电池温控系统、大容量电池及大容量电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池温控系统、大容量电池及大容量电池组，主要解决现有电池温控装置效率较低以及成本较高的问题。该电池温控系统包括热传导单元和温控单元：热传导单元包括至少一个热管，热管的一端与极柱接触，另一端延伸出极柱外侧；温控单元包括至少一路温控管，温控管与延伸至极柱外侧的热管通过换热组件实现热交换。当电池温度过高时，热管将极柱的热量传递至极柱外侧，该热量通过换热组件与温控管进行交换，同时，当电池温度过低时，温控管将热量从换热组件传递至热管，热管将热量传递至电池极柱上，使得电池运行在最佳温度。该温控系统中热管与温控管通过换热组件实现交换，该种方式结构简单，成本较低，换热效率较高。

Description

一种电池温控系统、大容量电池及大容量电池组

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体涉及一种电池温控系统、大容量电池及大容量电池组。

背景技术

锂离子电池的应用领域十分广泛，可以被应用于储能、动力电池等领域。近年来随着锂离子电池的进一步发展，锂离子电池的安全使用也受到关注。由于锂离子电池的原理和结构特性，在充放电过程中会产生较大的热量，而且热量会逐渐增加，若产生的热量无法有效释放，热量将会累积于单体电池中，造成电池温度不均匀，从而降低电池使用寿命，严重时电池的热平衡会被破坏，引发一连串的自加热副反应，引发电池的安全事故。

目前，主要采用对电池组本体进行散热的方式，散热方式主要为半导体装置、风扇和散热翅片等。例如，中国专利CN215816107U公开了一种基于半导体制冷片的锂电池温控装置，包括温控装置、半导体制冷片和箱盖，温控装置内侧固定连接有温感器，通过设置的半导体制冷片、温感器、散热板、支撑块、防护网、电机、转动块、连接杆、推块、散热风扇和第一弹簧进行温控，在使用时，通过温感器感应锂电池温度，从而决定半导体制冷片进行工作，使半导体制冷片将温控装置内的热量通过散热片导出，然后通过支撑块上的电机带动连接杆，使连接杆带动推块，从而使散热风扇在支撑块内滑动，然后使第一弹簧推回，从而使散热风扇来回移动，将换出的气体排出，从而控制温控装置内的温度，防止锂电池过热或过冷，使锂电池保持在恒定温度。

再例如，中国专利CN215496854 U公开了一种新能源叉车电池温控装置，通过第一风机将外壳内的空气吸入除尘箱内经滤网进行除尘，然后通过干燥网进行干燥后输入第一网管和第二网管内进行散热，通过第一网管、第二网管和风扇的配合并通过散热翅板有效提高散热效果，最后降温后的干燥空气经第二风机输入外壳内对外壳内的蓄电池进行散热，在保持外壳内干燥的同时对其进行散热降温。

上述温控装置可以对电池进行一定的散热，但是，散热风扇、散热翅板和半导体片的冷却效率较低，无法实现对多个电池的散热，而且对于串联式大电池来说，串联电池越多，需要的风扇和半导体越多，功率越大，效率越低，同时使得散热成本较高。

发明内容

为解决现有电池温控装置效率较低以及成本较高的问题，本实用新型提供一种电池温控系统、大容量电池及大容量电池组。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种电池温控系统，包括热传导单元和温控单元：所述热传导单元包括至少一个热管，所述热管的一端与极柱接触，另一端延伸出极柱外侧；所述温控单元包括至少一路温控管，所述温控管与延伸至极柱外侧的热管通过换热组件实现热交换。

进一步地，所述温控管包括单路循环管路，所述单路循环管路折弯形成并排设置的进液管和回液管，所述并排设置的进液管和回液管与热管通过换热组件实现热交换。

进一步地，所述温控管包括P路循环管路，所述P路循环管路折弯形成P路进液管和P路回液管，其中第m路循环管路的进液管与第n路循环管路的回液管并排设置，并排设置的进液管和回液管与热管通过换热组件实现热交换，P为大于等于2的整数，m、m小于等于P,且m≠n。

进一步地，所述换热组件包括绝缘换热板，所述热管和温控管设置在绝缘换热板的两侧，或者，所述热管和温控管设置在绝缘换热板的同一侧。

进一步地，所述绝缘换热板为导热陶瓷板。

进一步地，所述导热陶瓷板为氧化铝陶瓷板、氮化硅陶瓷板、氧化锆陶瓷板、碳化硅陶瓷板、氧化镁陶瓷板、氮化硼陶瓷板、氮化铝陶瓷板、氧化铍陶瓷板中的一种。

进一步地，所述换热组件还包括设置在绝缘换热板两侧的第一压板和/或第二压板，所述绝缘换热板的第一面上和/或第一压板上设置有导热凹槽，所述热管设置在导热凹槽内，所述绝缘换热板的第二面上和/或第二压板上设置有温控凹槽，所述温控管设置在温控凹槽内，所述第一面和第二面为绝缘换热板相对的两个端面。

