本實用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
背景技術(shù):
由于能源危機和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,純電動車輛和混合動力車輛的應(yīng)用越來越廣泛。動力電池在充放電過程中會產(chǎn)生大量的熱量,引起電池溫度上升。特別是在爬坡、加速等工況下,要求動力電池容量大,能夠高功率輸出動力。因此,目前通常將大量單體電池通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式形成電池組使用,導(dǎo)致電池產(chǎn)生的熱量不斷累積,電池溫度過高。并且電池組的方式使得單體電池的分布較為集中,不同位置的散熱差異較大,電池組內(nèi)嚴(yán)重溫度分布不均勻,極易導(dǎo)致電池使用壽命的減少和失效的不斷發(fā)生。
另一方面,當(dāng)環(huán)境溫度過低,例如在天氣寒冷的北方,電池溫度過低也會影響電池的正常工作。尤其在車輛啟動和電池充電過程中,無法避免電池溫度過低造成的起步性能下降,和電池只能提供較小的放電功率,不能接受正常的充電功率的問題。
因此,對電池組溫度進行控制和管理,保證動力電池在理想的工作環(huán)境下工作,可避免上述問題的發(fā)生,提高電池組的可靠性和使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是要對電池組的工作溫度進行控制和管理,以保證電池組溫度場的均勻分布,提高電池的使用壽命和可靠性。
特別地,本實用新型提供了一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),用于對混合動力車輛或電動車輛的多個電池組進行熱管理,所述車輛包括冷卻介質(zhì)。
進一步地,冷卻裝置,所述冷卻裝置由分別與所述多個電池組對應(yīng)的多個冷卻單元組成,每一冷卻單元包括:
用于流通冷卻介質(zhì)的冷卻部;和
支撐部,位于所述冷卻部的上部且與所述冷卻部一體成型,用于支撐所述多個電池組,其中,所述多個電池組豎向插設(shè)在所述支撐部;
多個加熱裝置,每一加熱裝置設(shè)置在任意相鄰兩個電池組之間,用于對所述電池組進行加熱。
多個導(dǎo)熱裝置,每一導(dǎo)熱裝置設(shè)置在任意相鄰的電池組和加熱裝置之間,用于以熱交換的方式將所述加熱裝置和所述冷卻介質(zhì)的熱能傳遞至所述電池組。
進一步地,所述導(dǎo)熱裝置具有兩個側(cè)面,其中一個側(cè)面設(shè)置成接觸或靠近所述電池組的面積最大的一個面,所述兩個側(cè)面中的另一個側(cè)面設(shè)置成接觸或靠近所述加熱裝置的面積最大的一個面。
進一步地,任一所述電池組對應(yīng)至少一個導(dǎo)熱裝置和/或至少一個加熱裝置。
進一步地,所述加熱裝置包括:
用于發(fā)出熱量的發(fā)熱元件,所述發(fā)熱元件具有相反的第一表面和第二表面;
第一硅膠片,貼合在所述發(fā)熱元件的所述第一表面處;
第二硅膠片,貼合在所述發(fā)熱元件的所述第二表面處。
進一步地,任意兩個電池組之間的任一加熱裝置在其相反的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置至少兩個導(dǎo)熱裝置;
其中,所述第一硅膠片設(shè)置成接觸或靠近相鄰的兩個導(dǎo)熱裝置中的其中一個導(dǎo)熱裝置,所述第二硅膠片設(shè)置成接觸或靠近相鄰的兩個導(dǎo)熱裝置中的另一導(dǎo)熱裝置。
進一步地,任意兩個電池組之間對應(yīng)設(shè)置一個導(dǎo)熱裝置;
其中,所述第一硅膠片設(shè)置成接觸或靠近所述導(dǎo)熱裝置,所述第二硅膠片設(shè)置成接觸或靠近所述電池組。
進一步地,所述每一冷卻單元中的冷卻部具有流通通道;
其中,所有冷卻單元的流通通道相互連通以形成一連續(xù)的流道,以使得所述冷卻介質(zhì)能夠由所述流道流過。
進一步地,所述支撐部與同一冷卻單元中的冷卻部相互接觸的面作為接觸面;
其中,所述接觸面的面積小于所述冷卻部的表面積,以使得所述冷卻部的至少部分表面暴露出來,從而使得暴露出的所述冷卻部的表面來支撐所述導(dǎo)熱裝置和所述加熱裝置。
進一步地,所述加熱裝置和所述導(dǎo)熱裝置的形狀構(gòu)造成扁平狀。
本實用新型的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)由于設(shè)置有冷卻裝置、導(dǎo)熱裝置和加熱裝置,因此可在電池組工作溫度過高時,對電池組進行散熱,在電池組溫度過低時,對電池組進行加熱。保證電池組工作溫度出于較為理想的范圍內(nèi),提高電池的使用壽命和可靠性。
