專利名稱：具有溫度控制裝置的動力電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力電池，具體來說涉及一種具有溫度控制裝置的動力電池，可以實(shí)現(xiàn)動力電池工作時保持恒溫。
背景技術(shù)：
電池包作為主要儲能元件，是汽車、尤其是電動汽車的關(guān)鍵部件，直接影響到汽車的性能。鋰離子動力電池因其優(yōu)異的功率輸出特性和長壽命等優(yōu)點(diǎn)，目前在汽車電池包中得到良好應(yīng)用。但鋰離子動力電池的性能對溫度變化較敏感，特別是車輛上運(yùn)用的大容量、高功率鋰離子電池。車輛上的裝載空間有限，車輛所需電池?cái)?shù)目較大，電池均為緊密排列連接。為達(dá)到車船動力需要的瓦時容量，通過對單體電芯的外集合、內(nèi)集合既并串聯(lián)實(shí)現(xiàn)。電芯集合通常 采用插接、焊接、緊固件方法分別在電芯正、負(fù)極位置連出匯流導(dǎo)線，匯流導(dǎo)線再與總的導(dǎo)線集合。不論何種連接方法連接電池總成的匯流導(dǎo)線和總導(dǎo)線，集合過程中的眾多接觸點(diǎn)，是工藝過程決定。匯流導(dǎo)線并串聯(lián)過程中的點(diǎn)位接觸點(diǎn)與接觸電阻是有差異的，點(diǎn)位間靜態(tài)電阻是不確定且無法控制，同樣，工況下產(chǎn)生‘動態(tài)集合電阻’是動態(tài)的不確定且無法控制。當(dāng)車輛在高速、低速、加速、減速等交替變換的不同行駛狀況下運(yùn)行時，電池會以不同倍率放電，以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量，加上時間累積以及空間影響會產(chǎn)生不均勻熱量聚集，從而導(dǎo)致電池組運(yùn)行環(huán)境溫度復(fù)雜多變。由于發(fā)熱電池體的密集擺放，中間區(qū)域必然熱量聚集較多，邊緣區(qū)域較少，增加了電池包中各電池組間的溫度不均衡，溫度不均衡造成電池組的內(nèi)阻和容量不一致性。如果長時間積累，會造成部分電池組的過充電或過放電，進(jìn)而影響整個電池包的壽命與性能，并造成安全隱患。如果電動汽車電池組在高溫下得不到及時通風(fēng)散熱，將會導(dǎo)致電池組系統(tǒng)溫度過高或溫度分布不均勻，最終將降低電池充放電循環(huán)效率，導(dǎo)致降低電池包的壽命，嚴(yán)重時還將導(dǎo)致熱失控，影響電池的安全性與可靠性，因此為了使電池包發(fā)揮最佳性能和壽命，有必要增加散熱設(shè)施，控制電池包的溫度環(huán)境。“動態(tài)集合電阻”是導(dǎo)致電池總成使用壽命減損的主要成因，集合電阻的溫度就是單體電芯的工作環(huán)境。外部環(huán)境溫度升高必定導(dǎo)致電芯工作溫度提升，電芯持續(xù)工作溫度超出40°C電芯循環(huán)壽命僅為原2000-3000次的10% -15%電池總成工作效率只有單體電芯能效的30%，故電池總成壽命僅有300-500次。溫度超出電池適應(yīng)范圍，直接導(dǎo)致電芯循環(huán)壽命減損，同等容量電芯之間的內(nèi)阻不同，其內(nèi)阻之差基本恒定的。通過并串聯(lián)的電池總成內(nèi)部的點(diǎn)位電阻之差無法確定,也無法通過有效控制達(dá)到基本恒定狀態(tài)。本技術(shù)手段是改善電池總成溫度環(huán)境，達(dá)到保護(hù)電芯和電池總成在增效環(huán)境下工作。本恒溫電池總成產(chǎn)品的溫度條件是可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格控制比較有效解決高寒地帶使用鋰電池的可能性。
發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題本發(fā)明的目的是提供一種具有溫度控制裝置的動力電池或車用電池；本發(fā)明的另一目的是提供一種利用車輛散熱器(水箱)進(jìn)行溫度控制的動力電池或車用電池；本發(fā)明的另一目的是提供一種在電池中埋置毛細(xì)扁管用于控制電池溫度的動力電池。技術(shù)方案
