CN220544036U - 电池热管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池热管理装置，包括外壳，以及设于外壳内的半导体制冷单元、电池冷却单元及电池加热单元，外壳内形成有第一腔体及第二腔体，电池放置在第一腔体内，半导体制冷单元设于第二腔体内，并将第二腔体分隔为冷却腔及储热腔，半导体制冷单元的冷端伸入冷却腔，半导体制冷单元的热端伸入储热腔；电池冷却单元包括用于冷却电池的冷却管道；电池加热单元包括储热部，以及加热电池的热风通道。本实用新型所述的电池热管理装置，通过仅设置一个半导体制冷单元即可实现降温及升温的工作，利于简化该电池热管理装置的结构，且利于减少能源消耗，便于实现电池的快速升温。

Description

电池热管理装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种电池热管理装置。

背景技术

锂电池具有无记忆效应、自放电低、自身比能量高、循环性能好等优点，被广泛应用于电动汽车、航天、工业等领域。锂电池组是汽车的动力来源，其性能的好坏直接影响到了汽车整体性能的好坏。然而，由于锂电池具有较高的温度敏感性，其温度过高、温度过低、温度均匀性差都会大大减弱自身的性能，并且在电池充放电过程中，温度过高在影响电池性能的同时，也存在较大的安全隐患。

现有技术中，为保证锂电池保持在良好的工作温度，一般会通过热管理箱对其进行降温或加热，然而现有的热管理箱中降温与加热分为两个独立单元，且其一般分别设置有用于降温以及加热两类构件，在使用时容易造成能源的浪费，且结构复杂，零件较多，整体的生产成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池热管理装置，以利于简化其结构，并能够减少能源消耗。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池热管理装置，包括外壳，以及设于所述外壳内的半导体制冷单元、电池冷却单元电池加热单元，所述外壳内形成有第一腔体及第二腔体，电池放置在所述第一腔体内，所述半导体制冷单元设于所述第二腔体内，并将所述第二腔体分隔为冷却腔及储热腔，所述半导体制冷单元的冷端伸入所述冷却腔，所述半导体制冷单元的热端伸入所述储热腔；

所述电池冷却单元包括设置在所述第一腔体内，并用于冷却所述电池的冷却管道，所述冷却腔与所述冷却管道连通，并能够为所述冷却管道提供冷却液；

所述电池加热单元包括设于所述储热腔内并与所述热端接触的储热部，以及设置在所述第一腔体内，并用于加热所述电池的热风通道，所述储热腔与所述热风通道连通，并能够向所述热风通道输送热风。

进一步的，所述半导体制冷单元包括分隔板，以及安装在所述分隔板上的多个半导体制冷片。

进一步的，所述冷端设有多个第一翅片；和/或，所述热端设有多个第二翅片。

进一步的，所述冷却腔内设有用于将所述冷却液泵入所述冷却管道的泵体；

所述冷却管道包括冷却分管道、第一连通管道以及第二连通管道；

所述冷却分管道为分布在所述电池周侧的多个，所述第一连通管道用于连通各所述冷却分管道与所述泵体的出口，所述第二连通管道用于连通各所述冷却分管道与所述冷却腔。

进一步的，所述热风通道包括开设在所述第一腔体的侧壁上，并围绕所述电池的周侧设置的凹槽；

所述冷却分管道设置在所述凹槽内。

进一步的，所述电池加热单元内还包括用于将所述储热腔内的空气导入所述热风通道内的导气扇；

所述储热腔具有与所述热风通道连通的第一连通口及第二连通口，所述第一连通口设置在所述储热腔的靠近所述热端的一侧，所述第二连通口设置在所述储热腔的远离所述热端的一侧；

所述导气扇设置在所述第二连通口内。

进一步的，所述储热部包括与所述热端接触的储热壳，以及设于所述储热壳内的多个上储热板及下储热板；

所述上储热板设置在所述储热壳的顶部并向下延伸，所述下储热板设置在所述储热壳的底部并向上延伸，多个所述上储热板及所述下储热板交错布置；

所述储热壳、所述上储热板以及所述下储热板围构形成有连通所述第一连通口及所述第二连通口的气流通道。

进一步的，所述电池加热单元还包括设置在所述第二连通口内的电热丝，且所述电热丝靠近所述导气扇的进气侧设置；和/或，

所述外壳上设有与所述气流通道连通排风口，且所述排风口内设有所述排热扇。

进一步的，所述第一腔体内设有用于检测所述电池温度的第一检测器；和/或，

所述冷却腔内设有用于检测所述冷却液温度的第二检测器。

进一步的，所述储热腔内设有用于检测所述储热部温度的第三检测器；和/或；

所述外壳外侧至少与所述第一腔体对应的位置罩设有保温层。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的电池热管理装置，通过设置半导体制冷单元，并使半导体制冷单元的冷端及热端分别伸入冷却腔及储热腔内，则在实际使用的过程中仅设置一个半导体制冷单元即可实现降温及升温的工作，利于简化该电池热管理装置的结构。并且在工作过程中，冷端能够吸收冷却腔内冷却液的热量，对冷却液进行冷却的同时，其热端能够将热量放出至储热腔内，通过储热部实现对热量的存储，减少能源的消耗的同时，可以对储热腔进行预热，需要对电池进行升温时，实现对电池的快速升温。

