動(dòng)力電池多層逆流換熱裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的換熱裝置，包括電池組箱體、單體電池套管和中間肋板。箱體內(nèi)豎直排列多個(gè)單體電池套管，單體電池放置在套管內(nèi)，電池和套管內(nèi)壁之間填充絕緣導(dǎo)熱材料。在電池組箱體內(nèi)橫向排布多塊橫向肋板以提高整體散熱面積。同時(shí)，橫向肋板把電池箱體內(nèi)部冷卻流場(chǎng)分隔成多層流道，相鄰流道內(nèi)的冷卻流體流向相反，提高電池性能的一致性。本發(fā)明作為一種電動(dòng)汽車(chē)電池組換熱裝置，在強(qiáng)化電池散熱的同時(shí)也能夠很大程度上保證各個(gè)電池單體的熱均衡性，從而有效控制電池溫度和提高電池的性能一致性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
動(dòng)力電池多層逆流換熱裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組的換熱裝置
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)全球范圍內(nèi)大力提倡綠色能源，新能源汽車(chē)的發(fā)展受到中國(guó)政府大力支持，動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)上的動(dòng)力元件，它對(duì)電動(dòng)車(chē)的行駛里程和經(jīng)濟(jì)性以及加速性能都至關(guān)重要。電池組內(nèi)部溫度及溫度均勻性是保證電池組性能及其使用壽命的最重要前提。動(dòng)力電池的使用中受溫度影響造成性能下降的情況較為明顯，如:低溫情況下電池充放電容量會(huì)大幅降低;高溫時(shí)會(huì)加速電解液揮發(fā)、極片的老化而減少了電池的使用壽命，此外單體電池之間的熱均衡性導(dǎo)致的部分單體電池過(guò)充電或者過(guò)放電，導(dǎo)致電池之間的性能一致性變差，因此選擇較好的熱管理方式是提高電池的性能重要方法。
[0003]目前，已經(jīng)有許多國(guó)內(nèi)外的研究者對(duì)動(dòng)力汽車(chē)中鋰電池的散熱問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了幾種典型的散熱方法，主要分為:空氣冷卻、液體冷卻、相變材料冷卻、熱管冷卻，以及上述幾種方法的耦合冷卻。
[0004]其中，強(qiáng)迫空氣對(duì)流冷卻由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低以及相對(duì)較好的散熱效果得到廣泛的應(yīng)用。但在較高的環(huán)境溫度、持續(xù)大負(fù)荷等條件下，該方法的散熱能力有限，同時(shí)也會(huì)增加熱管理系統(tǒng)能耗。此外，由于空氣的比熱低，使得進(jìn)、風(fēng)口處的冷卻空氣溫差較大，導(dǎo)致流道上、下游的電池溫度差異性增加，最終影響電池的性能一致性。
[0005]申請(qǐng)?zhí)?01310069683.1公開(kāi)了一種混合動(dòng)力汽車(chē)中鋰電池的熱管理系統(tǒng)，結(jié)合空氣散熱與相變材料散熱兩種冷卻法的優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)空氣散熱和相變材料散熱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱能力比傳統(tǒng)風(fēng)冷電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)要好，但是其電池工作時(shí)的溫度一致性稍差，從而影響電池的性能一致性。
[0006]申請(qǐng)?zhí)?00910050751.3公開(kāi)了一種車(chē)用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)及其工作方法，冷卻介質(zhì)為冷卻液，冷卻液的出口和入口分別連接到兩個(gè)管路中從而形成大循環(huán)和小循環(huán)，大循環(huán)連接主散熱器，小循環(huán)連接加熱單元和制冷單元，通過(guò)控制器控制系統(tǒng)在各個(gè)循環(huán)之間的切換，從而使電池始終處于合適的工作溫度。該系統(tǒng)散熱能力優(yōu)于風(fēng)冷電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動(dòng)力電池的熱管理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱效果好，能夠有效提高電池工作時(shí)的溫度一致性。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池多層逆流換熱裝置，包括電池組箱體、單體電池套管和中間肋板;箱體內(nèi)豎直排列多個(gè)單體電池套管，單體電池放置在套管內(nèi)，電池和套管內(nèi)壁之間填充有絕緣導(dǎo)熱材料;在電池組箱體內(nèi)橫向排布N(N= I，2，3...)±夬橫向肋板以提高整體散熱面積;橫向肋板把電池箱體內(nèi)部冷卻流場(chǎng)分隔成N+1層流道，兩相鄰流道內(nèi)的的冷卻流體流向相反。
[0009]所述的橫向肋板為以高導(dǎo)熱率的鋁或銅制成的翅片板，肋板與套管形成類(lèi)似橫向肋板式換熱器結(jié)構(gòu)，能夠提高整體散熱面積，該結(jié)構(gòu)還具有空氣導(dǎo)流分配作用，能夠提高溫度一致性。