进一步地，所述第二压板和绝缘换热板之间还设置有导热板。

进一步地，所述导热板为铝板，且所述导热板上设置有温控凹槽。

进一步地，所述导热凹槽和温控凹槽为半圆形凹槽或弓形凹槽，所述热管、温控管在导热凹槽和温控凹槽内被挤压变形，实现紧密接触。

进一步地，所述温控凹槽和导热凹槽均为两个，所述温控管的进液管、回液管分别设置在两个温控凹槽内，所述热管为两个，分别设置在两个导热凹槽内。

进一步地，所述绝缘换热板两侧的热管与温控管之间的距离设置为最短。

进一步地，所述温控凹槽为两个，所述导热凹槽为一个，所述温控管的进液管、回液管分别设置在两个温控凹槽内。

进一步地，所述热管与进液管、回液管均错开设置，且位于进液管和回液管之间。

进一步地，所述换热组件为绝缘换热套，所述热管插入绝缘换热套的中心腔体内，所述温控管设置在绝缘换热套的外壁上，或者，所述温控管插入绝缘换热套的中心腔体内，所述热管设置在绝缘换热套的外壁上。

进一步地，所述绝缘换热套为导热陶瓷套，所述导热陶瓷套为氧化铝陶瓷套、氮化硅陶瓷套、氧化锆陶瓷套、碳化硅陶瓷套、氧化镁陶瓷套、氮化硼陶瓷套、氮化铝陶瓷套、氧化铍陶套中的一种。

进一步地，所述温控管或热管通过缠绕的方式设置在绝缘换热套的外壁上。

进一步地，所述温控单元还包括温控装置，所述温控装置与温控管连接，以使所述温控管内的介质循环。

同时，本实用新型还提供一种大容量电池，包括上述电池温控系统；所述大容量电池的极柱上设置有插孔，所述热管插入插孔内。

此外，本实用新型还提供一种大容量电池组，包括多个串联的大容量电池和上述的电池温控系统；所述热管设置在相串联的两个大容量电池的正极柱和负极柱之间。

进一步地，所述大容量电池的上盖板、下盖板分别为正极柱和负极柱，多个大容量电池叠加设置，所述热管设置在上盖板和下盖板之间。

进一步地，多个大容量电池之间的热管一端延伸出正极柱、负极柱的同一侧，与设置在正极柱、负极柱同一侧且同一组的进液管和回液管进行热交换。

进一步地，多个大容量电池之间的热管两端分别延伸出正极柱、负极柱的两侧，所述正极柱、负极柱的两侧均设置有并排的进液管和回液管，分别与正极柱、负极柱两侧的热管进行热交换。

和现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优点：

本实用新型提供的电池温控系统包括热传导单元和温控单元：热传导单元包括至少一个热管，热管的一端与极柱接触，另一端延伸出极柱外侧；温控单元包括至少一个温控管，温控管与延伸至极柱外侧的热管通过换热组件实现热交换。电池的温度主要集中于极柱上，本实用新型将热管设置在电池极柱上，当电池温度过高时，热管将极柱的热量及时导出，该热量通过设置在极柱外侧的温控管传递至外部，同时，当电池温度过低时，温控管将热量从换热组件传递至热管，热管将热量传递至电池极柱上，从而使得电池运行在最佳温度。

本实用新型电池温控系统中热管与温控管通过换热组件实现交换，该种方式结构简单，成本较低，热管与温控管的换热效率较高。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1本实用新型实施例1和实施例7中电池温控系统的结构示意图一；

图2本实用新型实施例1和实施例7中电池温控系统的结构示意图二；

图3本实用新型实施例1中换热组件的结构示意图；

图4本实用新型实施例2中换热组件的结构示意图；

图5本实用新型实施例2中换热组件的剖面图；

图6本实用新型实施例3中换热组件的结构示意图；

图7本实用新型实施例3中换热组件的剖面图；

图8本实用新型实施例4中换热组件的结构示意图一；

图9本实用新型实施例4中换热组件的剖面图；

图10本实用新型实施例4中换热组件的结构示意图二；

图11本实用新型实施例5中换热组件的结构示意图；

图12本实用新型实施例6中换热组件的结构示意图；

图13本实用新型实施例6中换热组件的剖面图；

图14本实用新型实施例8中明大容量电池组的结构示意图一；

图15本实用新型实施例8中明大容量电池组的结构示意图二；

图16为实用新型实施例7和实施例8中进液管与进液管并排设置示意图。

附图标记：1-热传导单元，2-温控单元，3-换热组件，4-大容量电池，11-热管，21-进液管，22-回液管，23-温控装置，24-温控管，31-绝缘换热板，32-第一压板，33-第二压板，34-导热板，35-温控凹槽，36-导热凹槽，37-绝缘换热套，38-压套，41-极柱，42-上盖板，43-下盖板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本实用新型的技术原理，目的并不是用来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型提供一种电池温控系统，该电池温控系统包括热传导单元和温控单元：该热传导单元包括至少一个热管，热管的一端与极柱接触，另一端延伸出极柱外侧；该温控单元包括至少一个温控管，温控管与延伸至极柱外侧的热管通过换热组件实现热交换。电池的温度主要集中于极柱上，本实用新型将热管设置在电池极柱上，当电池温度过高时，热管将极柱的热量及时导出，该热量通过设置在极柱外侧的温控管传递至外部，同时，当电池温度过低时，温控管将热量从换热组件传递至热管，热管将热量传递至电池极柱上，从而使得电池运行在最佳温度。