此外，可通过设置有第一翅片，提升冷端与冷却液的换热效率，从而实现对冷却液的快速冷却，提升对电池降温时的效率。且可通过设置有第二翅片，便于提升热端与储热部之间的换热效率，实现对电池的快速升温。

另外，通过使储热壳、上储热板、下储热板围构形成连通第一连通口以及第二连通口的气流通道，便于由第一连通口流入储热腔的气流经气流通道流动至第二连通口，从而方便实现对气流的加热，提升电池升温时的效率。

附图说明

构成本实用新型的一单元分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的电池热管理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的电池热管理装置的内部结构示意图；

图3为图2中A部分的放大图；

图4为本实用新型实施例所述的冷却分管道与第一连通管道的连接结构示意图；

附图标记说明：

1、外壳；101、上壳体；102、下壳体；2、半导体制冷单元；201、分隔板；202、半导体制冷片；203、第一翅片；204、第二翅片；3、冷却腔；4、储热腔；401、第一连通口；402、第二连通口；

5、储热部；501、储热壳；502、上储热板；503、下储热板；6、泵体；7、冷却管道；701、冷却分管道；702、第一连通管道；703、第二连通管道；8、凹槽；9、导气扇；10、电热丝；

11、排风口；12、排热扇；13、第一检测器；14、第二检测器；15、第三检测器；16、出液口；17、保温层；18、第一腔体；19、电池；20、阻挡板；21、进液口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其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。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内单元的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种电池热管理装置，整体构成上，该电池热管理装置包括外壳1，以及设于外壳1内的半导体制冷单元2、电池冷却单元及电池加热单元，外壳1内形成有第一腔体18及第二腔体，电池19放置在第一腔体18内，半导体制冷单元2设于第二腔体内，并将第二腔体分隔为冷却腔3及储热腔4，半导体制冷单元2的冷端伸入冷却腔3，半导体制冷单元2的热端伸入储热腔4。

电池冷却单元包括设置在第一腔体18内，并用于冷却电池19的冷却管道7，冷却腔3与冷却管道7连通，并能够为冷却管道7提供冷却液。电池加热单元包括设于储热腔4内并与热端接触的储热部5，以及设置在第一腔体18内，并用于加热电池19的热风通道，储热腔4与热风通道连通，并能够向热风通道输送热风。

可以理解的是，通过设置半导体制冷单元2，并使半导体制冷单元2的冷端及热端分别伸入冷却腔3及储热腔4内，则在实际使用的过程中仅设置一个半导体制冷单元2即可实现降温及升温的工作，利于简化该电池热管理装置的结构。

并且在工作过程中，在冷端吸收冷却腔3内冷却液的热量，对冷却液进行冷却的同时，热端能够将热量放出至储热腔4内，通过储热部5进行存储，利于减少能源消耗的同时，便于实现对电池19的快速升温。

基于上述的整体介绍，本实施例的一种示例性结构如图1至图4中所示。并且，作为一种较优的实施方式，在本实施例中，如图1及图2所示，外壳1包括形成有第一腔体18的下壳体102，以及形成有第二腔体的上壳体101，上壳体101及下壳体102单独设置。当然，除了使上壳体101及下壳体102单独设置，使上壳体101及下壳体102一体成型也是可以的，形成有第一腔体18及第二腔体即可。

半导体制冷单元2包括分隔板201，以及安装在分隔板201上的多个半导体制冷片202。值得注意的是，本实施例中的半导体制冷片202选用现有技术中常用到的半导体制冷片即可。此外，可以理解的实施，本实施例中通过设置有多个半导体制冷片202，利于提升半导体制冷单元2的工作效率，实现对电池19的快速升温及降温。

作为一种较优的实施方式，在本实施例中，冷端设有多个第一翅片203，热端设有多个第二翅片204。通过设置有第一翅片203，便于提升冷端与冷却液的换热效率，从而实现对冷却液的快速冷却，提升对电池19降温时的效率。通过设置有第二翅片204，便于提升热端与储热部5的换热效率，实现对电池19的快速升温。

