CN218827429U - 一种电池控温装置、动力电池和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体地，涉及一种电池控温装置、动力电池和电动汽车。针对现有技术中电池控温装置，冷却液或加热液在流经内部流道时，压力逐渐下降，流速减小，流道下游控温液与控温板对流换热效果减弱，控温板温度均匀性下降，电池面积较大时，控温不均匀，且进水口与出水口温差大，导致电池寿命降低的技术问题，本实用新型提供一种电池控温装置，控温管路在控温板上分区域设置，并通过转向阀改变水流，解决了长流道两端均温性差的问题，提高了电芯状态的一致性，有效提高了电芯的使用寿命，同时在升温时，由于间隙的存在，不至温度在某处极速上升。本实用新型的还提供了一种动力电池和电动汽车，安全性和使用寿命得到提高。

Description

一种电池控温装置、动力电池和电动汽车

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体地，涉及一种电池控温装置、动力电池和电动汽车。

背景技术

动力电池是电动汽车的核心部件之一，其充放电性能、安全性能和使用寿命受温度的影响显著。电池温度过高，电池工作性能下降，且容易发生起火燃烧等事故；电池温度过低，其充放电性能较差。此外，动力电池在充放电过程中，由于产热的差异和结构布置造成的散热差异会导致动力电池模组温度不均匀。单体电池之间的温度不一致性直接影响电池的电压，SOC和循环寿命等。因此，动力电池在充放电过程中需要保持在合理的温度范围之内。目前在模组和整包动力电池中常用的冷却方式是底部安装液冷板，通过打导热胶的方式实现电芯的底部散热。液冷的散热方式一般采用单进单出的方式，即将冷水通入一端，经过流道再从回水口流出，当冷水在流道中流动时与上方的电芯实现换热，同时自身温度增加，流道越长回水口的温度越高，越靠近回水口的电芯冷却效果越差。长此以往会导致电芯的均温性有很大差异，影响电芯温度一致性，从而对电芯寿命造成影响。

中国实用新型专利授权公告号为CN216529046U，申请日为2021年11月24日，发明名称为：电池包以及车辆；公开电池包包括托盘和液冷板；所述液冷板固定于所述托盘上，所述液冷板与所述托盘围合形成容置电池模组的腔室；所述液冷板的材质为5系或者6系铝合金，所述液冷板与所述托盘通过搅拌摩擦焊固定以形成所述腔室。该方案在第一表面和第二表面上设置有多个扰流柱，多个所述焊接部的位置与多个所述扰流柱的设置位置一一对应。扰流柱提升了液冷板的散热效率，当冷却液流经扰流柱，提升了冷却液流经扰流柱的流速，增强了冷却液的扰动，增强了液冷板的换热效率，但该方案设计制作复杂，且冷却液经过扰流柱的路径并不明确，无法保证散热的一致性，依然可能影响电池寿命。

中国实用新型专利授权公告号为CN207765589U，申请日为2017年12月29日，发明名称为：一种电动汽车动力电池渐缩型双流道液冷板；公开的方案包括液冷板本体，液冷板本体由正侧板、背侧板以及设置在正侧板、背侧板之间的中间板组合而成；中间板上设有两条互相逆流的蛇形流道，分别为第一流道和第二流道；正侧板上对称设有与第一流道的进口相通的第一进口接头和与第二流道的进口相通的第二进口接头，背侧板上对称设有与第一流道的出口相通的第一出口接头和与第二流道的出口相通的第二出口接头。该方案采用双流道逆流的方式可以保证冷却的冷却区域均匀，增加冷板的温度均匀性，但该方案双流道的设计不适用于大面积使用，该设计方案，只能解决进水口和出水口温差不均匀性的问题，当电池面积较大时，电池中部流道的水温依然很高，未解决电池整体温差不均的问题。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术中电池控温装置，冷却液或加热液在流经内部流道时，压力逐渐下降，流速减小，流道下游控温液与控温板对流换热效果减弱，控温板温度均匀性下降，电池面积较大时，控温不均匀，且进水口与出水口温差大，导致电池寿命降低的技术问题，本实用新型提供一种电池控温装置，控温管路在控温板上分区域设置，并通过转向阀改变水流，解决了长流道两端均温性差的问题，提高了电芯状态的一致性，有效提高了电芯的使用寿命，同时在升温时，由于间隙的存在，不至温度在某处极速上升。本实用新型的还提供了一种动力电池和电动汽车，安全性和使用寿命得到提高。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种电池控温装置，包括控温板，所述控温板的顶面设有控温管路；所述控温板的顶面至少包括两部分区域，所述控温管路穿过所述区域，并在每个区域内蜿蜒设置；所述区域间相邻的所述控温管路具有间隙；所述控温管路连接转向阀。