本实用新型电池温控系统主要采用热管+温控管的传热方式，该种方式能耗低、效率高、性价比高，所以热管+温控管的方式是最适合于串联式大电池组极柱间的温度控制方式，对于电池的安全、稳定运行有重要意义。

本实用新型的温控管可以是单条，也是多条，若温控管为单条，单路循环管路折弯形成并排设置的进液管和回液管，并排设置的进液管和回液管与热管通过换热组件实现热交换，也就是说，将单条单路循环管路沿其某一点折弯，折弯后的一部分为进液管，另一部分为回液管，此时进液管和回液管并排并列设置。若温控管为多条，多路循环管路折弯形成多路进液管和回液管，其中一路循环管路的进液管与另一路循环管路的回液管并排设置，并排设置的进液管、回液管与热管通过换热组件实现热交换。具体的，温控管包括P路循环管路，P路循环管路折弯形成P路进液管和P路回液管，其中，第m路循环管路的进液管与第n路循环管路的回液管并排设置，并排设置的进液管和回液管与热管通过换热组件实现热交换，P为大于等于2的整数，m、m小于等于P,且m≠n。例如，温控管包括第一管路和第二管路，将第一管路和第二管路折弯形成两路进液管和回液管，第一管路和第二管路的内介质的流向相反，将第一管路的回液管与第二管路的进液管并排设置，并排设置的进液管和回液管与热管通过换热组件实现热交换。此外，上述温控单元还包括温控装置，温控装置与温控管连接，以使温控管内的循环介质循环。其中，两条温控管可以与一个温控装置连接，即温控装置具有两个进液口和两个出液口，此时，该温控装置中两路温控管可交叉设置，或者，两条温控管可以与两个温控装置连接，两个温控装置分别使两个温控管内的循环介质循环。上述并排设置的进液管和回液管与多个电池的热管进行换热，可使得多个电池的温度一致性较高。上述循环介质为液态介质，例如为水、乙二醇/水(50：50V/V)、丙乙烯乙二醇/水(50/50V/V)、甲醇/水(40/60wt/wt)、乙醇/水(44/56wt/wt)、甲酸钙/水(40/60wt/wt)等等。

本实用新型换热组件可为不同结构形式的装置，只要能够实现热管与温控管的热量交换即可。同时，若热管是导电件时，还需实现热管与温控管之间的绝缘。在本实用新型中，上述换热组件可为绝缘换热板或绝缘换热套，若为绝缘换热板，热管设置在绝缘换热板的第一面，温控管设置在绝缘换热板的第二面，或者，热管和温控管均设置在绝缘换热板的第一面上，第一面和第二面为绝缘换热板相对设置的两个面，也就是说，热管和温控管可设置在绝缘换热板的同一侧，也可设置在绝缘换热板的两侧。优选的，该绝缘换热板为导热陶瓷板，该导热陶瓷板具体可为氧化铝陶瓷板、氮化硅陶瓷板、氧化锆陶瓷板、碳化硅陶瓷板、氧化镁陶瓷板、氮化硼陶瓷板、氮化铝陶瓷板、氧化铍陶瓷板中的一种。若为绝缘换热套，上述热管插入绝缘换热套的中心腔体内，温控管设置在绝缘换热套的外壁上，或者，温控管插入绝缘换热套的中心腔体内，热管设置在绝缘换热套的外壁上。优选的，绝缘换热套为导热陶瓷套，该导热陶瓷套具体可为氧化铝陶瓷套、氮化硅陶瓷套、氧化锆陶瓷套、碳化硅陶瓷套、氧化镁陶瓷套、氮化硼陶瓷套、氮化铝陶瓷套、氧化铍陶套中的一种。此时，温控管或热管可通过缠绕的方式设置在绝缘换热套的外壁上。本实用新型采用导热陶瓷板和导热陶瓷套实现传热，该导热陶瓷板和导热陶瓷套在具有优良的热传导效率时，还同时具备良好的绝缘性能，使得热传导组件在具有良好热传导性能和绝缘性能的同时，还具有结构简单，体积和质量较小的优点。

