CN220253407U - 一种电池保温调节装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆技术领域，公开了一种电池保温调节装置及车辆，所述电池保温调节装置包括冷却板、连接件、电池和保温调节机构；所述连接件的一端连接于所述冷却板；所述电池连接于所述连接件远离所述冷却板的一端，所述电池与所述冷却板之间具有间隔；所述保温调节机构包括弹性袋、导通管和调节件，所述弹性袋设于所述间隔，所述弹性袋具有用于容纳传热流体的容置腔，所述传热流体的传热系数大于空气的传热系数，所述调节件通过所述导通管与所述容置腔相连通；本实用新型所提供的电池保温调节装置能够调节冷却板和电池之间的传热热阻，以调节电池的保温性能。

Description

一种电池保温调节装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别是涉及一种电池保温调节装置及车辆。

背景技术

汽车电池作为电动汽车的关键技术，汽车电池直接决定了汽车的使用性能，汽车电池对工作环境温度的要求很高，工作温度对汽车电池的寿命与性能的影响非常大，对于汽车电池的热管理至关重要。

现有的电池散热方案普遍采用冷却板与电池集成方案，冷却板作为电池底板直接承重电池，这种电池散热方案具有集成度高、装配工艺简单、能量密度高等优点，但是这种电池存在低温工况下保温性能差的缺点，低温工况保温性能差的原因在于冷却板和电池通过螺钉连接工艺或焊接工艺直接集成，冷却板和电池之间的传热热阻小，传热快，低温工况下的电池热量直接传导至冷却板后并散发至外界空气中，因此现有技术的电池散热方案不具有调节电池保温性能的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池保温调节装置及车辆，所述电池保温调节装置能够调节冷却板和电池之间的传热热阻，以调节电池的保温性能。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池保温调节装置，包括冷却板、连接件、电池和保温调节机构；所述连接件沿第一方向的一端连接于所述冷却板；所述电池连接于所述连接件沿所述第一方向远离所述冷却板的一端，所述电池朝向所述冷却板的一侧与所述冷却板朝向所述电池的一侧之间具有间隔；所述保温调节机构包括弹性袋、导通管和调节件，所述弹性袋设于所述间隔，所述弹性袋具有用于容纳传热流体的容置腔，所述传热流体的传热系数大于空气的传热系数，所述调节件通过所述导通管与所述容置腔相连通；其中，所述调节件能够将传热流体通过所述导通管输入所述容置腔内以使所述弹性袋膨胀，以使所述弹性袋在所述第一方向上的相对两端分别抵接于所述冷却板和所述电池，或，所述调节件能够通过所述导通管将传热流体从所述容置腔内输出以使所述弹性袋收缩。

在一些实施方式中，所述冷却板的内部开设有冷却腔，所述冷却板开设有与所述冷却腔相连通并用于将冷却液输入所述冷却腔的进液口，所述冷却板开设有与所述冷却腔相连通并用于将所述冷却腔的所述冷却液输出的出液口。

在一些实施方式中，所述第一方向与第一平面垂直，沿所述第一方向，所述冷却板在第一平面的投影面积为a，所述电池在所述第一平面的投影面积为b，满足：a≥b。

在一些实施方式中，所述第一方向与第一平面垂直，沿所述第一方向，所述电池在所述第一平面的投影面积为b，所述弹性袋在所述第一平面的投影面积为c，满足：c≥0.8b。

在一些实施方式中，所述连接件包括多个连接杆，多个所述连接杆依次连接并围成有容置空间，其中一个所述连接杆开设有缺口，所述弹性袋位于所述容置空间内，所述导通管通过所述缺口进入所述容置空间并与所述弹性袋相连通。

