本申請(qǐng)涉及一種電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種全浸泡式液冷安全電池包。
背景技術(shù)：
由于國(guó)家可持續(xù)發(fā)展方針和新能源汽車鼓勵(lì)政策的鼓舞，電動(dòng)汽車得到了飛速發(fā)展，節(jié)能環(huán)保的新能源電動(dòng)車越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。電動(dòng)車的動(dòng)力通過(guò)電池組給電機(jī)提供電力產(chǎn)生，但是電池在長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)會(huì)發(fā)熱，特別是在戶外高溫下使用甚至?xí)l(fā)燃燒等安全事故，電池發(fā)熱一直是阻礙純電動(dòng)車投入市場(chǎng)，是運(yùn)行的一個(gè)大問(wèn)題，有效的冷卻能夠改善動(dòng)力電池工作環(huán)境和工作性能,從而保證電動(dòng)汽車的行車安全性和可靠性。
目前，車用電池的冷卻方式主要是空冷、水冷、相變材料冷卻，實(shí)際普遍使用的是空冷和水冷系統(tǒng)，通過(guò)電池包內(nèi)依次首尾相接的蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流設(shè)備組成的冷卻系統(tǒng)來(lái)降溫，有的還在電池包外增加外部冷風(fēng)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，將電池包內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶入大氣中，以此達(dá)到冷卻作用。空冷和水冷實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，成本也較低，但是由于空間有限，在不降低電池包容量的前提下，很難再增加空冷和水冷系統(tǒng)設(shè)備。此外，風(fēng)冷和水冷在溫度均勻性上的表現(xiàn)也并不理想。所以，相變冷卻對(duì)于提升電池組溫度一致性具有很大優(yōu)勢(shì),有望發(fā)展為新一代電池組熱管理技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本申請(qǐng)目的是：為了以解決現(xiàn)有電池包中電池組溫度過(guò)高、電池組內(nèi)部溫度均一性較差而對(duì)電池性能產(chǎn)生影響甚至造成安全事故的問(wèn)題，提出一種全浸泡式液冷安全電池包。一方面使電池包一直處于適宜的使用環(huán)境，及時(shí)帶走電池包運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生的大量熱量。另一方面使電池包內(nèi)各電池單體之間保持溫度均一、避免由于溫差過(guò)大導(dǎo)致的電池壓差，不僅可以有效改善電池的電化學(xué)性能和使用壽命，而且可以避免局部過(guò)熱導(dǎo)致的熱失控隱患。
本申請(qǐng)的技術(shù)方案是：一種全浸泡式液冷安全電池包，包括：
由箱體和箱蓋構(gòu)成的電池箱，以及收容于所述電池箱內(nèi)的電池組，該電池組包括若干串并聯(lián)組合在一起的電池單體；
所述箱蓋上設(shè)置有位于其內(nèi)側(cè)的液冷熱交換裝置，所述箱體內(nèi)設(shè)置有將各顆所述電池單體均浸沒于其內(nèi)的液態(tài)物質(zhì)，并且該液態(tài)物質(zhì)是沸點(diǎn)為5-45℃范圍內(nèi)的吸熱相變材料。
所述液態(tài)物質(zhì)選自氫氟烴、氫氟醚、全氟化碳中的至少一種。
各個(gè)所述圓柱形電池單體之間的間隙不大于5mm。
所述液冷熱交換裝置包括固定于所述箱蓋上的冷卻液流通管和冷卻板，所述冷卻液流通管的進(jìn)出液口均伸出所述電池箱外部。
所述冷卻板布置在所述冷卻液流通管的上方?；蛘?，所述冷卻液流通管布置在所述冷卻板內(nèi)部。
所述電池單體為圓柱形的鋰電池單體。
所述箱體或箱蓋上安裝有單向泄壓閥。
所述箱體和箱蓋外側(cè)設(shè)置有保溫材料層。
本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)是：
1、節(jié)約空間，避免空冷、水冷所需的系統(tǒng)設(shè)備空間需求。
2、相變材料的液態(tài)物質(zhì)將每顆電池單體完全浸沒，提升了電池組的溫度均一性，效果大大優(yōu)于空冷或者水冷。