优选的，所述控温板的顶面和控温管路可以固定连接，也可以活动连接。

优选的，转向阀可以为一个，设置在进水口或出水口。

进一步地，所述控温板的顶面包括四部分区域：第一区域、第二区域、第三区域和第四区域。

进一步地，所述控温管路设有进水口和出水口，所述进水口和出水口设置在所述控温板同一侧边。

进一步地，所述转向阀为两个，分别连接所述进水口和出水口。

进一步地，所述控温板的顶面和所述控温管路之间设有可拆卸的保温层。

进一步地，所述控温板的底面设有散热层。

进一步地，还包括依次连接在所述转向阀上的电子泵、换热器和膨胀水壶；所述电子泵、换热器、膨胀水壶和所述控温管路形成闭环管路。

进一步地，还包括能和所述换热器进行热交换的蒸发器，所述蒸发器还依次连接设置压缩机、冷凝器和节流阀。

一种动力电池，使用所述的电池控温装置。

一种电动汽车，使用所述的动力电池。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种电池控温装置，包括顶面至少两部分分区的控温板，控温管路穿过所述区域，并在每个区域内蜿蜒设置，区域间相邻的所述控温管路具有间隙，相较于现有技术中，控温管路在控温板整个区域内蛇形或S形设置，本申请的控温管路区域之间的间隙，使得温度可以通过间隙在区域之间传递，不会因控温管路设计的过于拥挤而造成控温管路上流域和下流域温差过大。同时，控温管路连接转向阀，进水流向和出水流向可改变，进一步保证了控温管路整体的温度均匀性。

(2)本实用新型的一种动力电池，使用所述的电池控温装置，本申请的控温装置，特别适用于大面积动力电池，且可适用于多组动力电池，只需按组数设计相应的控温板分区数量，保证了面积较大的动力电池或电池组的温度均一性，延长了电池的使用寿命。

(3)本实用新型的一种电动汽车，使用所述的动力电池，由于可以通过一套控温装置给电池组降温，使得大容量电池的汽车设计成为可能，且安全性和使用寿命得到提高。

附图说明

图1为实施例1的一种电池控温装置的第一视角示意图。

图2为实施例1的一种电池控温装置和动力电池配合使用时第一视角示意图。

图3为实施例1的一种电池控温装置第一水流回路示意图。

图4为实施例1的一种电池控温装置第二水流回路示意图。

图5为实施例1的一种电池控温装置工作流程示意图。

图中：

1、控温板；101、第一区域板；102、第二区域；103、第三区域；104、第四区域；

2、进水口；3、出水口；4、动力电池；5、转向阀；6、电子泵；7、膨胀水壶；8、换热器；9、蒸发器；10、节流阀；11、压缩机；12、冷凝器；13、第一回路；14、第二回路。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

下面对本实用新型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发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本实施例的一种电池控温装置，如图1和2所示，

包括控温板1，所述控温板1的顶面设有控温管路。所述控温板1的顶面至少包括两部分区域，所述控温管路穿过所述区域，并在每个区域内蜿蜒设置，所述区域间相邻的所述控温管路具有间隙。相较于现有技术中，控温管路在控温板整个区域内蛇形或S形设置，本实施例的控温管路区域之间具有间隙，使得温度可以通过间隙在区域之间传递，不会因控温管路设计的过于拥挤而造成控温管路上流域和下流域温差过大。本实施例所述控温板1的顶面包括四部分区域：第一区域101、第二区域102、第三区域103和第四区域14。两区域的设计，适用于一整块电池，且面积较大时的使用场景。本实施例四区域的设计，适用于多组电池使用的场景，如图2所示。控温管路不会因设计的过于拥挤，而造成管路外热量不易分散，在控温管路各区域之间，可以将热量发散。

本实施例中，所述控温管路设有进水口2和出水口3，所述进水口2和出水口3设置在所述控温板1同一侧边。将进水口2和出水口3设置在一边，既提高了设备整体的紧凑性，也使得进水口2和出水口3的温度可以适当导热，避免进水口2和出水口3温差过大。

所述控温管路连接转向阀5。转向阀5可以设计成一个，连接在所述进水口2或出水口3处，适用于电池面积不大的使用场景。本实施例中，转向阀5为两个，分别连接在所述进水口2和出水口3处，在较大面积使用场景和多组动力电池4使用场景时，可以快速切换水的回路，做到快速降温或升温。