在一些实施方式中，所述弹性袋的材质为塑料材质或硅胶材质或橡胶材质。

在一些实施方式中，所述传热流体的传热系数大于0.3W/(m·K)。

本实用新型还提供一种车辆，包括根据上述任一项所述的电池保温调节装置。

本实用新型实施例提供的一种电池保温调节装置与现有技术相比，其有益效果在于：通过所述连接件以分别连接所述冷却板和所述电池并使所述冷却板和所述电池之间具有所述间隔，当需要降低所述电池的保温性能时，可以通过所述调节件将传热流体输入所述容置腔内以使所述弹性袋膨胀并填充所述间隔，以使所述电池的热量能够沿所述弹性袋的一侧侧壁、所述传热流体和所述弹性袋的另一侧侧壁的传热路径传导至所述冷却板，以降低所述电池到所述冷却板之间的传热热阻，以降低所述电池的保温性能，当需要提高所述电池的保温性能时，可以通过所述调节件将所述传热流体从所述容置腔内输出以使所述弹性袋收缩，以使所述电池的热量能够沿所述间隔内的空气、所述弹性袋的一侧侧壁和所述弹性袋的另一侧侧壁(或沿所述弹性袋的一侧侧壁、所述弹性袋的另一侧侧壁和所述间隔内的空气)的传热路径传导至所述冷却板，以提高所述电池到所述冷却板之间的传热热阻，以提高所述电池的保温性能；因此，本实用新型所提供的电池保温调节装置能够调节所述冷却板和所述电池之间的传热热阻，以调节电池的保温性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电池保温调节装置的结构图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电池保温调节装置的爆炸图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电池保温调节装置的弹性袋处于收缩状态时的剖视图；

图4是本实用新型实施例提供的一种电池保温调节装置的弹性袋处于膨胀状态时的剖视图；

图5是本实用新型实施例提供的一种电池保温调节装置忽略保温调节机构时的剖视图；

图6是本实用新型实施例提供的电池和冷却板的俯视图的对比图；

图7是本实用新型实施例提供的弹性袋和电池的俯视图的对比图。

图中，1、冷却板；11、冷却腔；

2、连接件；21、连接杆；200、容置空间；211、缺口；

3、电池；

4、保温调节机构；41、弹性袋；42、导通管；43、调节件；

100、间隔；

Z、第一方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

本申请中，电池可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池一般按封装的方式分成三种：柱形电池、方形电池和软包电池，本申请实施例对此也不限定。

如图1-4所示，本实用新型实施例优选的一种电池保温调节装置，包括冷却板1、连接件2、电池3和保温调节机构4；连接件2沿第一方向Z的一端连接于冷却板1；电池3连接于连接件2沿第一方向Z远离冷却板1的一端，电池3朝向冷却板1的一侧与冷却板1朝向电池3的一侧之间具有间隔100；保温调节机构4包括弹性袋41、导通管42和调节件43，弹性袋41设于间隔100，弹性袋41具有用于容纳传热流体的容置腔，传热流体的传热系数大于空气的传热系数，调节件43通过导通管42与容置腔相连通；其中，调节件43能够将传热流体通过导通管42输入容置腔内以使弹性袋41膨胀，以使弹性袋41在第一方向Z上的相对两端分别抵接于冷却板1和电池3，或，调节件43能够通过导通管42将传热流体从容置腔内输出以使弹性袋41收缩。

基于此技术方案，通过连接件2以分别连接冷却板1和电池3并使冷却板1和电池3之间具有间隔100，当需要降低电池3的保温性能时，可以通过调节件43将传热流体输入容置腔内以使弹性袋41膨胀并填充间隔100，以使电池3的热量能够沿弹性袋41的一侧侧壁、传热流体和弹性袋41的另一侧侧壁的传热路径传导至冷却板1，以降低电池3到冷却板1之间的传热热阻，以降低电池3的保温性能，当需要提高电池3的保温性能时，可以通过调节件43将传热流体从容置腔内输出以使弹性袋41收缩，以使电池3的热量能够沿间隔100内的空气、弹性袋41的一侧侧壁和弹性袋41的另一侧侧壁(或沿弹性袋41的一侧侧壁、弹性袋41的另一侧侧壁和间隔100内的空气)的传热路径传导至冷却板1，以提高电池3到冷却板1之间的传热热阻，以提高电池3的保温性能；因此，本实用新型所提供的电池3保温调节装置能够调节冷却板1和电池3之间的传热热阻，以调节电池3的保温性能。

可以理解的是，由于传热流体的传热系数大于空气的传热系数，而传热热阻是传热系数的倒数，传热热阻随着传热系数的变大而变小；因此沿弹性袋41的一侧侧壁、传热流体和弹性袋41的另一侧侧壁的传热路径的传热热阻小于沿间隔100内的空气、弹性袋41的一侧侧壁和弹性袋41的另一侧侧壁的传热路径的传热热阻。

传热流体可以是水、导热油、液态金属、导热凝胶等液态流体或半固态流体。

弹性袋41为具有高弹性的塑料材质或硅胶材质或橡胶材质。

在本实施例中，冷却板1的形状为方形。

在其他一些实施方式中，冷却板1还可以是圆形、椭圆形、正多边形等任意形状。

在本实施例中，调节件43能够将传热流体通过导通管42输入容置腔内以使弹性袋41膨胀，以使弹性袋41在第一方向Z上的相对两端分别抵接于冷却板1和电池3；或调节件43能够通过导通管42将传热流体从容置腔内输出以使弹性袋41收缩。