值得注意的是，本实施例中既设置有第一翅片203，又设置有第二翅片204仅是作为一种较优的实施方式，此外，也可仅设置有第一翅片203，或是仅设置有第二翅片204。

为便于冷却腔3与冷却管道7之间的冷却液的循环，作为一种较优的实施方式，如图2中所示，在本实施例中，冷却腔3内设有用于将冷却液泵入冷却管道7的泵体6，冷却管道7包括冷却分管道701、第一连通管道702以及第二连通管道703，冷却分管道701为分布在电池19周侧的多个，第一连通管道702用于连通各冷却分管道701与泵体6，第二连通管道703用于连通各冷却分管道701与冷却腔3。

在具体工作时，泵体6能够将冷却腔3内冷却后的冷却液经泵入第一连通管道702，并经第一连通管道702，分流至各冷却分管道701内。如图4中所示，第一连通管道702具有与泵体6的出口连接第一接口，以及分别与各冷却分管道701连通的多个第二接口。此外，具体实施时各冷却分管道701均绕设在电池19的周侧，且各冷却分管道701依次间隔布置。

此外，本实施例中的第二连通管道703可参照第一连通管道702的结构进行设置。另外，本实施例中的泵体6，可为现有技术中常用到的用于输送冷却液的泵，如水泵等。

为方便热风通道及冷却管道7的布置，作为一种较优的实施方式，热风通道包括开设在第一腔体18的侧壁上，并围绕电池19的周侧设置的凹槽8，冷却分管道701设置在凹槽8内。如此设置，结构简单，便于布置实施的同时，也利于使热风通道对电池19具有较好的加热效果。此外，如图2中所示，在凹槽8内设置有阻挡板20，以防止第二连通口402流出的热风直接由第一连通口401流入储热腔4内。

作为一种较优的实施方式，如图2及图3中所示，电池加热单元还包括用于将储热腔4内的空气导入热风通道内的导气扇9。储热腔4具有与热风通道连通的第一连通口401及第二连通口402，第一连通口401设置在储热腔4的靠近热端的一侧，第二连通口402设置在储热腔4的远离热端的一侧，导气扇9设置在第二连通口402内。

可以理解的是，将导气扇9设置在第二连通口402内，在使用过程中，空气经由第一连通口401进入储热腔4，并经由第二连通口402排出，并通过使第一连通口401设置在储热腔4的靠近热端的一侧，利于实现对流入储热腔4内的空气的快速升温。

此外，作为一种较优的设置方式，储热部5包括与热端接触的储热壳501，以及设于储热壳501内的多个上储热板502及下储热板503，上储热板502设置在储热壳501的顶部并向下延伸，下储热板503设置在储热壳501的底部并向上延伸，多个上储热板502及下储热板503交错布置。储热壳501、上储热板502以及下储热板503围构形成有连通第一连通口401及第二连通口402的气流通道。

需要说明的实施，本实施例中的储热壳501、上储热板502以及下储热板503均可选用现有技术中常用到的储热材料制作，能够实现对热端传递来的热量进行存储即可。如图2中所示，通过使储热壳501、上储热板502、下储热板503围构形成连通第一连通口401以及第二连通口402的气流通道，便于由第一连通口401流入储热腔4的气流经气流通道流动至第二连通口402，方便实现对气流的加热。

此外，作为优选的，在本实施例中，电池加热单元还包括设置在第二连通口402内的电热丝10，且电热丝10靠近导气扇9的进气侧设置。且壳体上设有与气流通道连通的排风口11，且排风口11内设有排热扇12。

可以理解的是，通过设置有电热丝10，可通过储热腔4及电热丝10同时对气流进行加热，以利于实现对电池19的快速升温。此外，通过设置有出风口及排热扇12，则在实际使用的过程中，若储热腔4内温度过高时，可通过排热扇12将储热腔4内的热量排出。

另外，在具体实施时，可在壳体上设置有进风口，在排热扇12打开的过程中，将进风口打开。在进风口及出风口的靠近外壳1外侧的一端均设置有能够启闭的封盖，以便于在需要进风口及出风口工作时，打开封盖，而在不需要使用时，将封盖关闭。

当然，在本实施例中既设置有电热丝10，又设置有排热扇12，仅是作为一种较优的实施方式，此外，也可仅设置有电热丝10，或是仅设置有排热扇12。另外，本实施例中导气扇9及排热扇12均选用现有技术中常用到的排气扇即可。

作为一种较优的实施方式，第一腔体18内设有用于检测电池19温度的第一检测器13，冷却腔3内设有用于检测冷却液温度的第二检测器14。需要说明的是，本实施例中的第一检测器13以及第二检测器14均可选用现有技术中常用到的温度检测传感器。