所述控温板1的顶面和控温管路可以固定连接，也可以活动连接。当固定连接时，控温装置的整体一致性得到提高，适用于较为颠簸的使用场景，如越野车等。当活动连接时，便于拆卸和维护，机动性更高。本实施例中控温板1的顶面和控温管路为活动连接，具体使用场景中，可以通过胶粘或其他方式连接。

本实施例中所述控温板1的顶面和所述控温管路之间设有可拆卸的保温层。所述保温层在冬季时，起到为动力电池4保温的作用，保温层将控温管路的热量锁定在电池底部，同时避免热量向控温板传递，提高了能源的利用率。在夏季使用场景中，保温层可以去除，避免热量聚集，使电池过热，影响电池效能。保温层的四周设有铆钉结构，可以和控温板1活动连接。

本实施例中，所述控温板1的底面设有散热层。在动力电池4需要降温散热的使用场景中，散热层，可以快速的吸收从控温板1传来的热量，使得动力电池4快速降温，同时，也能加快控温管路的热交换，使得控温管路区域之间热均匀性更强。散热层的四周设有铆钉结构，可以和控温板1活动连接。

本实施例的电池控温装置还包括依次连接在所述转向阀5上的电子泵6、换热器8和膨胀水壶7；所述电子泵6、换热器8、膨胀水壶7和所述控温管路形成闭环管路。本实施例还包括能和所述换热器8进行热交换的蒸发器9，所述蒸发器9还依次连接设置压缩机11、冷凝器12和节流阀10。

请参阅图3-5，具体展示了电池控温装置的使用场景，以冷却液为例：

第一回路13：冷却液经过换热器8消散热量后，经过膨胀水壶7和换向阀5，通过进水口2进入控温管路，带走电池的产生的热量，通过出水口3，经过换向阀5和电子泵6，再次进入换热器8消散热量循环。

第二回路14：电池控温装置系统启动，设置在所述进水口2和出水口3处的温度检测装置开始工作，本实施例中，设置的温差范围为3℃，当检测装置，检测到进水口2和出水口3处的温差范围大于3℃，换向阀5开始工作，对第一回路13种的冷却液路径进行逆转。实现动力电池4的温度均匀化控制。

本实施例的一种动力电池，使用所述的电池控温装置，本申请的控温装置，特别适用于大面积动力电池，且可适用于多组动力电池，只需按组数设计相应的控温板分区数量，保证了面积较大的动力电池或电池组的温度均一性，延长了电池的使用寿命。

本实施例的一种电动汽车，使用所述的动力电池，由于可以通过一套控温装置给电池组降温，使得大容量电池的汽车设计成为可能，且安全性和使用寿命得到提高。

Claims (10)

1.一种电池控温装置，其特征在于：包括控温板(1)，所述控温板(1)的顶面设有控温管路；所述控温板(1)的顶面至少包括两部分区域，所述控温管路穿过所述区域，并在每个区域内蜿蜒设置；所述区域间相邻的所述控温管路具有间隙；所述控温管路连接转向阀(5)。

2.根据权利要求1所述的一种电池控温装置，其特征在于：所述控温板(1)的顶面包括四部分区域：第一区域(101)、第二区域(102)、第三区域(103)和第四区域(14)。

3.根据权利要求2所述的一种电池控温装置，其特征在于：所述控温管路设有进水口(2)和出水口(3)，所述进水口(2)和出水口(3)设置在所述控温板(1)同一侧边。

4.根据权利要求3所述的一种电池控温装置，其特征在于：所述转向阀(5)为两个，分别连接所述进水口(2)和出水口(3)。

5.根据权利要求4所述的一种电池控温装置，其特征在于：所述控温板(1)的顶面和所述控温管路之间设有可拆卸的保温层。

6.根据权利要求4所述的一种电池控温装置，其特征在于：所述控温板(1)的底面设有散热层。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种电池控温装置，其特征在于：还包括依次连接在所述转向阀(5)上的电子泵(6)、换热器(8)和膨胀水壶(7)；所述电子泵(6)、换热器(8)、膨胀水壶(7)和所述控温管路形成闭环管路。

8.根据权利要求7所述的一种电池控温装置，其特征在于：还包括能和所述换热器(8)进行热交换的蒸发器(9)，所述蒸发器(9)还依次连接设置压缩机(11)、冷凝器(12)和节流阀(10)。

9.一种动力电池，其特征在于：使用权利要求1-8任一项所述的电池控温装置。

10.一种电动汽车，其特征在于：使用权利要求9所述的动力电池。

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