分层式电动汽车电池包制造技术

技术编号:19432103 阅读:35 留言:0更新日期:2018-11-14 12:00
一种分层式电动汽车电池包,包括:产热域、散热域以及隔板,其中,产热域为电池部分;散热域为散热片部分,散热域包覆有前后开口的壳体;隔板位于电池部分与散热片部分之间,将分层式电动汽车电池包分隔为产热域和散热域。本公开的分层式电动汽车电池包对电池包进行了分层结构设计,将电池部分与散热功能件分区隔离,可省去很多出于安全防护考虑的绝缘、密封部件,同时,冷媒不会对电池造成机械损伤、化学腐蚀、电化学腐蚀等物理、化学侵害,对电池的防护性提高,及提高了整体的安全性,又可延长电池包的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
分层式电动汽车电池包
本公开属于新能源电动汽车电力储存领域,具体涉及一种分层式电动汽车电池包。
技术介绍
为适应夏季的高温环境,电动汽车的电池包需要进行散热设计,以保持锂离子电池工作于适宜的环境中。在散热方面,目前常用的散热方式主要有四种:自然散热、强制风冷、液冷和制冷剂直接冷却(简称直冷)。自然散热是利用电池周围的空气及所接触固体结构件作为热传输介质,相应地,散热方式为空气的自然对流散热和固体结构件的热传导。最终将热量传输到大气环境中。强制风冷是利用风机将冷空气引入到电池包内,冷空气可为大气环境空气或汽车空调冷风。冷风以一定流速掠过电池或模组表面,将热量传输到大气环境空气中。液冷方式是电池直接或间接与液体冷媒接触,液体冷媒带走电池工作所产生热量,在循环回路中设置换热器,将热量传输到大气环境中,或者间接地先传输到汽车空调的蒸发器,再借助汽车空调将热量散失到大气环境中。直冷方式是为电池包设计空调冷却剂循环支路,利用空调冷却剂的蒸发相变带走热量,热量通过空调的冷凝器再散失到大气环境中。这四种散热方式的缺点如下:自然散热,轻量化、紧凑性、密封性是目前电池包产品的三项重要设计指标,而这三个方面均对自然散热产生严重的削弱作用。紧凑性使得电池周围的空气有限,且空气的流动能力被削弱,密封性使得电池周围被加热空气无法直接流入大气环境空气中,轻量化使得电池接触的固体件更倾向于选择导热较差的塑料件。因此自然散热效率较低。强制风冷,冷风流通与电池之间或电池模组之间的空隙中,流动阻力较大,实际布置中,难以实现各个电池散热状况一致,部分电池会处于冷风流动的“死区”位置,电池散热的均匀性较差,会导致电池充放电的一致性较差。液冷,在选择液体工质时,需要对传热能力、绝缘性、使用温度范围、黏性,甚至其可燃性、毒性等物理、化学等方面的特性进行全方面的综合考察。受空间及质量所限,液冷系统在设计中,会涉及到小尺寸零件的设计配合、连接、固定,小流道流动阻力大等问题,且对液冷系统的密封性、机械强度等方面要求较高。因此,液冷系统存在流动阻力大、各个单体电池间温差较大、工质泄露、电气线路短路等缺点。直冷,由于发生相变传热,散热效率最高。但目前由于成本高、技术不成熟等缺点,目前在电池包产品设计中未得到广泛应用。以上现有技术共同的缺点为:对动力电池的防护措施有所欠缺。冷却媒介(空气或液体)直接或间接地流经电池周围(自然散热和强制风冷中冷风会直吹电池散热,液冷和制冷中冷却液流淌于紧贴电池的冷却管道中),电池组合冷却媒介、冷却配件处于一个区域内,冷却媒介极易对电池造成机械损伤、化学腐蚀、电化学腐蚀等伤害,极易造成动力电池及整个电池包性能下降、寿命缩短,甚至会进一步造成短路危险,安全性不高。现有技术在散热和安全防护这两方面统筹性不足,对散热技术有所偏重,而在安全防护方面的考虑和措施明显不足。公开内容本公开提供了一种分层式电动汽车电池包,以至少部分解决以上所提出的技术问题。本公开提供了一种分层式电动汽车电池包,包括:产热域,其为电池部分;散热域,其为散热片部分;以及隔板,其位于电池部分与散热片部分之间,将分层式电动汽车电池包分隔为产热域和散热域;其中,产热域和散热域之间连接有传热件,其穿过隔板上的孔隙,建立起产热域和散热域之间的热传递联系。在本公开的一些实施例中,散热域包覆具有前后开口的壳体,作为冷媒的进出通道。在本公开的一些实施例中,当冷媒为空气时,流通通道进、出口设置风扇和均流孔板或均流导叶。在本公开的一些实施例中,当冷媒为蒸馏水、去离子水、酒精或制冷剂时,流通通道进、出口设置驱动液泵和均流孔板或均流导叶。在本公开的一些实施例中,分层式电动汽车电池包由若干个单体电池排列形成,单体电池包括:电池,其作为热源,在工作时会有一部分电能转化为热量,使电池升温;散热片,其向冷媒散热;以及传热件,其下段与热源电池接触,其上段与散热片相接触;其中,热量由电池传输到传热件上,再传输到散热片上,并最终散失到散热片所在的冷媒环境中。在本公开的一些实施例中,电池的发热面与传热件之间、传热件与散热片之间填充有胶类、脂类、石墨类、液态金属或柔性导热板材料。在本公开的一些实施例中,传热件为导热金属板、热管、平板热管或微槽群复合相变传热装置。在本公开的一些实施例中,散热片为槽道形散热片、齿形散热片或针肋散热片。在本公开的一些实施例中,散热片为金属材质。在本公开的一些实施例中,产热域和散热域均可会划分为多个部分。从上述技术方案可以看出,本公开的分层式电动汽车电池包至少具有以下有益效果其中之一:(1)对电池包进行了分层结构设计,将电池部分与散热功能件分区隔离,可省去很多出于安全防护考虑的绝缘、密封部件,同时,冷媒不会对电池造成机械损伤、化学腐蚀、电化学腐蚀等物理、化学侵害,对电池的防护性提高,及提高了整体的安全性,又可延长电池包的使用寿命;(2)由于对电池包进行了分层结构设计,产热部件(电池)和散热部件(散热片)分区域布置,可以省去很多出于安全防护考虑的绝缘部件,电池部分的紧凑性提高,可使得电池包单位体积内承载更多电量,电池包整体的能量密度提高;(3)由于对电池包进行了分层结构设计,产热部件(电池)和散热部件(散热片)分区域布置,在产热域(电池部分)中电池和电池之间不会有附加的绝缘部件或隔离间隙,这样就可以使电池、传热件依次紧贴排列,不同温度的电池之间也可以在温度梯度作用下进行导热,从而提高了电池包整体的温度一致性、均匀性;(4)电池包在实际装配时,冷媒流通方向与车辆行驶方向一致,当电池包产热功率不大,散热要求不高时,散热冷媒可为空气(在流通通道入口进行过滤、净化、干燥等处理),利用汽车行驶时与大气环境的相对速度形成自然风进行散热,可达到节约能量、延长续航的效果。附图说明图1为本公开实施例中分层式电动汽车电池包的示意图。图2为图1中单体电池的结构图。图3a为槽道形散热片示意图。图3b为齿形散热片示意图。图3c为针肋散热片示意图。图4为图1中电池包分层示意图。图5为产热域与散热域“一对多”关系。图6为产热域与散热域“多对一”关系。图7产热域与散热域“多对多”关系。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】1-产热域;2-散热域;3-隔片;4-电池;5-散热片;6-传热片。具体实施方式本公开提供了一种分层式电动汽车电池包,包括:产热域、散热域以及隔板,其中,产热域为电池部分;散热域为散热片部分,散热域包覆有前后开口的壳体;隔板位于电池部分与散热片部分之间,将分层式电动汽车电池包分隔为产热域和散热域。本公开的分层式电动汽车电池包对电池包进行了分层结构设计,将电池部分与散热功能件分区隔离,可省去很多出于安全防护考虑的绝缘、密封部件,同时,冷媒不会对电池造成机械损伤、化学腐蚀、电化学腐蚀等物理、化学侵害,对电池的防护性提高,及提高了整体的安全性,又可延长电池包的使用寿命。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本公开进一步详细说明。本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述,其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上,本公开的各种实施例可以许多不同形式实现,而不应被解释为限于此数所阐述的实施例;相对地,提供这些实施例使得本公开满足适用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分层式电动汽车电池包,其特征在于,包括:产热域(1),其为电池部分;散热域(2),其为散热片部分;以及隔板(3),其位于所述电池部分与散热片部分之间,将所述分层式电动汽车电池包分隔为产热域(1)和散热域(2);其中,所述产热域(1)和所述散热域(2)之间连接有传热件,其穿过隔板上的孔隙,建立起产热域(1)和散热域(2)之间的热传递联系。

