一種液體換熱電池模塊結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車或純電動(dòng)汽車的柱狀動(dòng)力電池領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源危機(jī)、全球變暖、環(huán)境污染等環(huán)境問題不斷加劇的情況下，電動(dòng)汽車越來越成為未來汽車的發(fā)展方向。隨著電動(dòng)汽車研究的深入，動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的一個(gè)關(guān)鍵部件逐漸成為研究的熱點(diǎn)，而動(dòng)力電池性能的好壞則是電動(dòng)汽車發(fā)展的因素。
[0003 ]影響動(dòng)力電池壽命的主要因素有電池的充放電倍率、充放電截止電壓、擱置條件、使用溫度等，這幾個(gè)因素相互影響，相互制約。但就使用溫度而言，目前的動(dòng)力電池單體在極端低溫(小于-300C)和極端高溫(大于500C)的環(huán)境下都無法正常工作，導(dǎo)致以動(dòng)力電池為能量來源的車輛此時(shí)也無法正常工作，使車輛無法達(dá)到全天候運(yùn)行的要求，和傳統(tǒng)汽車相比其使用有較大局限性。
[0004]另外，電動(dòng)汽車在啟動(dòng)爬坡或者突然加速時(shí)，中間位置的電池積累熱量，電池溫度急劇上升，電池電極材料、隔膜以及電解液等將發(fā)生分解，產(chǎn)生氣體增大電池內(nèi)部氣壓，產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象。情況嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)鹨后w泄漏，發(fā)生爆炸等嚴(yán)重事故，給車輛的運(yùn)行造成了安全隱患。
[0005]上述就使用溫度問題的存在嚴(yán)重制約了電動(dòng)汽車的發(fā)展和推廣，因此，動(dòng)力電池目前已經(jīng)成為新能源汽車發(fā)展的瓶頸。如何將電池溫度控制在一定的范圍內(nèi)仍是一個(gè)短期內(nèi)難以解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)電動(dòng)汽車用柱狀電池，設(shè)計(jì)了一種新型液體冷卻/加熱的電池模塊結(jié)構(gòu)。該種新型液體冷卻/加熱的電池模塊結(jié)構(gòu)增加了流體與電池的接觸面積，強(qiáng)化了兩者之間的換熱，達(dá)到了減小單體電池及電池組之間的溫差，使單體電池或電池組始終工作在最佳的溫度范圍內(nèi)中，延長電池系統(tǒng)的壽命，并能提高電池系統(tǒng)的安全性。
[0007]—種液體換熱電池模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電池模塊中布置若干個(gè)電池腔，電池腔被填充有液體的空隙所包圍，單個(gè)柱狀電池外設(shè)導(dǎo)熱絕緣套圈并置于電池腔內(nèi)，整個(gè)電池模塊密封包裝，外敷絕緣防火隔熱層，并設(shè)有液體的進(jìn)口和出口。
[0008]進(jìn)一步，所述電池腔的腔壁為導(dǎo)熱性良好的(金屬)材料。
[0009]進(jìn)一步，所述電池模塊的高度與電池腔的高度相比，相同或者不同；可以相同、略高或略低，以便于采用相匹配的裝置對(duì)電池模塊沿高度方向的定位和加緊。
[0010]進(jìn)一步，所述電池腔的大小與數(shù)量根據(jù)所需電池的尺寸和數(shù)量來設(shè)計(jì)。
[0011 ]進(jìn)一步，利用沿電池模塊的內(nèi)壁一側(cè)或多側(cè)布置的電熱膜對(duì)液體加熱，或者外設(shè)加熱裝置對(duì)液體加熱。
[0012]進(jìn)一步，所述液體的進(jìn)口和出口均設(shè)有電磁閥。
[0013]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的新型液體冷卻/加熱的電池模塊中布置若干個(gè)電池腔，電池腔的腔壁為導(dǎo)熱性良好的材料，電池腔被填充有液體的空隙所包圍，單個(gè)柱狀電池外設(shè)導(dǎo)熱絕緣套圈并置于電池腔內(nèi)，整個(gè)液體冷卻/加熱的電池模塊密封包裝并設(shè)有液體的進(jìn)口和出口，而且進(jìn)出口處均設(shè)有電磁閥，液體加熱時(shí)可以利用沿電池模塊的內(nèi)壁一側(cè)或多側(cè)布置的電熱膜對(duì)液體加熱，亦可外設(shè)加熱裝置對(duì)液體加熱。
【附圖說明】
[0014]圖1為柱狀動(dòng)力電池液體冷卻/加熱的電池模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:
[0016]1、結(jié)緣防火隔熱層2、電磁閥
[0017]3、出口4、進(jìn)口
[0018]5、導(dǎo)熱絕緣套圈6、柱狀動(dòng)力電池
[0019]7、電池腔
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明的實(shí)施例如圖1所示。
