一种电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池系统，包括系统壳体(1)和位于系统壳体(1)内的至少两个电池单元(2)，所述电池单元(2)包括单元壳体(21)、电池支架(22)和电芯(23)，单元壳体(21)内部存在空隙，所述空隙填充有导热油。同时，电池系统还包括保护板(3)和温控装置，分别用于电芯(23)工作状态的调控和电池系统中温度的调节。本发明专利技术通过电池单元中电芯的独特的排布方式、油浸式设计、保护板对各电芯的性能监控、系统壳体的复合式构造、以及温控系统的配合使用，可满足电池系统在不同温度环境下的使用需求，且可进一步提高电池系统的安全性能。

A battery system

The invention discloses a battery system, including system shell (1) and is located in the housing (1) at least two battery cells (2), the battery unit (2) includes a housing unit (21), (22) battery bracket and an electric core unit (23), shell (21) the internal gap, the gap is filled with heat conducting oil. At the same time, the battery system also comprises a protective plate (3) and a temperature control device, which are respectively used for the regulation of the working state of the electric core (23) and the regulation of the temperature in the battery system. The present invention through cell electric core arrangement, unique design, protection of oil immersed in the electric core performance monitoring system, shell composite structure, and a temperature control system with the use, can meet the use requirements in different temperature environment of battery system, and can further improve the safety performance of the battery system.