为了更进一步增加绝缘换热板的换热性能，以及使得其拆卸和安装方便，还可在绝缘换热板两侧设置第一压板和/或第二压板，第一压板和/或绝缘换热板的第一面上设置有导热凹槽，热管设置在导热凹槽内，第二压板和/或绝缘换热板的第二面上设置有温控凹槽，温控管设置在温控凹槽内。更加优选的，第二压板和绝缘换热板之间还设置有导热板。导热板可为热传导系数较好的板状结构，例如，铝板等。此时，可在导热板上设置有温控凹槽，用于安装温控管。导热板的增加，可使得温控凹槽设置在导热板上，此时绝缘换热板可不设置温控凹槽，绝缘换热板可优化为平板结构，使得绝缘换热板的结构更加简单，制作成本大幅降低。上述导热凹槽和温控凹槽的形状可为多种，只要能够与绝缘换热板、第一压板、第二压板和导热板紧密接触即可，优选的，上述导热凹槽和温控凹槽为半圆形凹槽或弓形凹槽，热管、进液管和回液管在导热凹槽和温控凹槽内被挤压和变形，使得其与绝缘换热板、第一压板、第二压板和导热板紧密接触，实现良好的热交换和稳固的安装，上述第一压板、第二压板具体可采用绝缘材料制作，例如塑料压板等。

上述温控凹槽和导热凹槽的数量可根据需求进行设置，例如，上述温控凹槽和导热凹槽均为两个，温控管的进液管和回液管分别设置在两个温控凹槽内，热管同样为两个，分别设置在两个导热凹槽内。此时，为保证热传递效率，绝缘换热板两侧的热管与温控管距离需设置最短。再例如，上述温控凹槽为两个，导热凹槽为一个，温控管的进液管和回液管分别设置在两个温控凹槽内。此时，热管与进液管和回液管均错开设置，且位于进液管和回液管之间，此时，热管与进液管、回液管均能进行较好的热交换。

此外，本实用新型还提供一种大容量电池组，将上述电池温控系统具体应用于大容量电池中，多个串联的大容量电池形成大容量电池组，热管设置在相串联的两个大容量电池的正极柱和负极柱之间，使得大容量电池运行在最佳温度。该大容量电池的上盖板、下盖板分别为正极柱和负极柱，多个大容量电池叠加设置，热管设置在相邻大容量电池的正极柱和负极柱之间。此时，热管可为一组，即多个大容量电池之间的热管在上盖板、下盖板的同一侧引出，该组热管与单条温控管并排设置的进液管和回液管进行换热，或者，该组热管与不同循环管路并排设置的进液管和回液管进行换热。或者，多个大容量电池之间的热管两端分别延伸出正极柱、负极柱的两侧，正极柱、负极柱的两侧均设置有并排的进液管和回液管，分别与正极柱、负极柱两侧的热管进行热交换，也就是说，热管为两组，两组热管设置在上盖板、下盖板的不同侧，此时，与两组热管进行换热的进液管和回液管为两路，其中一组热管与一侧且同一组的进液管和回液管进行热交换，另一组热管与另一侧且同一组的进液管和回液管进行热交换，从而对大容量电池两侧的热管进行热交换。

本实用新型大容量电池组包括多个串联的大容量电池，多个大容量电池叠加设置形成串联的大容量电池组，相邻的大容量电池的上盖板和下盖板之间设置有热管，此时，上述温控管可以与多个热管进行换热，为使大容量电池组运行在较佳温度，就需要保证各大容量电池温度的一致性。为保证各大容量电池温度的一致性，现有技术一般采用并联式液冷管道进行冷却，但是并联管路的每个支路的流量并不一致，必须保持一致才能够均匀冷却，根据流量Q＝SV(管路截面积x液体流速),必须在每个支路设置流量调节阀以及流量计来调节流量，才能使支路流量一致，这样使得单个大容量电池的温控系统结构较为复杂且成本相对较高，如果需要更多的电池组进行冷却，那么成本会更高。

基于此，本实用新型提供一种结构简单且成本较低的方案来解决多个极柱之间散热不均等的问题。将多个电池的热管与同一组并排设置的进液管与回液管进行换热，此时即可能够保持各层电池之间的换热量均匀，该种方式结构简单，不需要在每条管道设置流量计和节流阀调节流量。具体的，整个温控回路采用单路循环管路或多路循环管路，单路循环管路或多路循环管路形成并排设置的进液管与回液管，将多个热管与同一组并排设置的进液管与回液管进行换热。该进液管和回液管可为同一循环管路的进液管和回液管，也可为不同循环管路的进液管和回液管。本实用新型将进液管和回液管并排设置，此时，不同串联电池之间的热管与并排设置的进液管与回液管进行换热，多个大容量电池之间的热管与温控管进行换热的换热量是相同的，即可保证不同大容量电池的温度均一性。

如图16所示，假设液体出口初始温度为t，经过第一个换热面吸收热量△Q，根据Q＝CM(T2-T1)，吸收热量△Q后，液体到达第二个换热面的温度升高△t，以此类推，共16个换热面，第16个换热面的吸收热量为16△t。每两个换热面与一个热管进行换热，即同一高度处的进液管和回液管与热管进行换热，第1个换热面和第16个换热面共吸收的热量为△Q+16△Q，第2个换热面和第15个换热面共吸收的热量为2△Q+15△Q，以此类推，到第8个换热面和第9个换热面共吸收的热量为8△Q+9△Q,上述换热面与热管均进行换热，与热管进行换热的进液管和回液管热平衡后的热量均为17△Q/2,然后该热管再与电池的极柱进行热交换，假设每个电池是相同的，工况一致的情况下，根据Q＝CM(T2-T1)，那么每层电池的温升基本一致，从而达到每层换热量均衡，即可保证不同大容量电池的温度均一性。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供的电池温控系统包括热传导单元1和温控单元2：该热传导单元1包括至少一个热管11，热管11的一端设置在极柱上，另一端延伸至极柱外侧；该温控单元2包括一个温控管，温控管与延伸至极柱外侧的热管11通过换热组件3实现热交换。热管11设置在电池极柱之间，当电池温度过高时，热管11将极柱之间的热量导出，该热量与设置在极柱外侧的温控管进行交换，同时，当电池温度过低时，温控管将热量从换热组件3传递至热管11，热管11将热量传递至电池极柱上，从而使得电池运行在最佳温度。