通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的一種具有溫度控制裝置的動力電池，包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的單體電芯、電池溫度控制裝置以及外殼；電池溫度控制裝置設(shè)置在單體電芯之間，電池的外部封裝有所述外殼，其特征在于電池溫度控制裝置為封閉的液體循環(huán)系統(tǒng)，并包括設(shè)置在單體電芯之間的一個或多個毛細(xì)扁管，連通毛細(xì)扁管兩端的存儲箱，連通兩個存儲箱的循環(huán)外管，以及與所述外管依次串接的散熱器和動力泵；所述毛細(xì)扁管和所述存儲箱中充注有熱導(dǎo)媒介。電池中的所述毛細(xì)扁管為一根，以多次彎折的方式設(shè)置電池中；所述毛細(xì)扁管是橫截面呈扁平狀的導(dǎo)熱管；所述毛細(xì)扁管在充入一定壓力后能夠產(chǎn)生永久性變形，用于在單體電芯之間產(chǎn)生漲緊固定。電池中的所述毛細(xì)扁管為平行的多根；所述毛細(xì)扁管是橫截面呈扁平狀的導(dǎo)熱管；所述毛細(xì)扁管在充入一定壓力后能夠產(chǎn)生永久性變形，用于在單體電芯之間產(chǎn)生漲緊固定。所述散熱器由原內(nèi)燃機(jī)汽車的散熱器或水箱替代。所述溫度控制裝置還設(shè)置有溫度傳感器和控制器，所述溫度傳感器設(shè)置在電池內(nèi)部，用來適時檢測電池的溫度；所述控制器與溫度傳感器和動力泵相連，用來根據(jù)檢測到的溫度來控制動力泵的動作。在電池的主體內(nèi)部，在橫向上和縱向上設(shè)有多個固定支撐作用的支撐板。電池兩端的存儲箱分別帶有冷卻媒循環(huán)進(jìn)口和冷卻媒循環(huán)出口 ；冷卻媒循環(huán)進(jìn)口和冷卻媒循環(huán)出口則對應(yīng)連接到循環(huán)外管上。所述單體電芯具有方便連接的兩個電池電極，從而分別引出正極和負(fù)極。有益效果具體地說，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下在扁方電池或軟包電池的內(nèi)部設(shè)置層層的毛細(xì)扁管作為冷卻液的循環(huán)通道，采用水作為冷卻介質(zhì)用來解決散熱問題，多層的毛細(xì)扁管有效的增加了循環(huán)通道的數(shù)量，使冷卻液在電池內(nèi)部的循環(huán)更加充分，能夠更好的解決電池內(nèi)部的散熱問題，同時在電池的兩個端部設(shè)置的保溫外殼，更好的保持了電池的冷卻溫度，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低、效率高等特點(diǎn)。


圖I為電池的立體示意圖；圖2為單體電芯層疊的橫截面示意圖3為單體電芯層疊的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式如圖I中所示的電池，當(dāng)氣溫或自身溫度低于-10°C時鐵鋰等材料特性決定其不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故電池總成的啟動溫度需要在10°c以上為佳，(TC環(huán)境下強(qiáng)行啟動既低溫放電或充電同樣造成電芯循環(huán)壽命減損。恒溫電池總成通過改善外部工況環(huán)境，根據(jù)電池總成工作溫度嚴(yán)格控制，提升或降低總成的溫度，使單體電芯(或扁方電池或軟包電池)4保持在適應(yīng)的溫度環(huán)境，解決了高緯地區(qū) 使用鋰電池范圍。本方案的特點(diǎn)是利用汽車水箱產(chǎn)品最廣泛應(yīng)用的最傳統(tǒng)成熟的技術(shù)和工藝，移植至IJ電池總成產(chǎn)品之中，解決了電池總成和單體電芯4的溫控問題。溫控部分的熱導(dǎo)可以是水、空氣、溶劑等不同媒介材料。為了使毛細(xì)扁管2能很好的貼服在電池或單體電芯4表面達(dá)到更好換熱效率，在把電池組合好后對毛細(xì)扁管2加入一定的壓力使其變形而達(dá)到貼合的目的。為達(dá)到電池總成的有效應(yīng)用本專利的另一技術(shù)特點(diǎn)是根據(jù)不同地域環(huán)境，根據(jù)不同季節(jié)，根據(jù)不同車速動力需要，在‘恒溫箱’內(nèi)注入不同介質(zhì)的熱導(dǎo)媒介，保證電池總成的工作溫度和啟動溫度適合其有效應(yīng)用。