[0010]所述的橫向肋板把冷卻流場(chǎng)分隔成多層流道，兩相鄰流道內(nèi)的的冷卻流體流向相反，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)上下游電池單體溫度差異較大的缺陷。
[0011]所述電池單體與套管內(nèi)壁之間填充的絕緣導(dǎo)熱材料為絕緣導(dǎo)熱硅膠或者導(dǎo)熱絕緣彈性橡膠，它能起到絕緣以及加強(qiáng)電池單體與套管間的傳熱的作用。
[0012]所述冷卻流道與電池單體之間由套管隔開(kāi)，冷卻流體可以為空氣、水、導(dǎo)熱油、乙醇型冷卻劑、乙二醇型冷卻劑或丙三醇型冷卻劑。
[0013]該方法的熱管理裝置適用于各種動(dòng)力電池的熱管理，可根據(jù)客戶(hù)的不同需求及選擇不同設(shè)計(jì)型式，應(yīng)用范圍廣，能確保上述熱管理方法的可靠實(shí)施，有效提高熱管理效率和電池性能。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明圓柱動(dòng)力電池六層逆流風(fēng)冷換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明圓柱動(dòng)力電池六層逆流風(fēng)冷換熱裝置結(jié)構(gòu)主視圖；
[0016]圖3為圖2中A-A面的截面視圖；
[0017]圖4為本發(fā)明方形動(dòng)力電池四層逆流風(fēng)冷換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明方形動(dòng)力電池四層逆流風(fēng)冷換熱裝置結(jié)構(gòu)主視圖；
[0019]圖6為圖5中B-B面的截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
實(shí)施案例I
[0021 ]如圖1、圖2、圖3所示，一種電動(dòng)汽車(chē)圓柱動(dòng)力電池六層逆流風(fēng)冷換熱裝置，包括電池組箱體1、圓柱單體電池套管2、橫向肋板3;箱體I內(nèi)豎直排列多個(gè)圓柱動(dòng)力電池套管2，動(dòng)力電池4放置在套管內(nèi)，電池和套管內(nèi)壁之間填充有絕緣導(dǎo)熱材料5;在電池組箱體內(nèi)橫向排布N(N= I，2，3…)塊橫向肋板以提高整體散熱面積;橫向肋板把電池箱體內(nèi)部冷卻流場(chǎng)分隔成N+1層流道，兩相鄰流道內(nèi)的的冷卻流體流向相反。
[0022 ]橫向肋板3為以高導(dǎo)熱率的鋁制成的翅片板。
[0023]圓柱動(dòng)力電池4與圓柱動(dòng)力電池套管2內(nèi)壁之間的填充材料為絕緣導(dǎo)熱硅膠。
[0024]所述換熱裝置采用的冷卻流體為空氣。
實(shí)施案例2
[0025]如圖1、圖2、圖3所示，一種電動(dòng)汽車(chē)方形動(dòng)力電池六層逆流風(fēng)冷換熱裝置，包括電池組箱體1、方形單體電池套管2、橫向肋板3;箱體I內(nèi)豎直排列多個(gè)方形動(dòng)力電池套管2，動(dòng)力電池4放置在套管內(nèi)，電池和套管內(nèi)壁之間填充有絕緣導(dǎo)熱材料5;在電池組箱體內(nèi)橫向排布N(N= I，2，3…)塊橫向肋板以提高整體散熱面積;橫向肋板把電池箱體內(nèi)部冷卻流場(chǎng)分隔成N+1層流道，兩相鄰流道內(nèi)的的冷卻流體流向相反。
[0026]橫向肋板3為以高導(dǎo)熱率的鋁或銅制成的翅片板。
[0027]方形動(dòng)力電池4與方形動(dòng)力電池套管2內(nèi)壁之間的填充材料為導(dǎo)熱絕緣彈性橡膠。
[0028]所述換熱裝置采用的冷卻流體為空氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池多層逆流換熱裝置，包括電池組箱體、單體電池套管和中間肋板;箱體內(nèi)豎直排列多個(gè)單體電池套管，單體電池放置在套管內(nèi)，電池和套管內(nèi)壁之間填充絕緣導(dǎo)熱材料;在電池組箱體內(nèi)橫向排布N(N= I，2，3…)塊橫向肋板以提高整體散熱面積;橫向肋板把電池箱體內(nèi)部冷卻流場(chǎng)分隔成N+1層流道，兩相鄰流道內(nèi)的的冷卻流體流向相反； 其特征在于:橫向肋板把電池箱體內(nèi)部冷卻流場(chǎng)分隔成多層流道，相鄰內(nèi)的冷卻流體流向相反。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池多層逆流換熱裝置，其特征在于:所述的橫向肋板為以高導(dǎo)熱率的鋁或銅制成翅片板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池多層逆流換熱裝置，其特征在于:所述冷卻流道與電池單體之間由套管隔開(kāi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池多層逆流換熱裝置，其特征在于:所述的絕緣導(dǎo)熱材料為絕緣導(dǎo)熱硅膠或者導(dǎo)熱絕緣彈性橡膠。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池多層逆流換熱裝置，其特征在于:所述的冷卻流體可以為空氣、水、導(dǎo)熱油、乙醇型冷卻劑、乙二醇型冷卻劑或丙三醇型冷卻劑。
【文檔編號(hào)】H01M10/6561GK105826636SQ201610252482
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】王騰, 王義春, 康慧芳
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)