如图3所示，本实施例中的温控单元2采用一条循环的封闭回路，即采用单条循环管路，每层电池散热面之间通过热管11传热，热管11和一条封闭循环的温控管进行热交换，单路循环管路折弯形成并排设置的进液管21和回液管22，进液管21、回液管22与热管11设置在绝缘换热板31上，绝缘换热板31为导热陶瓷板，导热陶瓷板进行热管11和进液管21、回液管22的热交换。导热陶瓷板选用氮化硅、氮化铝、氮化硼等高导热陶瓷材料制作，该导热陶瓷板的一个端面上设置有一个导热凹槽36和两个温控凹槽35，且导热凹槽36设置在两个温控凹槽35之间，温控凹槽35和导热凹槽36优选为半圆槽或弓形槽，导热凹槽36内嵌入插入热管11，两个温控凹槽35内分别嵌入进液管21和回液管22，热管11、进液管21和回液管22与导热陶瓷板的圆弧槽无缝接触进行换热，上述热管11、进液管21和回液管22可通过卡箍卡紧在导热陶瓷板上，或者通过另一个绝缘换热板31和螺钉固定在导热陶瓷板上，当然，该绝缘换热板31上也可设置与温控凹槽35、导热凹槽36形状相匹配的凹槽，进而将热管11、进液管21和回液管22紧固在导热陶瓷板上，从而实现良好的热交换。

本实施例中的热交换方式设置三条管路，一条安装热管11，其他两条管路为进液管21和回液管22，其中每个换热的进液管21和回液管22达到热平衡后所吸收的热量比较均匀，所以能够保持对每支热管11散热均衡，从而达到每个电池散热极柱之间温度保持均匀。该换热装置是一种结构简单、成本低、散热效率高的装置，整体功率不随电池的增多而增加。

实施例2

如图1和图2所示，本实施例提供的电池温控系统包括热传导单元1和温控单元2：该热传导单元1包括至少一个热管11，热管11的一端设置在极柱上，另一端延伸至极柱外侧；该温控单元2包括一个温控管，温控管与延伸至极柱外侧的热管11通过换热组件3实现热交换。本装置属于热管11+温控管的温控方式，热管11从电池极柱上伸出，目的在于把电池极柱的热量导出，然后再进行冷却，或者，将外部热量通过热管11传递至电池极柱上。此时，最直接的方式是将伸出的热管11直接插到冷却液体里进行热交换，但这样又会引出外壳、冷却液和热管11的绝缘、接口密封等问题，所以本实用新型在热管11伸出的部分选用高导热系数的导热陶瓷来进行换热，结构简单，成本低。

如图4和图5所示,整个温控回路采用一条循环的封闭回路，中间设计一个绝缘换热板31，该绝缘换热板31为导热陶瓷板，导热陶瓷板选用氮化铝高导热陶瓷材料，进行热管11和整个温控回路的热交换。导热陶瓷板的第一面上设置有导热凹槽36，第二面上设置有温控凹槽35，第一面和第二面为导热陶瓷板相对设置的两个面。温控凹槽35和导热凹槽36优选为半圆槽或弓形槽，导热凹槽36内嵌入插入热管11，两个温控凹槽35内分别嵌入进液管21和回液管22，通过与导热陶瓷板的圆弧槽无缝接触进行换热，上述热管11与导热陶瓷板预先压铆在一起，进液管21和回液管22可通过卡箍卡紧在导热陶瓷板上，或者通过第二压板33和螺钉固定在导热陶瓷板上，当然，该第二压板33上也可设置有温控凹槽35，将进液管21和回液管22紧固在导热陶瓷板上，从而实现良好的热交换。

实施例3

如图1和图2所示，本实施例提供的电池温控系统包括热传导单元1和温控单元2：该热传导单元1包括至少一个热管11，热管11的一端设置在极柱上，另一端延伸至极柱外侧；该温控单元2包括一个温控管，温控管与延伸至极柱外侧的热管11通过换热组件3实现热交换。热管11设置在电池极柱上，当电池温度过高时，热管11将极柱的热量导出，该热量通过设置在极柱外侧的温控管传递至外部，同时，当电池温度过低时，温控管将热量从换热组件3传递至热管11，热管11将热量传递至电池极柱上，从而使得电池运行在最佳温度。