恒溫電池總成最獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)是可拆卸的組合式結(jié)構(gòu)，在使用恒溫結(jié)構(gòu)溫控系統(tǒng)時仍可對電池包里工作不良的單體電池進(jìn)行替換，使得電池總成能始終保持良好的工作狀態(tài)中。為了減少由發(fā)熱產(chǎn)生的負(fù)面影響，采用在電池內(nèi)部設(shè)置熱交換管進(jìn)行冷卻的方式，在電池內(nèi)部層層布置的毛細(xì)扁管2，由位于電池端部的冷卻媒循環(huán)進(jìn)口 6充入冷卻液，如水，通過層層布置的毛細(xì)扁管2進(jìn)行循環(huán)，有效地對扁方電池或軟包電池或單體電芯4進(jìn)行冷卻，在該電池的另一端具有冷卻媒循環(huán)出口(圖中并未示出)，經(jīng)過循環(huán)的冷卻液通過該出口流到電池的外部，同時設(shè)置在電池端部的外殼5包覆電池端部保持冷卻溫度，防止外部環(huán)境中的熱量使該電池的溫度升高，另外通過設(shè)置在電池主體部的多個支撐板3用于固定扁方電池或軟包電池，支撐板3用于橫向和縱向布置。車用電池如扁方電池或軟包電池或單體電芯4，采用在該單體電芯4內(nèi)部設(shè)置層層的毛細(xì)扁管2，冷卻水由電池端部的冷卻媒循環(huán)進(jìn)口 6進(jìn)入電池內(nèi)部，通過層層布置的毛細(xì)扁管2進(jìn)行循環(huán)，對該扁方電池或軟包電池或單體電芯4進(jìn)行冷卻，在該電池的另一端具有冷卻媒循環(huán)出口，設(shè)置在電池兩端的包覆端部用于保持冷卻溫度的外殼5，防止與外部環(huán)境中的熱量交換使該電池的溫度升高。另外在電池主體部設(shè)置四個支撐板3用于固定疊片電池或軟包電池或單體電芯4。電池中的所述毛細(xì)扁管2可以為一根，以多次彎折的方式設(shè)置電池中(對于這種方式圖中并未示出，普通技術(shù)人員是易于理解的)，這樣就減少了毛細(xì)扁管2與兩端的存儲箱I之間的密封問題。所述毛細(xì)扁管2是橫截面呈扁平狀的導(dǎo)熱管；所述毛細(xì)扁管2在充入一定壓力后能夠產(chǎn)生永久性變形，用于在單體電芯4之間產(chǎn)生漲緊固定。另外，電池中的所述毛細(xì)扁管2還可以為平行的多根(如圖I中所示)；所述毛細(xì)扁管是橫截面呈扁平狀的導(dǎo)熱管；所述毛細(xì)扁管在充入一定壓力后能夠產(chǎn)生永久性變形，用于在單體電芯之間產(chǎn)生漲緊固定。
所述散熱器由原內(nèi)燃機(jī)汽車的散熱器或水箱替代，所述溫度控制裝置還設(shè)置有溫度傳感器和控制器，所述溫度傳感器設(shè)置在電池內(nèi)部，用來適時檢測電池的溫度；所述控制器與溫度傳感器和動力泵相連，用來根據(jù)檢測到的溫度來控制動力泵的動作，對于具體的連接方式再此不在贅述。在電池的主體內(nèi)部，在橫向上和縱向上設(shè)有多個固定支撐作用的支撐板3。電池兩端的存儲箱分別帶有冷卻媒循環(huán)進(jìn)口 6和冷卻媒循環(huán)出口(圖中未示出)；冷卻媒循環(huán)進(jìn)口 6和冷卻媒循環(huán)出口則對應(yīng)連接到循環(huán)外管上。如圖2和圖3中所示，扁方電池或軟包電池或單體電芯4在電池內(nèi)部的層疊方式，以及與毛細(xì)扁管2之間的安裝關(guān)系，每個扁方電池或軟包電池或單體電芯4都具有方便連接的兩個電池電極7，從而分別引出正極和負(fù)極，便于動力電池內(nèi)部的串并連。