3、相變物質(zhì)將各電池單體完全浸沒，避免了由于冷熱交替形成的水蒸汽附著在電池上，引發(fā)短路等安全隱患。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例中全浸泡式液冷安全電池包的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中：1-箱體，2-箱蓋，3-電池單體，4-液態(tài)物質(zhì)，5-冷卻板，6-冷卻液流通管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本申請(qǐng)而不限于限制本申請(qǐng)的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
圖1示出了本申請(qǐng)這種全浸泡式液冷安全電池包的一個(gè)具體實(shí)施例，與傳統(tǒng)電池包相同的是，其包括電池箱和收容在該電池箱內(nèi)的電池組，其中電池箱由上部敞口的箱體1以及封于該箱體敞口處的箱蓋2構(gòu)成，該電池箱完全滿足IP67密封要求。電池組為大容量鋰電池組，其包括眾多串并聯(lián)組合在一起的電池單體3(通常情況下，這些電池單體依靠電池夾具和串并聯(lián)載流片組合連接在一起)。各個(gè)電池單體3之間均會(huì)存在一定的間隙，但該間隙一般不大于5mm。
本實(shí)施例中，電池單體3為圓柱形的鋰電池單體。當(dāng)然，本申請(qǐng)的技術(shù)方案同樣適用于其他結(jié)構(gòu)形式的電池組，比如方塊型電池。
本實(shí)施例的關(guān)鍵改進(jìn)在于，箱蓋2上設(shè)置有位于其內(nèi)側(cè)的液冷熱交換裝置，箱體1內(nèi)設(shè)置有將所有的電池單體3均浸沒于其內(nèi)的液態(tài)物質(zhì)4(常態(tài)下，其為液態(tài))，并且該液態(tài)物質(zhì)4是沸點(diǎn)為5-45℃范圍內(nèi)的吸熱相變材料。
上述沸點(diǎn)為5-45℃范圍內(nèi)的液態(tài)物質(zhì)4是可以外購(gòu)的商品，可選擇的有氫氟烴、氫氟醚、全氟化碳等等，當(dāng)然可以采用氫氟烴、氫氟醚、全氟化碳的兩兩組合的混合物或三者全部組合的混合物。
上述液冷熱交換裝置可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的各種結(jié)構(gòu)形式，具體在本實(shí)施例中，該裝置包括固定于所述箱蓋2上的冷卻液流通管6和冷卻板5，而且冷卻液流通管6的進(jìn)出液口均伸出電池箱外部，以方便對(duì)該冷卻液流通管6通入冷卻液。
冷卻板5和在冷卻液流通管6通常相互接觸布置，以使冷卻液流通管6的低溫能夠更快速的傳遞至冷卻板5。并且，本實(shí)施例將冷卻板5布置在冷卻液流通管6的上方，以讓所述液態(tài)物質(zhì)4沸騰氣化與所述冷卻板5和冷卻液流通管6充分接觸而放熱。
當(dāng)然，我們也可以將冷卻液流通管6布置在冷卻板5內(nèi)部，從而讓二者充分接觸，使冷卻液流通管6的低溫能夠進(jìn)一步的快速傳遞給冷卻板5。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，當(dāng)該電池包系統(tǒng)進(jìn)行充電或者放電時(shí)，電池會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，上述液態(tài)物質(zhì)4受熱會(huì)發(fā)生沸騰氣化，液體氣化吸收各顆電池單體3產(chǎn)生的熱量，達(dá)到降低電池溫度的目的。為避免電池箱內(nèi)部壓力積聚，在冷卻液流通管內(nèi)通入冷卻水或者其他冷卻液體。箱體內(nèi)氣化后的蒸汽上升，遇冷發(fā)生液化(氣化物與冷卻板和冷卻液流通管接觸)，再次滴落回去，以此循環(huán)往復(fù)使用。液態(tài)物質(zhì)4將電池完全浸沒，分布于每一節(jié)電池單體3周邊，確保每一節(jié)電池單體與該液態(tài)物質(zhì)4完全接觸，以使電池包在相對(duì)比較穩(wěn)定的熱環(huán)境下運(yùn)行。
不難理解，本實(shí)施例將上述液冷熱交換裝置安裝在箱蓋2上而非箱體上，可大大方便該電池包的組裝和維護(hù)。
箱體1和箱蓋2外側(cè)可增加保溫材料層，箱體1或箱蓋2上通常需要安裝單向泄壓閥。
上述實(shí)施例只為說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓人們能夠了解本申請(qǐng)的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本申請(qǐng)主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。