如图6和图7所示，整个温控回路采用一条循环的封闭回路，换热组件3包括绝缘换热板31和第一压板32和第二压板33，绝缘换热板31为导热陶瓷板，设置在第一压板32和第二压板33之间，导热陶瓷板选用氮化铝高导热陶瓷材料，进行热管11和整个温控回路的热交换。第一压板32靠近导热陶瓷板的端面上设置有导热凹槽，热管11设置在导热凹槽内，第二压板33靠近导热陶瓷板的端面上设置有温控凹槽35，温控管设置在温控凹槽35内，温控凹槽35和导热凹槽优选为半圆槽或弓形槽，导热凹槽内嵌入插入热管11，两个温控凹槽35内分别嵌入进液管21和回液管22，通过导热陶瓷板实现热管11与进液管21和回液管22的热交换，上述热管11与第一压板32预先压铆在一起，热管11与导热陶瓷板接触的面为平面，留出的平面用于传输热量，进液管21和回液管22可卡紧在第二压板33和导热陶瓷板之间，进液管21、回液管22与导热陶瓷板接触的面也为平面，即进液管21和回液管22也压出平面，用于和氮化铝陶瓷片紧贴传输热量，由于氮化铝的导热系数比较高，所以进液管21、回液管22和热管11压铆出的平面和其紧贴，就可以通过氮化铝导热片进行换热，最后，可将第一压板32和第二压板33通过螺钉紧固。

实施例4

如图1和图2所示，本实施例提供的电池温控系统包括热传导单元1和温控单元2：该热传导单元1包括至少一个热管11，热管11的一端设置在极柱上，另一端延伸至极柱外侧；该温控单元2包括一个温控管，温控管与延伸至极柱外侧的热管11通过换热组件3实现热交换。

如图8、图9和图10所示，整个温控回路采用一条循环的封闭回路，换热组件3包括绝缘换热板31、第一压板32和第二压板33，绝缘换热板31为导热陶瓷板，并设置在第一压板32和第二压板33之间，导热陶瓷板选用氮化铝高导热陶瓷材料，进行热管11和整个温控回路的热交换。第一压板32靠近导热陶瓷板的端面上设置有导热凹槽，热管11为一根或两根，设置在导热凹槽内，第二压板33和导热陶瓷板相接触的端面上均设置有温控凹槽35，温控管设置在温控凹槽35内，温控凹槽35和导热凹槽优选为半圆槽或弓形槽，导热凹槽内嵌入插入热管11，两个温控凹槽35内分别嵌入进液管21和回液管22，通过导热陶瓷板实现热管11与进液管21、回液管22的热交换，上述热管11与第一压板32预先压铆在一起，热管11与导热陶瓷板接触的面为平面，留出的平面紧贴导热陶瓷板用于传输热量，此时，热管11大部分传热面和导热陶瓷板紧贴，传热效果好。进液管21和回液管22可卡紧在第二压板33和导热陶瓷板之间，因为氮化铝的导热系数比较高，所以进液管21、回液管22与热管11压铆出的平面与其紧贴，增加热传导效果。最后，可将第一压板32和第二压板33通过螺钉继续紧固。

实施例5

如图1和图2所示，本实施例提供的电池温控系统包括热传导单元1和温控单元2：该热传导单元1包括至少一个热管11，热管11的一端设置在极柱上，另一端延伸至极柱外侧；该温控单元2包括一个温控管，温控管与延伸至极柱外侧的热管11通过换热组件3实现热交换。

如图11所示，整个温控回路采用一条循环的封闭回路，换热组件3包括依次叠加设置的第一压板32、绝缘换热板31、导热板34和第二压板33，绝缘换热板31为导热陶瓷板，导热陶瓷板选用氮化铝高导热陶瓷材料，导热板34为铝板。第一压板32靠近导热陶瓷板的端面上设置有导热凹槽，热管11为两根，设置在导热凹槽内，第二压板33和导热板34相接触的端面是哪个均设置有温控凹槽35，温控管设置在温控凹槽35内，温控凹槽35和导热凹槽优选为半圆槽或弓形槽，导热凹槽内嵌入插入热管11，两个温控凹槽35内分别嵌入进液管21和回液管22，通过导热陶瓷板和导热板34实现热管11与进液管21、回液管22的热交换，上述热管11与第一压板32预先压铆在一起，热管11与导热陶瓷板接触的面为平面，留出的平面紧贴导热陶瓷板用于传输热量，此时，热管11大部分传热面和导热陶瓷板紧贴着，传热效果好。进液管21、回液管22可卡紧在第二压板33和导热板34之间，因为氮化铝和铝的导热系数比较高，所以进液管21、回液管22和热管11换热的传热效果较好。最后，将第一压板32和第二压板33通过螺钉紧固即可。

本实施例提供的换热组件3为间接液体换热装置，间接传热需要热管11和温控管的接触面积较大才能够比较顺畅的传导热量，另外热管11和温控管必须做到不接触，防止触电。整个换热装置如图11所示，温控管为金属管，用第一压板32压紧在紧在导热板34上，保证金属管道和热管11之间的导热铝板的接触面能够充分接触。热管11从电池极柱上伸出，从电池极柱之间把热量导出，然后再与温控管进行热量交换，因为热管11从电池极柱中伸出，自身带电，不能和温控管或冷却液直接接触，所以中间换热部件选用绝缘、高导热系数的陶瓷片。热管11与绝缘换热板31铆接在一起，留出一平面紧贴导热陶瓷片进行换热，导热陶瓷紧贴导热铝板，导热铝板安装液体管路(即温控管)。