上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的一個可行性實(shí)施例的具體說明，但是該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施例或變更，例如，等變化的等效性實(shí)施例，均應(yīng)包含于本案的專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有溫度控制裝置的動力電池，包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的單體電芯(4)、電池溫度控制裝置以及外殼(5);所述電池溫度控制裝置設(shè)置在單體電芯(5)之間，電池的外部封裝有所述外殼(5)，其特征在于 電池溫度控制裝置為封閉的液體循環(huán)系統(tǒng)，并包括設(shè)置在單體電芯(4)之間的一個或多個毛細(xì)扁管(2)，以及連通毛細(xì)扁管(2)兩端的存儲箱(I)，還有連通兩個所述存儲箱(I)的循環(huán)外管，以及與所述外管依次串接的散熱器和動力泵；所述毛細(xì)扁管(2)和所述存儲箱(I)中充注有熱導(dǎo)媒介。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有溫度控制裝置的動力電池，其特征在于電池中的所述毛細(xì)扁管(2)為一根，以多次彎折的方式設(shè)置電池中；所述毛細(xì)扁管(2)是橫截面呈扁平狀的導(dǎo)熱管；所述毛細(xì)扁管(2)在充入一定壓力后能夠產(chǎn)生永久性變形，用于在單體電芯(4)之間產(chǎn)生漲緊固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有溫度控制裝置的動力電池，其特征在于電池中的所述毛細(xì)扁管(2)為平行的多根；所述毛細(xì)扁管(2)是橫截面呈扁平狀的導(dǎo)熱管；所述毛細(xì)扁 管(2)在充入一定壓力后能夠產(chǎn)生永久性變形，用于在單體電芯(4)之間產(chǎn)生漲緊固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有溫度控制裝置的動力電池，其特征在于所述散熱器由原內(nèi)燃機(jī)汽車的散熱器或水箱替代。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有溫度控制裝置的動力電池，其特征在于所述溫度控制裝置還設(shè)置有溫度傳感器和控制器，所述溫度傳感器設(shè)置在電池內(nèi)部，用來適時檢測電池的溫度；所述控制器與溫度傳感器和動力泵相連，用來根據(jù)檢測到的溫度來控制動力泵的動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有溫度控制裝置的動力電池，其特征在于在電池的主體內(nèi)部，在橫向上和縱向上設(shè)有多個固定支撐作用的支撐板。
7.根據(jù)據(jù)權(quán)利要求5所述的具有溫度控制裝置的動力電池，其特征在于在電池的主體內(nèi)部，在橫向上和縱向上設(shè)有多個固定支撐作用的支撐板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的具有溫度控制裝置的動力電池，其特征在于電池兩端的存儲箱(I)分別帶有冷卻媒循環(huán)進(jìn)口(6)和冷卻媒循環(huán)出口 ；冷卻媒循環(huán)進(jìn)口(6)和冷卻媒循環(huán)出口則對應(yīng)連接到循環(huán)外管上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有溫度控制裝置的動力電池，其特征在于所述單體電芯(5)具有方便連接的兩個電池電極(7)，從而分別引出正極和負(fù)極。
全文摘要
一種具有溫度控制裝置的動力電池，包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的單體電芯(4)、電池溫度控制裝置以及外殼(5)。電池溫度控制裝置設(shè)置在單體電芯(5)之間，動力電池的外部封裝有所述外殼(5)，電池溫度控制裝置為封閉的液體循環(huán)系統(tǒng)，并包括設(shè)置在單體電芯(4)之間的一個或多個毛細(xì)扁管(2)，以及連通所述毛細(xì)扁管(2)兩端的存儲箱(1)，還有連通兩個存儲箱(1)的循環(huán)外管，以及設(shè)置在所述外管中間的散熱器和動力泵；所述毛細(xì)扁管(2)和所述存儲箱(1)中充注有熱導(dǎo)媒介。
文檔編號H01M10/50GK102751546SQ20121019539
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者方平福, 王晏 申請人:方春怡