進一步地,本實用新型的導(dǎo)熱裝置良好的導(dǎo)熱作用,以及可以大面積的與單體電池相接觸,能夠保證冷卻裝置或加熱裝置與電池組之間的導(dǎo)熱的均勻性,避免冷卻或加熱在電池組局部位置進行的較快,產(chǎn)生的電池組內(nèi)部嚴(yán)重的溫度不均。
根據(jù)下文結(jié)合附圖對本實用新型具體實施例的詳細(xì)描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
附圖說明
后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的分解示意圖;
圖2是圖1所示電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的冷卻單元示意圖;
圖3是圖1所示的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是圖1所示的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的導(dǎo)熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意性圖。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100,包括冷卻裝置110、導(dǎo)熱裝置120和加熱裝置130。用于對混合動力車輛或電動車輛的多個電池組進行熱管理,所述車輛包括冷卻介質(zhì)。
如圖2所示,電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100包括冷卻裝置110,冷卻裝置110由分別與所述多個電池組對應(yīng)的多個冷卻單元111組成。每一冷卻單元111包括用于流通冷卻介質(zhì)的冷卻部112和支撐部113,支撐部113位于所述冷卻部112的上部且與所述冷卻部112一體成型,用于支撐所述多個電池組,其中,所述多個電池組豎向插設(shè)在所述支撐部113。所述每一冷卻單元111中的冷卻部112具有流通通道114,所有冷卻單元111的流通通道114相互連通以形成一連續(xù)的流道,以使得所述冷卻介質(zhì)能夠由所述流道流過。所述支撐部113與同一冷卻單元111中的冷卻部112相互接觸的面作為接觸面。所述接觸面的面積小于所述冷卻部的表面積,以使得所述冷卻部的至少部分表面暴露出來,從而使得暴露出的所述冷卻部的表面來支撐導(dǎo)熱裝置120和加熱裝置130。冷卻介質(zhì)可以是水或乙二醇/水的混合物。冷卻部112和支撐部113采用導(dǎo)熱系數(shù)大于或等于10000w/(m.k)的材料。所述冷卻單元111與所述流通通道114、所述支撐部113是一體成型壓鑄成型或者一體澆注成型。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100還包括多個加熱裝置130,每一加熱裝置130設(shè)置在任意相鄰兩個電池組之間,用于對所述電池組進行加熱。所述加熱裝置包括用于發(fā)出熱量的發(fā)熱元件131,所述發(fā)熱元件具有相反的第一表面和第二表面。加熱裝置還包括第一硅膠片132,第一硅膠片貼合在所述發(fā)熱元件的所述第一表面處。以及第二硅膠片133,貼合在所述發(fā)熱元件的所述第二表面處。所述發(fā)熱元件131可以為電阻絲,均勻的分布在加熱裝置內(nèi)部。第一硅膠片132和第二硅膠片133為導(dǎo)熱軟硅膠涂層,可在一定范圍內(nèi)容納電池發(fā)熱時的膨脹空間,用于在所述電池組溫度升高導(dǎo)致所述電池組體積膨脹后,緩沖所述電池組內(nèi)部空間減小后造成的過度擠壓。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100還包括多個導(dǎo)熱裝置120,每一導(dǎo)熱裝置120設(shè)置在任意相鄰的電池組和加熱裝置之間,用于以熱交換的方式將所述加熱裝置130和所述冷卻介質(zhì)的熱能傳遞至所述電池組。所述導(dǎo)熱裝置120具有兩個側(cè)面,其中一個側(cè)面設(shè)置成接觸或靠近所述電池組的面積最大的一個面,所述兩個側(cè)面中的另一個側(cè)面設(shè)置成接觸或靠近所述加熱裝置的面積最大的一個面。導(dǎo)熱裝置120內(nèi)部具有多個封閉的腔體,所述腔體內(nèi)部是真空的,為真空腔。