实施例6

如图1和图2所示，本实施例提供的电池温控系统包括热传导单元1和温控单元2：该热传导单元1包括至少一个热管11，热管11的一端设置在极柱上，另一端延伸至极柱外侧；该温控单元2包括温控管24，温控管24与延伸至极柱外侧的热管11通过换热组件3实现热交换。

如图12和图13所示，本实施例中的换热组件3包括绝缘换热套37，热管11插入绝缘换热套37的中心腔体内，温控管24设置在绝缘换热套37的外壁上，或者，温控管24插入绝缘换热套37的中心腔体内，热管11设置在绝缘换热套37的外壁上。优选的，绝缘换热套37为导热陶瓷套，该导热陶瓷套具体可为氧化铝陶瓷套、氮化硅陶瓷套、氧化锆陶瓷套、碳化硅陶瓷套、氧化镁陶瓷套、氮化硼陶瓷套、氮化铝陶瓷套、氧化铍陶套中的一种。此时，温控管24或热管11可通过缠绕的方式设置在绝缘换热套37的外壁上。本实用新型采用导热陶瓷套实现传热，导热陶瓷套在具有优良的热传导性能时，还具备良好的绝缘性能，此外，还具有结构简单，体积和质量较小的优点。

本实施例中，热管11插在带螺旋槽的陶瓷体内孔中，陶瓷体为两半结构，中间留有夹紧缝。温控管24缠在陶瓷体的螺旋槽内，将陶瓷体夹紧，将组装后的陶瓷体安装在上、下压套38内，上、下压套38中间留有夹紧缝，用螺钉紧固。

实施例7

如图1和图2所示，本实施例提供一种大容量电池组，包括多个串联的大容量电池4和上述实施例1至实施例6中任一的电池温控系统。大容量电池4的上盖板41、下盖板42分别为正极柱和负极柱，多个大容量电池4叠加设置实现串联，此时，热管11设置在相邻大容量电池4的正极柱和负极柱之间。该热管11在大容量电池的上盖板、下盖板的同一侧引出，多个热管与单条循环管路形成的并排设置的进液管和回液管进行换热，或者，多个热管与不同循环管路形成的并排设置的进液管和回液管进行换热。将上述温控系统具体应用于大容量电池组中，此时不同大容量电池4之间的热管与温控管之间的换热量是相同的，可保证不同大容量电池的温度均一性，增加大容量电池4的使用寿命。

实施例8

如图14和图15所示，本实施例提供的大容量电池组包括多个大容量电池4和上述实施1至实施例6中任一的温控系统。大容量电池4的上盖板41、下盖板42分别为正极柱和负极柱，多个大容量电池4叠加设置实现串联，此时，热管11设置在相邻大容量电池4的正极柱和负极柱之间。此时，相邻大容量电池4的正极柱和负极柱之间的热管可以是一组或多组，若为一组，即该组热管的长度较长，两端均延伸出上盖板41、下盖板42的两侧，此时上盖板41、下盖板42的两侧均设置有并排的进液管和回液管，该组热管的两端分别与两侧并排的进液管和回液管进行换热。

当然，上述热管11也可为多组，例如两组，两组热管的长度相对较短，沿上盖板41、下盖板42的长度方向依次设置，此时，一组热管11的右端在上盖板41、下盖板42的右侧引出，另一组热管11的左端在上盖板41、下盖板42的左侧引出，即两组热管11分别延伸出上盖板41、下盖板42的两侧，此时，与两组热管11进行换热的循环管路为两条，上盖板41、下盖板42的两侧均设置有并排的进液管和回液管，分别与两组热管11进行热交换。也就是说，两组热管的延伸至极柱外侧的部分设置在上盖板、下盖板的不同侧，其中一组热管与一侧且同一组的进液管和回液管进行热交换，另一组热管与另一侧且同一组的进液管和回液管进行热交换，从而对大容量电池两侧的热管进行热交换，使得大容量电池4运行在最佳温度。

实施例9

本实施例提供一种大容量电池，包括上述实施例1至实施例6中任一的电池温控系统；大容量电池的极柱上设置有插孔，热管插入插孔内；或者，大容量电池的极柱侧壁上设置有安装凹槽，热管设置在安装凹槽内。该温控系统对大容量电池的温度进行控制，使得其运行在最佳温度内。

Claims (23)

1.一种电池温控系统，其特征在于，包括热传导单元和温控单元：

所述热传导单元包括至少一个热管，所述热管的一端与极柱接触，另一端延伸出极柱外侧；

所述温控单元包括至少一路温控管，所述温控管与延伸至极柱外侧的热管通过换热组件实现热交换。

2.根据权利要求1所述的电池温控系统，其特征在于，所述温控管包括单路循环管路，所述单路循环管路折弯形成并排设置的进液管和回液管，所述并排设置的进液管和回液管与热管通过换热组件实现热交换。