[0021]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的新型液體冷卻/加熱的電池模塊中布置若干個(gè)電池腔，電池腔被填充有液體的空隙所包圍，單個(gè)柱狀電池外設(shè)導(dǎo)熱絕緣套圈并置于電池腔內(nèi)。所述的液體冷卻/加熱的電池模塊密封包裝，外敷絕緣防火隔熱層，并設(shè)有液體的進(jìn)口和出口，所述液體的進(jìn)口和出口的布置形式不受限制，而且進(jìn)、出口處均設(shè)有電磁閥。液體加熱時(shí)可以利用沿電池模塊的內(nèi)壁一側(cè)或多側(cè)布置的電熱膜對(duì)液體加熱，亦可外設(shè)加熱裝置對(duì)液體加熱。
[0022]所述電池腔的腔壁為導(dǎo)熱性良好的(金屬)材料。
[0023]所述導(dǎo)熱絕緣套圈外側(cè)光滑，以便裝入電池腔內(nèi)，同時(shí)可避免在拆裝電池時(shí)對(duì)電池造成損壞。
[0024]所述電池腔的大小與數(shù)量可根據(jù)所需電池的尺寸和數(shù)量來設(shè)計(jì);所述的電池腔的布置方式在液體冷卻/加熱的電池模塊中不受限制。
[0025]所述進(jìn)、出口的電磁閥可以在電池模塊內(nèi)部溫度達(dá)到所需要的溫度時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，避免內(nèi)部溫度過高或者過低。
[0026]在對(duì)電池進(jìn)行冷卻時(shí)，可采用制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器通過制冷劑對(duì)液體進(jìn)行冷卻，也可以采用換熱器依靠風(fēng)冷對(duì)液體進(jìn)行制冷，進(jìn)而冷卻電池，并在系統(tǒng)中加設(shè)儲(chǔ)液箱，采用循環(huán)栗驅(qū)動(dòng)液體在電池組裝置中循環(huán)流動(dòng)。
[0027]在對(duì)電池進(jìn)行加熱時(shí)，可以利用沿電池模塊的內(nèi)壁一側(cè)或多側(cè)布置的電熱膜對(duì)液體加熱，亦可外設(shè)加熱裝置對(duì)液體加熱，通過循環(huán)栗驅(qū)動(dòng)液體在電池組裝置中循環(huán)流動(dòng)，進(jìn)而加熱電池。
[0028]所述的液體類型不限，優(yōu)先選擇導(dǎo)熱系數(shù)較大的工質(zhì)，這樣能夠增加與電池的換熱效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液體換熱電池模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電池模塊中布置若干個(gè)電池腔，電池腔被填充有液體的空隙所包圍，單個(gè)柱狀電池外設(shè)導(dǎo)熱絕緣套圈并置于電池腔內(nèi)，整個(gè)電池模塊密封包裝，外敷絕緣防火隔熱層，并設(shè)有液體的進(jìn)口和出口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電池腔的腔壁為金屬材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電池模塊的高度與電池腔的高度相比，相同或者不同。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電池腔的大小與數(shù)量根據(jù)所需電池的尺寸和數(shù)量來設(shè)計(jì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)，其特征在于，利用沿電池模塊的內(nèi)壁一側(cè)或多側(cè)布置的電熱膜對(duì)液體加熱，或者外設(shè)加熱裝置對(duì)液體加熱。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液體的進(jìn)口和出口均設(shè)有電磁閥。
【專利摘要】一種液體換熱電池模塊結(jié)構(gòu)涉及柱狀電池的熱均衡領(lǐng)域。所設(shè)計(jì)的電池模塊中布置若干個(gè)電池腔，電池腔的腔壁為導(dǎo)熱性良好的材料，電池腔被填充有液體的空隙所包圍，單個(gè)柱狀電池外設(shè)導(dǎo)熱絕緣套圈并置于電池腔內(nèi)，整個(gè)的電池模塊密封包裝，外敷絕緣防火隔熱層，并設(shè)有液體的進(jìn)口和出口。針對(duì)柱狀動(dòng)力電池設(shè)計(jì)了一種符合國內(nèi)混合動(dòng)力汽車或電動(dòng)汽車的新型柱狀電池液體冷卻/加熱的電池模塊，該結(jié)構(gòu)增加了流體與電池的接觸面積，強(qiáng)化了兩者之間的換熱，使單體電池或電池組始終工作在最佳的溫度范圍內(nèi)中，延長電池系統(tǒng)的壽命，并能提高電池系統(tǒng)的安全性。
【IPC分類】H01M10/613, H01M2/10, H01M10/6567, H01M10/625, H01M10/617, H01M10/615
【公開號(hào)】CN105449311
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511032094
【發(fā)明人】馮能蓮, 陳龍科
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日