在其他一些实施方式中，弹性袋41的初始状态为收缩状态，调节件43能够将传热流体通过导通管42输入容置腔内以使弹性袋41膨胀，以使弹性袋41在第一方向Z上的相对两端分别抵接于冷却板1和电池3。

在其他一些实施方式中，弹性袋41的初始状态为膨胀状态，调节件43能够通过导通管42将传热流体从容置腔内输出以使弹性袋41收缩。

在本实施例中，弹性袋41连接于冷却板1朝向电池3的一侧，当调节件43将传热流体从容置腔内输出以使弹性袋41收缩时，电池3的热量沿间隔100内的空气、弹性袋41的一侧侧壁和弹性袋41的另一侧侧壁的传热路径传导至冷却板1。

在其他一些实施方式中，弹性袋41连接于电池3朝向冷却板1的一侧，当调节件43将传热流体从容置腔内输出以使弹性袋41收缩时，电池3的热量沿弹性袋41的一侧侧壁、弹性袋41的另一侧侧壁和间隔100内的空气的传热路径传导至冷却板1。

在本实施例中，调节件43具有存储传热流体、输送传热流体和回收传热流体的功能，调节件43与车辆的控制系统电性连接。

具体地，调节件43与车辆的BMS控制系统电性连接并根据BMS控制系统的指令将传热流体输入容置腔内以使弹性袋41膨胀或将容置腔内的传热流体输出以使弹性袋41收缩。

在一些实施方式中，调节件43包括储存箱和泵体，储存箱通过泵体与导通管相连通，储存箱实现存储传热流体的功能，泵体实现输送传热流体和回收传热流体的功能，泵体与车辆的控制系统电性连接，储存箱通过泵体和导通管将传热流体输入容置腔内以使弹性袋41膨胀或将容置腔内的传热流体输出以使弹性袋41收缩。

传热流体的传热系数大于0.3W/(m·K)。空气在常温常压(20℃和101KPa)的传热系数为0.0267W/(m·K),采用0.3W/(m·K)以使传热流体的传热系数大于十倍的空气的传热系数。

在一些实施方式中，传热流体的传热系数大于0.5W/(m·K)、或传热流体的传热系数大于1W/(m·K)、或传热流体的传热系数大于2W/(m·K)、或传热流体的传热系数大于5W/(m·K)、或传热流体的传热系数大于10W/(m·K)、或传热流体的传热系数大于20W/(m·K)、或传热流体的传热系数大于50W/(m·K)。

参阅图2，连接件2包括多个连接杆21，多个连接杆21依次连接并围成有容置空间200，其中一个连接杆21开设有缺口211，弹性袋41位于容置空间200内，导通管42通过缺口211进入容置空间200并与弹性袋41相连通。

在本实施例中，连接件2为具有容置空间200的并带有缺口211的环状结构，环状结构与电池3的下端的边缘的形状相匹配。

在其他一些实施例中，连接件2可以为块状结构、杆状结构等任意形状结构。

参阅图3-图5，冷却板1的内部开设有冷却腔11，冷却板1开设有与冷却腔11相连通并用于将冷却液输入冷却腔11的进液口(未图示)，冷却板1开设有与冷却腔11相连通并用于将冷却腔11的冷却液输出的出液口(未图示)。

在本实施例中，冷却板1为液冷板。

冷却液为水或导热油等介质。

参阅图6，第一方向Z与第一平面垂直，沿第一方向Z，冷却板1在第一平面的投影面积为a，电池3在第一平面的投影面积为b，满足：a≥b。

在本实施例中，第一方向Z为竖直方向，第一平面与水平面重合或平行，即电池3在第一平面的投影面积与电池3在水平面的正投影的投影面积相同，冷却板1在第一平面的投影面积与冷却板1在水平面的正投影的投影面积相同。

参阅图7，第一方向Z与第一平面垂直，沿第一方向Z，电池3在第一平面的投影面积为b，弹性袋41在第一平面的投影面积为c，满足：c≥0.8b。采用c≥0.8b以使通过将传热流体输入弹性袋41的内部或从弹性袋41的内部输出，至少能够改变0.8倍的电池3朝向冷却板1的一面与冷却板1之间的传热热阻，以有效调节电池和3和冷却板1之间的传热热阻，以有效调节电池3的保温性能。