3.根据权利要求1所述的电池温控系统，其特征在于，所述温控管包括P路循环管路，所述P路循环管路折弯形成P路进液管和P路回液管，其中第m路循环管路的进液管与第n路循环管路的回液管并排设置，并排设置的进液管和回液管与热管通过换热组件实现热交换，P为大于等于2的整数，m、m小于等于P,且m≠n。

4.根据权利要求1或2或3所述的电池温控系统，其特征在于，所述换热组件包括绝缘换热板，所述热管和温控管设置在绝缘换热板的两侧，或者，所述热管和温控管设置在绝缘换热板的同一侧。

5.根据权利要求4所述的电池温控系统，其特征在于，所述绝缘换热板为导热陶瓷板。

6.根据权利要求5所述的电池温控系统，其特征在于，所述导热陶瓷板为氧化铝陶瓷板、氮化硅陶瓷板、氧化锆陶瓷板、碳化硅陶瓷板、氧化镁陶瓷板、氮化硼陶瓷板、氮化铝陶瓷板、氧化铍陶瓷板中的一种。

7.根据权利要求4所述的电池温控系统，其特征在于，所述换热组件还包括设置在绝缘换热板两侧的第一压板和/或第二压板，所述绝缘换热板的第一面上和/或第一压板上设置有导热凹槽，所述热管设置在导热凹槽内，所述绝缘换热板的第二面上和/或第二压板上设置有温控凹槽，所述温控管设置在温控凹槽内，所述第一面和第二面为绝缘换热板相对的两个端面。

8.根据权利要求7所述的电池温控系统，其特征在于，所述第二压板和绝缘换热板之间还设置有导热板。

9.根据权利要求8所述的电池温控系统，其特征在于，所述导热板为铝板，且所述导热板上设置有温控凹槽。

10.根据权利要求7所述的电池温控系统，其特征在于，所述导热凹槽和温控凹槽为半圆形凹槽或弓形凹槽，所述热管、温控管在导热凹槽和温控凹槽内被挤压变形，实现紧密接触。

11.根据权利要求7所述的电池温控系统，其特征在于，所述温控凹槽和导热凹槽均为两个，所述温控管的进液管和回液管分别设置在两个温控凹槽内，所述热管为两个，分别设置在两个导热凹槽内。

12.根据权利要求11所述的电池温控系统，其特征在于，所述绝缘换热板两侧的热管与温控管之间的距离设置为最短。

13.根据权利要求7所述的电池温控系统，其特征在于，所述温控凹槽为两个，所述导热凹槽为一个，所述温控管的进液管、回液管分别设置在两个温控凹槽内。

14.根据权利要求13所述的电池温控系统，其特征在于，所述热管与进液管、回液管均错开设置，且位于进液管和回液管之间。

15.根据权利要求1所述的电池温控系统，其特征在于，所述换热组件为绝缘换热套，所述热管插入绝缘换热套的中心腔体内，所述温控管设置在绝缘换热套的外壁上，或者，所述温控管插入绝缘换热套的中心腔体内，所述热管设置在绝缘换热套的外壁上。

16.根据权利要求15所述的电池温控系统，其特征在于，所述绝缘换热套为导热陶瓷套，所述导热陶瓷套为氧化铝陶瓷套、氮化硅陶瓷套、氧化锆陶瓷套、碳化硅陶瓷套、氧化镁陶瓷套、氮化硼陶瓷套、氮化铝陶瓷套、氧化铍陶套中的一种。

17.根据权利要求16所述的电池温控系统，其特征在于，所述温控管或热管通过缠绕的方式设置在绝缘换热套的外壁上。

18.根据权利要求1或2或3或15所述的电池温控系统，其特征在于，所述温控单元还包括温控装置，所述温控装置与温控管连接，以使所述温控管内的介质循环。

19.一种大容量电池，其特征在于，包括权利要求1至18任一所述的电池温控系统；

所述大容量电池的极柱上设置有插孔，所述热管插入插孔内。

20.一种大容量电池组，其特征在于，包括多个串联的大容量电池和权利要求1至18任一所述的电池温控系统；所述热管设置在相串联的大容量电池的正极柱和负极柱之间。

21.根据权利要求20所述的大容量电池组，其特征在于，所述大容量电池的上盖板、下盖板分别为正极柱和负极柱，多个大容量电池叠加设置，所述热管设置在上盖板和下盖板之间。

22.根据权利要求21所述的大容量电池组，其特征在于，多个大容量电池之间的热管延伸至正极柱、负极柱的同一侧，与设置在正极柱、负极柱同一侧且同一组的进液管和回液管进行热交换。

23.根据权利要求21所述的大容量电池组，其特征在于，多个大容量电池之间的热管两端分别延伸至正极柱、负极柱的两侧，所述正极柱、负极柱的两侧均设置有并排的进液管和回液管，分别与正极柱、负极柱两侧的热管进行热交换。

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