專利名稱：一種電動汽車動力電池溫控模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源汽車電力電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及純電動汽車或混合動力汽車用電池高溫散熱、低溫加熱的溫控模組。
背景技術(shù)：
新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一是動力電池，電池的好壞一方面決定著電動汽車的成本，另一方面決定著電動汽車的續(xù)駛里程，這兩項也是新能源汽車是否能為廣大消費者接受和迅速得到普及的關(guān)鍵因素。一方面，由于車輛上空間有限，電池都是緊密連接裝載在汽車電池包中，電池在工 作中產(chǎn)生大量熱量受空間影響而累積，如果該熱量不能及時被排出，將會使得電池包的溫 度上升，使電池處于高溫惡劣的工作環(huán)境中，從而影響動力電池的使用壽命，在炎熱的夏天這種現(xiàn)象尤為明顯；同時如果電池熱管理系統(tǒng)不完善，會引起電池包各個模塊溫度分布不均勻，使得每個電池單體的工作環(huán)境不一樣，這將嚴重影響電池單體的一致性，從而嚴重影響電池的放電性能。另一方面，新能源汽車動力電池在低溫情況下的工作性能很差，特別在寒冷的冬季尤為明顯，充放電特性較常溫下差很多。為了能使電池在低溫下亦能滿足電動汽車的動力需求，很有必要對電池包進行加熱升溫，使之處于最佳的充放電溫度水平。因此，為了提高新能源汽車整車的性能，使電池組發(fā)揮最佳的性能和壽命，就需要優(yōu)化動力電池的成組設(shè)計，為純電動汽車或混合動力汽車電池提供高溫散熱、低溫加熱的一體化裝置。目前現(xiàn)有新能源汽車動力電池的熱管理結(jié)構(gòu)設(shè)計大都是圍繞對電池進行散熱的單一功能設(shè)計，很少提供散熱、加熱一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計。而在單一的動力電池散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計中，多采用冷風吹掃電池包中單體電池的側(cè)面，這樣的設(shè)計一方面會導(dǎo)致風阻較大，不僅風機壓頭大，耗能嚴重，且風機噪聲大，影響整車性能提升；另一方面，也會給電池成組設(shè)計帶來困難，很難使得電池每一個側(cè)面獲得同等的冷卻效果，直接導(dǎo)致散熱不均勻，嚴重影響電池均衡性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電動汽車動力電池溫控模組，實現(xiàn)電池高溫散熱、低溫加熱的一體化設(shè)計，并保證動力電池溫度的均勻性，且散熱風機壓頭小，減少風機噪聲。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種電動汽車動力電池溫控模組，包括有電池包、并列布置在電池包內(nèi)的單體電池、絕緣導(dǎo)熱板、加熱管以及散熱管；在電池包內(nèi)并列布置絕緣導(dǎo)熱板，在相鄰的兩塊絕緣導(dǎo)熱板之間設(shè)置有單體電池；在每塊絕緣導(dǎo)熱板設(shè)置有通孔；在所有的絕緣導(dǎo)熱板的通孔中依次間隔插入加熱管和散熱管，且將加熱管的冷端和散熱管的熱端完全插入通孔中，力口熱管的加熱端和散熱管的冷卻端置于電池包外側(cè)。所述加熱管和散熱管均為重力熱管，力口熱管的冷端比加熱管的加熱端低，散熱管的冷卻端比散熱管的熱端低。所述加熱管的加熱端置于電池包的同一側(cè)，每個加熱管的加熱端設(shè)置有加熱裝置。所述散熱管的冷卻端置于電池包的同一側(cè)，每個散熱管的冷卻端插入設(shè)置在電池包外側(cè)的散熱器中。所述散熱管的冷卻端設(shè)置于加熱管加熱端相異側(cè)。所述的散熱器集中排列在一起，形成散熱器組。所述的散熱器組一側(cè)設(shè)置風機。相鄰兩單體電池之間為同一塊絕緣導(dǎo)熱板。 每塊絕緣導(dǎo)熱板的通孔水平設(shè)置于絕緣導(dǎo)熱板的水平軸線上。與已有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(I)可以對新能源汽車動力電池組提供散熱、加熱的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，在低溫環(huán)境下可以通過對加熱管的加熱端的加熱，以實現(xiàn)對單體電池的加熱；在車輛行駛高溫情況下通過散熱管實現(xiàn)對單體電池的散熱。這一設(shè)計克服了現(xiàn)有動力電池組熱管理設(shè)計中單一的散熱功能。(2)通過熱管實現(xiàn)對動力電池組的的加熱和散熱，可以利用熱管的均溫特性使得動力電池組實現(xiàn)均勻加熱或均勻散熱，從而獲得優(yōu)良的電池溫度均衡性。(3)通過本結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，可以將散熱器集中排列在一起，使用風機對散熱器組進行強制散熱，直接減少了電池組風冷的阻力損失，減少了風機壓頭，相應(yīng)地減少了風機耗能和風機噪聲，大幅度提升整車性能。