此外，本实施例中同时设置有第一检测器13及第二检测器14仅是作为一种较优的实施方式，此外，也可仅设置有第一检测器13、或是仅设置有第二检测器14。

作为一种较优的实施方式，在本实施例中，在外壳1上设有用于向冷却腔3内注入冷却液的进液口21，以及用于将冷却腔3内的冷却液排出的出液口16。以理解的是，通过设置有进液口21，便于向冷却腔3内添加制冷液，通过设置有出液口16，便于排放更换制冷液。

作为优选的，在本实施例中，在储热腔4内设有用于检测储热部5温度的第三检测器15，且外壳1外侧与第一腔体18对应的位置罩设有保温层17。可通过设置有第三检测器15，便于对储热部5的温度进行检测，且第三检测器15也可选用现有技术中常用到的温度检测器。通过设置有保温层17，能够减小外界环境对第一腔体18内部温度的影响，保证对电池19降温及升温时的效率，减少能源损失。

需要说明的是，本实施例中既设置有第三检测器15，又设置有保温层17，仅是作为一种较优的实施方式，此外，也可仅设置有第三检测器15，或是仅设置有保温层17。另外，保温层17也可实现对壳体外侧更多区域的罩设，如罩设在整个壳体外侧等。

本实施例的电池热管理装置，使用半导体制冷单元2进行电池19的升温及降温工作，结构简单的同时，在对电池19降温的过程中，可以将热量存储在储热部5内，利于减少能源消耗的同时，可以实现对储热腔4的预热，便于电池19的快速升温。同理，在电池19升温的过程中，也可以实现对冷却液的预冷，从而方便后续对电池19的快速降温。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池热管理装置，其特征在于：

包括外壳，以及设于所述外壳内的半导体制冷单元、电池冷却单元及电池加热单元，所述外壳内形成有第一腔体及第二腔体，电池放置在所述第一腔体内，所述半导体制冷单元设于所述第二腔体内，并将所述第二腔体分隔为冷却腔及储热腔，所述半导体制冷单元的冷端伸入所述冷却腔，所述半导体制冷单元的热端伸入所述储热腔；

所述电池冷却单元包括设置在所述第一腔体内，并用于冷却所述电池的冷却管道，所述冷却腔与所述冷却管道连通，并能够为所述冷却管道提供冷却液；

所述电池加热单元包括设于所述储热腔内并与所述热端接触的储热部，以及设置在所述第一腔体内，并用于加热所述电池的热风通道，所述储热腔与所述热风通道连通，并能够向所述热风通道输送热风。

2.根据权利要求1所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述半导体制冷单元包括分隔板，以及安装在所述分隔板上的多个半导体制冷片。

3.根据权利要求2所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述冷端设有多个第一翅片；和/或，所述热端设有多个第二翅片。

4.根据权利要求1所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述冷却腔内设有用于将所述冷却液泵入所述冷却管道的泵体；

所述冷却管道包括冷却分管道、第一连通管道以及第二连通管道；

所述冷却分管道为分布在所述电池周侧的多个，所述第一连通管道用于连通各所述冷却分管道与所述泵体，所述第二连通管道用于连通各所述冷却分管道与所述冷却腔。

5.根据权利要求4所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述热风通道包括开设在所述第一腔体的侧壁上，并围绕所述电池的周侧设置的凹槽；

所述冷却分管道设置在所述凹槽内。

6.根据权利要求1所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述电池加热单元内还包括用于将所述储热腔内的空气导入所述热风通道内的导气扇；

所述储热腔具有与所述热风通道连通的第一连通口及第二连通口，所述第一连通口设置在所述储热腔的靠近所述热端的一侧，所述第二连通口设置在所述储热腔的远离所述热端的一侧；

所述导气扇设置在所述第二连通口内。

7.根据权利要求6所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述储热部包括与所述热端接触的储热壳，以及设于所述储热壳内的多个上储热板及下储热板；

所述上储热板设置在所述储热壳的顶部并向下延伸，所述下储热板设置在所述储热壳的底部并向上延伸，多个所述上储热板及所述下储热板交错布置；

所述储热壳、所述上储热板以及所述下储热板围构形成有连通所述第一连通口及所述第二连通口的气流通道。

8.根据权利要求7所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述电池加热单元还包括设置在所述第二连通口内的电热丝，且所述电热丝靠近所述导气扇的进气侧设置；和/或，

所述外壳上设有与所述气流通道连通的排风口，且所述排风口内设有排热扇。

9.根据权利要求1所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述第一腔体内设有用于检测所述电池温度的第一检测器；和/或，所述冷却腔内设有用于检测所述冷却液温度的第二检测器。

10.根据权利要求1所述的电池热管理装置，其特征在于：

所述储热腔内设有用于检测所述储热部温度的第三检测器；和/或；

所述外壳外侧至少与所述第一腔体对应的位置罩设有保温层。