本實用新型涉及一種可以內(nèi)部熱交換的動力電池模塊，通過強制空氣流動進入模塊內(nèi)部調(diào)節(jié)動力電池溫度，屬于混合動力汽車、純電動汽車電池系統(tǒng)中的關鍵構(gòu)件。

背景技術：

在混合動力汽車、純電動車中，一般由若干個單體動力電池組成電池模塊，以電池模塊作為能量單元，通過若干個電池模塊串、并聯(lián)為整車提供能量。動力電池對工作溫度要求非常苛刻，若工作溫度過高，會加快衰減速度，壽命急劇降低，甚至會引起安全事故；動力電池之間的溫度不均勻性會引起性能差異，加速電池模塊的劣化。

為保證動力電池在安全的溫度內(nèi)運行、并具有較好的溫度均勻性，一般在模塊采取一定的散熱及均衡溫度的措施。目前常用的方法是采用流動空氣直接對電池模塊冷卻，或者采用循環(huán)冷卻液直接對模塊的散熱面進行冷卻。然而，這兩種方式都是對模塊的外表面進行冷卻散熱，而電池模塊內(nèi)部的多個電池并沒有散熱面，這就造成雖然模塊外側(cè)的電池溫度降下來了，但內(nèi)部溫度依然很高，依然有很高的安全風險，同時動力電池之間的溫差也會加大，影響一致性和壽命。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種強制加熱及冷卻的電池模塊，其可以有效地將動力電池溫度控制在適宜工作溫度范圍內(nèi)，保證溫度均勻性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設計方案：

一種強制加熱及冷卻的電池模塊，包括有一組隔框，每相鄰的兩個隔框間夾置一片動力電池，所述隔框和動力電池兩者相互間隔且層疊排列，從而組合為一個動力電池模組；其中，在動力電池模組的兩極端分別安設模塊電極；其特征在于：在動力電池模組的兩側(cè)均設有風道，風道內(nèi)部安裝有加熱組件，在各風道的末端安裝有風扇，兩側(cè)風扇排風方向相同；所述的隔框內(nèi)部具有一組可通過氣體的通風孔，該通風孔貫穿隔框，其兩個端口分別其對應側(cè)的風道連通。

所述強制加熱及冷卻的電池模塊中，所述兩個風道分別固定于隔框通風孔的兩外側(cè)，該風道中包含有腔體和風扇的接口，腔體在模塊安裝面的覆蓋范圍包含所有隔框的通風孔。

所述強制加熱及冷卻的電池模塊中，所述風道的水平截面呈三角形或梯形，頭端的寬度窄于末端的寬度。

所述強制加熱及冷卻的電池模塊中，所述風道的外側(cè)表面與內(nèi)側(cè)邊形成的直面夾角為1°～45°。

所述強制加熱及冷卻的電池模塊中，所述隔框與動力電池的貼合面帶有凹進槽，該凹進槽凹進的深度為動力電池厚度的一半。

所述強制加熱及冷卻的電池模塊中，所述的加熱組件為加熱電阻絲或加熱薄膜，安裝在風道的腔體內(nèi)。

所述強制加熱及冷卻的電池模塊中，所述制作隔框的材料為工程塑料、玻璃鋼或復合材料。

所述強制加熱及冷卻的電池模塊中，所述的隔框具有自鎖卡扣，通過卡扣實現(xiàn)相鄰隔框的相互固定。

所述強制加熱及冷卻的電池模塊中，所述動力電池為正方形或長方形電池，其為鋁塑膜包裝的軟包電池，或為金屬外殼的硬殼電池。

本實用新型強制加熱及冷卻的電池模塊可廣泛用于混合動力汽車和純電動汽車電池系統(tǒng)中，也可作為儲能模塊應用于儲能系統(tǒng)中，可達到良好的溫度控制效果。

本實用新型的優(yōu)點是：

1.隔框內(nèi)部具有通風孔，可在外控分析下合理的利用流動空氣直接對每塊電池進行加熱或冷卻，效率更高，并且溫度均勻性更好；

2.根據(jù)不同散熱要求，隔框的通風孔可以設計成不同的大小，滿足不同發(fā)熱量動力電池的需求；

3.隔框?qū)恿﹄姵赝耆?，絕緣性能良好，并保護動力電池免受外力損傷；

4.兩端的風扇風向相同，增加了流動空氣的風壓，熱交換效果更佳；

5.風道外側(cè)與模塊安裝面呈一定角度，保證了入口的近端和遠端風壓一致，使空氣均勻進入模塊內(nèi)部，進一步增加的模塊的溫度均勻性；

6.風道內(nèi)部裝有加熱組件，在環(huán)境溫度較低時可通過流動空氣加熱動力電池；

7.該類型的結(jié)構(gòu)形式可適用于不同的電池類型，包括軟包電池、金屬殼電池等。

附圖說明

圖1是本實用新型所涉及的動力電池模塊的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型所涉及的隔框示意圖。

圖3是本實用新型所涉及的風道。

圖中：1.隔框；2.動力電池；3.模塊電極；4.加熱組件；5.風道；6.風扇；11.通風孔；12.內(nèi)凹平面；13.自鎖卡扣；14.風道卡槽；51.腔體；12.風扇安裝接口。