進一步的,所述加熱裝置130和所述導(dǎo)熱裝置120的形狀構(gòu)造成扁平狀。
進一步的,任一所述電池組對應(yīng)至少一個導(dǎo)熱裝置120和/或至少一個加熱裝置130。
如圖1所示,本實用新型所涉及的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100中,任意兩個電池組之間的任一加熱裝置130在其相反的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置至少兩個導(dǎo)熱裝置120,其中,所述第一硅膠片132設(shè)置成接觸或靠近相鄰的兩個導(dǎo)熱裝置120中的其中一個導(dǎo)熱裝置120,所述第二硅膠片133設(shè)置成接觸或靠近相鄰的兩個導(dǎo)熱裝置120中的另一導(dǎo)熱裝置120。
本實用新型所涉及的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100中,還可以設(shè)置為任意兩個電池組之間對應(yīng)設(shè)置一個導(dǎo)熱裝置120,其中,所述第一硅膠片132設(shè)置成接觸或靠近所述導(dǎo)熱裝置120,所述第二硅膠片133設(shè)置成接觸或靠近所述電池組。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一般性還可以包括用于在其內(nèi)傳輸冷卻介質(zhì)的冷卻回路。冷卻裝置可以設(shè)置在冷卻回路中,冷卻介質(zhì)可以經(jīng)由冷卻裝置在冷卻回路中流動。冷卻介質(zhì)可以存儲在儲罐內(nèi),并由泵將冷卻介質(zhì)泵送至冷卻回路中,且使得冷卻介質(zhì)在冷卻回路中循環(huán)流動。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100的工作原理為:當(dāng)需要對所述電池組進行冷卻時,所述電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100啟動泵,使得冷卻介質(zhì)在冷卻回路中進行循環(huán)流動,同時關(guān)閉所述加熱裝置130。導(dǎo)熱裝置120可以是均溫板,也可以是其他具有較高的導(dǎo)熱效率的導(dǎo)熱器件。因此,電池組處的熱量散發(fā)具有兩個路徑,其中一個路徑是直接傳遞至冷卻裝置,另一路徑是由導(dǎo)熱裝置120傳導(dǎo)到冷卻裝置,并以熱交換的方式將熱量傳遞至冷卻介質(zhì),從而實現(xiàn)對所述電池組的降溫。
當(dāng)需要對所述電池組進行加熱時,所述電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100開啟所述加熱裝置130,同時對冷卻回路內(nèi)的冷卻介質(zhì)進行加熱。一方面,電池組與冷卻裝置之間以熱交換的方式相互傳遞能量,使得冷卻裝置的熱量傳遞至電池組;另一方面,電池組與加熱裝置之間通過導(dǎo)熱裝置能夠迅速實現(xiàn)熱交換,使得加熱裝置的熱量能夠被迅速地傳遞至電池組。加熱裝置130兩側(cè)與所述導(dǎo)熱裝置120相接觸的外表面設(shè)置的導(dǎo)熱軟硅膠涂層,在電池組受熱膨脹后,可在一定范圍內(nèi)容納電池發(fā)熱時的膨脹空間,緩沖所述電池組內(nèi)部空間減小后造成的過度擠壓。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)100通過在電池組工作溫度過高時,對電池組進行冷卻降溫,在電池組工作溫度過低時,對電池組加熱,保證電池組的工作溫度處于較為理想的范圍內(nèi)。并通過導(dǎo)熱裝置120增大與電池組的接觸面積,使得熱量的傳導(dǎo)更為均勻,有助于維持電池組內(nèi)部溫度場的均勻性,提高電池的使用壽命和可靠性。
至此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到,雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例,但是,在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下,仍可根據(jù)本實用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此,本實用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。