圖I為本發(fā)明電動汽車動力電池溫控模組的水平截面俯視示意圖。圖2為本發(fā)明電動汽車動力電池溫控模組的A-A截面正視圖。圖3為本發(fā)明電動汽車動力電池溫控模組的B-B截面正視圖。圖4為本發(fā)明圖I的局部I放大圖。圖5為本發(fā)明電動汽車動力電池溫控模組成對排列的俯視示意圖。圖中，I-散熱器；2_電池包；3_絕緣導(dǎo)熱板；4_加熱管；4a_加熱管的冷端；4b_加熱管的加熱端；5_加熱裝置；6_散熱管；6a-散熱管的冷卻端；6b-散熱管的熱端；7_單體電池；8_風機。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。本發(fā)明中所述的散熱管的熱端是指遠離散熱管冷卻端的一端，該端插入到絕緣導(dǎo)熱板內(nèi)；所述加熱管的冷端是指遠離加熱管加熱端的一端，該端插入到絕緣導(dǎo)熱板內(nèi)。如圖I所示為本實施例中的電動汽車動力電池溫控模組，由散熱器I、電池包2、并列布置在電池包2內(nèi)的長方體單體電池7、絕緣導(dǎo)熱板3、加熱管4以及散熱管6組成。絕緣導(dǎo)熱板3布置在每塊單體電池7兩側(cè)面，與電池的側(cè)面緊密接觸，相鄰的兩塊單體電池之間為一塊絕緣導(dǎo)熱板，且在兩端的單體電池7外側(cè)也各布置一塊絕緣導(dǎo)熱板3 ;在每個絕緣導(dǎo)熱板3的中心設(shè)置一個水平通孔，該通孔平行于單體電池的側(cè)邊。在每個相鄰絕緣導(dǎo)熱板3的水平通孔中依次插入加熱管4和散熱管6，具體地說是，所有的絕緣導(dǎo)熱板中每塊均設(shè)置有一個水平通孔，在其中的一個通孔中插入加熱管后，同該通孔相鄰的通孔中將插入散熱管；且將加熱管的冷端4a和散熱管的熱端6b完全插入水平通孔中，加熱管的加熱端4b和散熱管的冷卻端6a置于電池包2外側(cè)，在本實施例中，所有加熱管的加熱端4b置于電池包2的同一側(cè),所有散熱管的冷卻端6a置于電池包2的另一側(cè)。在每個加熱管的加熱端4b設(shè)置有加熱裝置5，所述加熱裝置可以是纏繞電加熱絲或設(shè)置電加熱套筒也可以是其它能夠?qū)崿F(xiàn)加熱的元件；將每個散熱管的冷卻端6a插入設(shè) 置在電池包2外側(cè)的散熱器I中，如圖4所示。如圖2和圖3所示，在本實施例中，為了減少電池溫控模組的制作成本，使用的加熱管4和散熱管6均為重力熱管，其共同特征是加熱管的冷端4a和散熱管的冷卻端6a均比加熱管的加熱端4b和散熱管的熱端6b的高度低，即加熱管的冷端4a比加熱管的加熱端4b低，散熱管的冷卻端6a比散熱管的熱端6b低。在由本發(fā)明電池溫控模組組成的電動汽車動力電池中，電池溫控模組成對相向排列，使所述的散熱器I集中排列在一起，形成散熱器組，在散熱器組一側(cè)設(shè)置風機8。在本實施例中，采用4組電池溫控模組成對排列，如圖5所示。本發(fā)明的工作原理如下如圖2所示，在電動汽車充電的時候，或者在電動汽車啟動的時候，當單體電池7溫度低于一定溫度水平時，溫度可以進行設(shè)定，在本實施例中，當?shù)陀?°c時，置于加熱管加熱端4b的加熱裝置5啟動工作，對加熱管的加熱端4b進行加熱，使得加熱管的加熱端4b中的液態(tài)介質(zhì)受熱汽化，變成氣態(tài)介質(zhì)上升至加熱管的冷端4a，并在加熱管的冷端4a冷凝后將熱量釋放給絕緣導(dǎo)熱板3，自身再變成液態(tài)介質(zhì)，依靠自身重力回流至加熱管的加熱端4b。如此反復(fù)，不斷地將加熱裝置5的熱量傳遞給絕緣導(dǎo)熱板3。絕絕緣導(dǎo)熱板3再通過導(dǎo)熱將熱量不斷傳遞給與其緊密接觸的單體電池7，從而對單體電池7進行加熱，使其溫度水平上升。當單體電池7溫度達到合適水平，在本實施例中，當該值高于10°C時，可關(guān)閉加熱裝置5停止加熱。如圖3所示，在電動汽車行駛過程中，由于單體電池7的發(fā)熱會使得其溫度不斷升高，當單體電池7的溫度超過散熱管6的工作閥值時，本實施例中設(shè)定為40°C，在其它實施例中可以設(shè)定為其它溫度，散熱管6即啟動開始工作，同時風機8啟動。即單體電池7通過絕緣導(dǎo)熱板3將單體電池7的熱量傳遞給散熱管的熱端6b，使得散熱管的熱端6b中的液態(tài)介質(zhì)汽化，變成氣態(tài)介質(zhì)上升至散熱管的冷卻端6a，并在散熱管的冷卻端4a冷凝后將熱量釋放給固定在電池包2外壁的散熱器I上，通過外部的風機8對散熱器I進行強制風冷，使得熱量被不斷帶走；與此同時，氣態(tài)介質(zhì)被冷卻再變成液態(tài)介質(zhì)，依靠自身重力再回流至散熱管的熱端6b。如此反復(fù)，不斷地將單體電池7產(chǎn)生的熱量傳遞給外部的散熱器I并帶走，直至散熱管的熱端6b的溫度低于散熱管6的工作閥值。在本實施例中，加熱管和散熱管中的介質(zhì)相同；在其它實施例中，加熱管和散熱管中的介質(zhì)可以不相同，這樣的介質(zhì)變化對本發(fā)明的技術(shù)方案不影響。