【技术特征摘要】
1.一种分层式电动汽车电池包,其特征在于,包括:产热域(1),其为电池部分;散热域(2),其为散热片部分;以及隔板(3),其位于所述电池部分与散热片部分之间,将所述分层式电动汽车电池包分隔为产热域(1)和散热域(2);其中,所述产热域(1)和所述散热域(2)之间连接有传热件,其穿过隔板上的孔隙,建立起产热域(1)和散热域(2)之间的热传递联系。2.根据权利要求1所述的分层式电动汽车电池包,其特征在于,所述散热域(2)包覆具有前后开口的壳体,作为冷媒的进出通道。3.根据权利要求2所述的分层式电动汽车电池包,其特征在于,当冷媒为空气时,流通通道进、出口设置风扇和均流孔板或均流导叶。4.根据权利要求2所述的分层式电动汽车电池包,其特征在于,当冷媒为蒸馏水、去离子水、酒精或制冷剂时,流通通道进、出口设置驱动液泵和均流孔板或均流导叶。5.根据权利要求1所述的分层式电动汽车电池包,其特征在于,所述分层式电动汽车电池包由若干个单体电池排列形成,所述单体电池包括:电池(4),其作为热源,在工作时会有一部...

【专利技术属性】
技术研发人员:栾义军莫小宝胡学功唐瑾晨
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

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