在本实施例中，第一方向Z为竖直方向，第一平面与水平面重合或平行。即电池3在第一平面的投影面积与电池3在水平面的正投影的投影面积相同，弹性袋41在第一平面的投影面积与弹性袋41在水平面的正投影的投影面积相同。

可以理解的是，当电池3在第一平面的投影是方形时，可以通过直尺、卷尺等任意长度测量工具测量该电池投影的长度和宽度，再通过方形的面积计算公式(方形面积＝长度*宽度)计算出该电芯投影的面积。

当电池3在第一平面的投影是圆形时，可以通过直尺、卷尺等任意长度测量工具测量该电芯投影的半径，再通过圆形的面积计算公式(圆形面积＝π*半径*半径)。

以此类推，当电池3在第一平面的投影为任意形状时，可以通过对应该电池投影的具体形状的面积计算公式计算出该电池3的投影的面积。

依次类推，冷却板1和弹性袋41等任意结构在第一平面的投影面积均可以通过对应该投影的具体形状的面积计算公式计算出该投影的面积。

本实用新型还提供一种车辆，车辆包括上述任一项的电池保温调节装置,车辆还包括BMS控制系统，BMS控制系统与电池保温调节装置电性连接。

综上，本实用新型实施例提供的电池保温调节装置，其具有如下

有益效果：

1、采用连接件2以使电池3和冷却板1之间具有间隔100，采用弹性袋41、导通管42和调节件43能够调节间隔100的传热热阻，以调节电池3的保温性能。

2、采用保温调节机构4能够调节电池3的保温性能，能够在高温工况下，通过降低电池3保温性能以增大电池3的散热，能够在低温工况下，通过提高电池3的保温性能以减少电池3的热量流失，因此，本电池保温调节装置能够根据需求改善电池3的工作环境温度，有利于提升电池3的寿命与性能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电池保温调节装置，其特征在于，包括：

冷却板；

连接件，所述连接件沿第一方向的一端连接于所述冷却板；

电池，所述电池连接于所述连接件沿所述第一方向远离所述冷却板的一端，所述电池朝向所述冷却板的一侧与所述冷却板朝向所述电池的一侧之间具有间隔；

保温调节机构，所述保温调节机构包括弹性袋、导通管和调节件，所述弹性袋设于所述间隔，所述弹性袋具有用于容纳传热流体的容置腔，所述传热流体的传热系数大于空气的传热系数，所述调节件通过所述导通管与所述容置腔相连通；

其中，所述调节件能够将所述传热流体通过所述导通管输入所述容置腔内以使所述弹性袋膨胀，以使所述弹性袋在所述第一方向上的相对两端分别抵接于所述冷却板和所述电池，或，

所述调节件能够通过所述导通管将所述传热流体从所述容置腔内输出以使所述弹性袋收缩。

2.根据权利要求1所述的电池保温调节装置，其特征在于，所述冷却板的内部开设有冷却腔，所述冷却板开设有与所述冷却腔相连通并用于将冷却液输入所述冷却腔的进液口，所述冷却板开设有与所述冷却腔相连通并用于将所述冷却腔的所述冷却液输出的出液口。

3.根据权利要求1所述的电池保温调节装置，其特征在于，所述第一方向与第一平面垂直，沿所述第一方向，所述冷却板在第一平面的投影面积为a，所述电池在所述第一平面的投影面积为b，满足：a≥b。

4.根据权利要求1所述的电池保温调节装置，其特征在于，所述第一方向与第一平面垂直，沿所述第一方向，所述电池在所述第一平面的投影面积为b，所述弹性袋在所述第一平面的投影面积为c，满足：c≥0.8b。

5.根据权利要求1所述的电池保温调节装置，其特征在于，所述连接件包括多个连接杆，多个所述连接杆依次连接并围成有容置空间，其中一个所述连接杆开设有缺口，所述弹性袋位于所述容置空间内，所述导通管通过所述缺口进入所述容置空间并与所述弹性袋相连通。

6.根据权利要求1所述的电池保温调节装置，其特征在于，所述弹性袋的材质为塑料材质或硅胶材质或橡胶材质。

7.根据权利要求1所述的电池保温调节装置，其特征在于，所述传热流体的传热系数大于0.3W/(m·K)。

8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-7任一项所述的电池保温调节装置。