本發(fā)明同時借助兩兩相隔的加熱管4和散熱管6，在低溫環(huán)境下可以通過對加熱管的加熱端4b加熱，實現(xiàn)對單體電池7的加熱；在車輛行駛高溫情況下通過散熱管6實現(xiàn)對單體電池7的散熱，實現(xiàn)了新能源汽車動力電池組散熱、加熱的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，克服了現(xiàn)有動力電池組熱管理設(shè)計中散熱功能的單一性。同時，由于熱管的工作原理是依靠近于同一壓力下的介質(zhì)的汽化和液化進行熱量的傳遞，使得熱管的兩端溫度相近，即熱管的溫度均勻特性，使得無論是加熱過程或者是散熱過程，單體電池7的各部分溫度都相近，溫差小，有效避免了由于單體電池7溫度的不均勻性造成的動力電池使用壽命大幅度縮減，提高了電動汽車動力電池的使用經(jīng)濟性。另外，本發(fā)明將電池溫控模組成對相向排列，使所述的散熱器I集中排列在一起，形成散熱器組，在散熱器組一側(cè)設(shè)置風機8對散熱器組集中進行散熱，有效減少了常規(guī)電動汽車動力電池組熱管理中的風機流阻，減少了風機壓頭，相應(yīng)地大大減少了風機耗能和風機噪聲，大幅度提升了整車性能。 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于包括有電池包(2)、并列布置在電池包(2)內(nèi)的單體電池(7)、絕緣導(dǎo)熱板(3)、加熱管(4)以及散熱管(6);在電池包(2)內(nèi)并列布置絕緣導(dǎo)熱板(3)，在相鄰的兩塊絕緣導(dǎo)熱板(3)之間設(shè)置有單體電池(7);在每塊絕緣導(dǎo)熱板(3)設(shè)置有通孔；在所有的絕緣導(dǎo)熱板(3)的通孔中依次間隔插入加熱管(4)和散熱管(6),且將加熱管的冷端(4a)和散熱管的熱端(6b)完全插入通孔中,加熱管的加熱端(4b)和散熱管的冷卻端(6a)置于電池包(2)外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于所述加熱管(4)和散熱管(6)均為重力熱管，加熱管的冷端(4a)比加熱管的加熱端(4b)低，散熱管的冷卻端(6a)比散熱管的熱端(6b)低。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于所述加熱管的加熱端(4b)置于電池包(2)的同一側(cè)，每個加熱管的加熱端(4b)設(shè)置有加熱裝置(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于所述散熱管的冷卻端(6a)置于電池包(2)的同一側(cè)，每個散熱管的冷卻端(6a)插入設(shè)置在電池包(2)外側(cè)的散熱器(I)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于所述散熱管的冷卻端設(shè)置于加熱管加熱端(4b)相異側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于所述的散熱器(I)集中排列在一起，形成散熱器組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于所述的散熱器組一側(cè)設(shè)置風機(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于相鄰兩單體電池(7 )之間為同一塊絕緣導(dǎo)熱板(3 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于每塊絕緣導(dǎo)熱板(3)的通孔水平設(shè)置于絕緣導(dǎo)熱板的水平軸線上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動汽車動力電池溫控模組，其特征在于多個溫控模組按矩陣式排列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動汽車動力電池溫控模組，由電池包、并列布置在電池包內(nèi)的長方體單體電池、絕緣導(dǎo)熱板、加熱管以及散熱管組成，在緊貼每塊單體電池的兩側(cè)面豎直布置絕緣導(dǎo)熱板，在每個絕緣導(dǎo)熱板的中心設(shè)置水平通孔，并在每個相鄰絕緣導(dǎo)熱板的水平通孔中依次插入加熱管和散熱管，且將加熱管的冷端和散熱管的熱端完全插入水平通孔中，加熱管的加熱端和散熱管冷卻端置于電池包外側(cè)。本發(fā)明可實現(xiàn)電動汽車動力電池組一體化散熱、加熱設(shè)計，利用熱管的均溫特性使得動力電池組獲得優(yōu)良的加熱或散熱的溫度均衡性。
文檔編號H01M10/50GK102891344SQ20121039509
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者唐志國, 夏順禮, 趙久志, 宋軍, 陽斌, 張寶鑫 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司