具體實施方式

參閱圖1所示，本實用新型強制加熱及冷卻的電池模塊主要由一組動力電池2、一組隔框1、一對模塊電極3、一對風道5、兩組加熱組件4和至少兩個風扇6構(gòu)成。

每相鄰的兩個隔框1間夾置一片動力電池2，所述隔框和動力電池兩者相互間隔且層疊排列，從而組合為一個動力電池模組；其中，在動力電池模組的兩極端分別安設模塊電極；一組動力電池可以為相互串聯(lián)，或可以為并聯(lián)，亦還可以是串并聯(lián)混合。

在各風道5內(nèi)部至少安設一個加熱組件4，在各風道5的末端至少安設一個風扇6。兩個風道中的風扇排風方向一致(任何狀態(tài)下均為一進一出)，通過風扇可將外部空氣直接吹入電池模塊內(nèi)部或者在風道內(nèi)經(jīng)過加熱組件加熱后的吹入到電池模塊內(nèi)部，對動力電池冷卻或加熱，有效地將模塊溫度控制在適宜工作溫度范圍內(nèi)，保證溫度均勻性，提高動力電池的安全性、一致性和壽命。

如圖2所示，所述的隔框1內(nèi)部具有一組可允許氣體通過的通風孔11，各通風孔貫穿隔框，其兩個端口分別其對應側(cè)的風道連通。隔框上、下與動力電池貼合板面上有凹進的凹槽，凹進的深度為動力電池2一半的厚度，這樣，兩個相鄰的隔框1疊置時可將夾置與中間的動力電池完全包裹，不僅可以實現(xiàn)與外部的絕緣，且可以免受外力損傷。制作該隔框的材料可選擇工程塑料、玻璃鋼和復合材料等。該隔框還具有自鎖卡扣，可通過卡扣將隔框相互固定。

所述的一對風道5分別固定于隔框通風孔的兩外側(cè)，風道5包含有腔體和風扇的接口，腔體在與動力電池模組安裝面的覆蓋范圍應包含所有隔框的通風孔，風道的外側(cè)面與內(nèi)安裝面所形成的直面呈一定的角度θ，該角度θ可以選定為1°～45°(風道的水平截面呈三角形或梯形，頭端的寬度窄于末端的寬度)，一對風道與所有的通風孔構(gòu)成空氣流通通道，風道的腔體將所有隔框的通風孔覆蓋在內(nèi)，不會產(chǎn)生漏氣，兩個風道的朝向相反，在風道的末端具有安裝風扇的接口。

所述的加熱組件為加熱電阻絲或者加熱薄膜，安裝在風道的腔體內(nèi)，其并不影響腔體內(nèi)的空氣流動。

所述的風扇安裝在風道的末端，與末風道端用于安裝風扇的接口緊密配合。兩個風道上安裝的兩個風扇相同，風扇的風向相同。當然各風道中的風扇的安裝數(shù)量不僅僅限于一個。

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做更進一步詳細說明。

實施例1

如圖1所示的動力電池模塊，主要由14個隔框1、13塊串聯(lián)的動力電池2、2個模塊電極3、2片加熱膜4、2個風道5和2個風扇6構(gòu)成，隔框1與動力電池2相互間隔層疊排列，在兩側(cè)具有兩個風道5，風道5內(nèi)部安裝有加熱膜4，在風道5的末端安裝有風扇6，兩個風扇6為排風方向相同。

如圖2所示，隔框1的材料為工程塑料，總厚度為12mm，與電池相鄰的內(nèi)凹平面12向內(nèi)側(cè)凹陷4mm。隔框的兩側(cè)有6個長25mm、高2mm的通風孔11，隔框1的四個角的位置具有四個自鎖卡扣13，相鄰的隔框1之間通過自鎖卡扣13互相固定，并且隔框1的側(cè)面具有四個風道卡槽14，用于固定風道。

如圖3所示，風道5的外側(cè)面與內(nèi)安裝所在直呈10°的角度，風道包含有腔體51和風扇的接口52，風道5固定于隔框1通風孔11的外側(cè)，腔體51在模塊安裝面的覆蓋范圍應包含所有隔框的通風孔，風道5與通風孔11構(gòu)成空氣流通通道，兩個風道5的朝向相反，在風道5的末端具有安裝風扇的接口52，接口的內(nèi)徑為56mm，外側(cè)邊長為60mm×60mm。

加熱膜4的厚度為2mm，加熱功率為50W，風扇6為軸流風扇，直徑為60mm，功率為3W。

動力電池2為長方形鋰離子軟包電池，電池長、寬、高分別為243mm、121mm和6mm，容量為8Ah，極耳在電池的兩個短邊上。

實施例2

一種動力電池模塊，其結(jié)構(gòu)與實施例1結(jié)構(gòu)相似，所不同的是單體動力電池2的厚度增加到10mm，容量為15Ah，隨著電池功率升高，產(chǎn)生的熱量也相應增加。為了加強散熱效果，將隔框1的通風孔高度提高到3mm，長度和數(shù)量不變。

上述各實施例可在不脫離本實用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護范圍。