【技术实现步骤摘要】
一种电池系统
本专利技术涉及新能源电池领域，特别涉及一种新型电池系统。
技术介绍
出于能源和环境的考虑，电动汽车在各国政府和汽车制造商的共同推动下取得了快速的发展。电动汽车作为节能型汽车，无疑是汽车行业的重要变革，因其能真正的实现减排而成为汽车的重要发展方向。然而，这些车辆的性能和品质在很大程度上依赖其所配制的电池系统的性能。在电动汽车中，动力电池均是采用电池系统形式使用的，电池系统由多个电池单元构成，而电池单元包括多个串连和并联连接的电芯。电芯作为储能单元，在充放电时会产生电化学反应热，从而造成电池单元中温度变化；同时外界环境温度也可直接影响电池单元中的温度。电池单元中温度过高或过低均会影响电池单元的整体寿命和稳定性。高温可以加速电芯中电解液、电极和隔板的老化速率，高温部分的老化速率会明显快于低温部分，若电芯之间持续存在此物性差异，将破坏电池单元的一致性，造成电芯之间的性能不匹配，最终使电池单元失效。在温度低于0℃下，锂离子电池由于会发生锂离子还原反应引发电芯内短路而不允许充电。由此可知，电池单元(或电池系统)中电芯的结构布局以及热交换功能的实现是影响电动汽车发展的关键因素。目前，电池系统的热交换方式均为间接换热方式，如中国专利CN103247835B通过在电池模块中设置相变材料层储存电池模块放出的热量；中国专利CN204011513U通过使电池之间形成间隙以及在电池包外壳上设散热孔进行散热；中国专利CN105702894A采用带有孔隙的电池支架，并在壳体顶部设置防水通风的凹部结构完成散热功能。中国专利CN105932368A在电池包中设置均温组件，通过均温组件中冷却介质的流动速度以控制电池芯内的温度。在加热方面，常用的加热方法是通过加热电池组内的空气，使电池的温度上升，如CN105742745A公开了一种电池包液体冷却/加热系统试验装置，当电池包工作在低于0℃的低温情况下，通过电池包外的电加热棒加热液体，将液体通过管路通入电池包内进而对电池包进行加热。由上述可知，现今对电池系统的温度控制集中在非接触换热方面，换热效果不理想且能耗高。因此，亟需一种温度可调的电池系统以满足不同温度环境下的使用需求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，结果发现：对电池单元中电芯进行合理布局，在电池单元中注满导热油，配合设置在电池单元中的加热装置和系统壳体上的冷却装置，即可满足电池系统在不同温度环境下的使用需求，且进一步提高了电池系统的安全性，从而完成了本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下方面：1.一种电池系统，包括系统壳体1和至少两个电池单元2，所述系统壳体1封闭安装于电池系统外，所述电池单元2串连连接；所述电池单元2包括单元壳体21、电池支架22和多个电芯23，所述单元壳体21封闭安装于电池单元2外，电池支架22位于单元壳体21内部以固定电芯23，单元壳体21内部存在空隙，所述空隙填充有导热介质。2.根据上述1所述的电池系统，其中，所述系统壳体1由内向外依次包括系统内壳11和恒温层12，所述系统内壳11用于支撑系统壳体1，所述恒温层12用于电池系统的保温；优选地，所述恒温层12为三层夹心结构，包括内防护层、外防护层以及两防护层之间的保温层，所述内防护层和外防护层对保温层进行固定。3.根据上述1所述的电池系统，其中，单元壳体21包括顶部开口的壳身211和位于开口处以封闭壳身211的壳盖212，壳身211由内向外依次包括壳内层213和壳外层214，壳内层213密封电池单元2，其由高分子材料制成，所述高分子材料优选为聚丙烯或酚醛树脂，所述壳外层214粘附在壳内层213外，用于支撑壳内层213。4.根据上述1所述的电池系统，其中，所述电池单元2内导热介质与电池支架22和电芯23直接接触，所述导热介质为导热油，优选为变压器油或经改性的变压器油。5.根据上述1至4之一所述的电池系统，其中，电池支架22包括平行安装的右支架板221和左支架板222，右支架板221和左支架板222上对应设置多个可供电芯23插入的通孔223，所述通孔223排布成至少两行或两列，优选地，相邻两行或两列的通孔223交错排布；和/或电芯23在电池支架22上排布成两行或两列以上，优选相邻两行或两列电芯23交错排布。6.根据上述5所述的电池系统，其中，同列的电芯23通过连接在正极上的焊条231并联，相邻两列的电芯23通过连接在焊条231上的保险丝232串连；优选地，电芯23正极与焊条231通过电阻点焊或激光焊焊接，电芯23负极与保险丝232通过超声波焊焊接；和/或所述保险丝232为弹性构件，其整体或部分呈螺旋状弯曲，优选其与负极相连一端呈螺旋状弯曲。7.根据上述1至4之一所述的电池系统，其中，所述电池系统还包括安装在电池支架22顶部的保护板3，所述保护板3包括电池管理单元，用于调控各电池单元2内电芯23的工作状态。8.根据上述1至4之一所述的电池系统，其中，所述电池系统还包括温控系统，所述温控系统包括加热装置4、冷却装置5、温度感应装置6和调控装置，温度感应装置6将监测到的温度传给调控装置，调控装置根据接收的温度确定加热装置4或冷却装置5的启动和关闭。9.根据上述8所述的电池系统，其中，所述加热装置4为设置在电池单元2内部的一个或多个加热板，优选加热板横向插入在电池支架22内，更优选加热板为两个，其中一个加热板横向插入在电池支架22的底部，另一个加热板横向插入在电池支架22的中部，横向插入的加热板与成行排列的电芯23平行；和/或所述冷却装置5包括设置在系统壳体1上的半导体制冷器，优选地，在冷却装置5顶部的恒温层12上设置通孔，半导体制冷器安装在所述通孔中，半导体制冷器的一端与系统内壳11的外表面相连，以吸收系统壳体1内部的热量，另一端与外部空气接触以散热；和/或所述温度感应装置6包括分别设置在电池单元2内部以及电池单元2与系统壳体1之间腔体中的多个温度感应元件，其分别测定电池单元2内部和电池单元2与系统壳体1之间腔体中的温度。10.根据上述9所述的电池系统，其中，所述加热板包括加热层42，所述加热层42产生并向外部传递热量，其包括至少一个加热单元421，在加热单元421为多个时，各加热单元421之间存在空隙并通过串连连接；优选地，所述加热单元421为弯曲排布的电阻丝；和/或加热板横向插入在电池支架22内部时，加热单元421对应位置处对应于左右两相邻电芯23之间的空隙，左右两相邻加热单元421之间的空隙对应位置处对应于电芯23所在位置。根据本专利技术提供的一种电池系统，具有以下有益效果：(1)本专利技术中系统壳体采用复合结构，极大提高了电池单元的密封性、保温性和抗冲击性能；(2)本专利技术中采用导热油作为填充在电池单元内部的导热介质，其与电芯直接接触，且具有高闪点、高流动性、大比热和电绝缘等性能，可快速与电芯发生热交换，便于电池单元内温度的调控；(3)导热介质为流体形式，依靠其流动性能，可缓冲外界冲击对电池系统造成的振动；(4)本专利技术中电芯以“插空”的方式进行排布，此排布方式增大了电芯间的空隙，便于导热油在电芯间隙中流动，有利于电芯与导热油换热效率的提高；(5)本专利技术中与电芯负极相连的保险丝的一端呈螺旋状弯曲，此结构具有较好的延展性，相较于目前普遍采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池系统，其特征在于，包括系统壳体(1)和至少两个电池单元(2)，所述系统壳体(1)封闭安装于电池系统外，所述电池单元(2)串连连接；所述电池单元(2)包括单元壳体(21)、电池支架(22)和多个电芯(23)，所述单元壳体(21)封闭安装于电池单元(2)外，电池支架(22)位于单元壳体(21)内部以固定电芯(23)，单元壳体(21)内具有空隙，所述空隙填充有导热介质。

【技术特征摘要】
1.一种电池系统，其特征在于，包括系统壳体(1)和至少两个电池单元(2)，所述系统壳体(1)封闭安装于电池系统外，所述电池单元(2)串连连接；所述电池单元(2)包括单元壳体(21)、电池支架(22)和多个电芯(23)，所述单元壳体(21)封闭安装于电池单元(2)外，电池支架(22)位于单元壳体(21)内部以固定电芯(23)，单元壳体(21)内具有空隙，所述空隙填充有导热介质。2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述系统壳体(1)由内向外依次包括系统内壳(11)和恒温层(12)，所述系统内壳(11)用于支撑系统壳体(1)，所述恒温层(12)用于电池系统的保温；优选地，所述恒温层(12)为三层夹心结构，包括内防护层、外防护层以及两者之间的保温层，所述内防护层和外防护层对保温层进行固定。3.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，单元壳体(21)包括顶部开口的壳身(211)和位于开口处以封闭壳身(211)的壳盖(212)，壳身(211)由内向外依次包括壳内层(213)、粘结层和壳外层(214)，壳内层(213)密封电池单元(2)，其由高分子材料制成，所述高分子材料优选为聚丙烯或酚醛树脂，所述壳外层(214)粘附在壳内层(213)外，用于支撑壳内层(213)。4.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池单元(2)内导热介质与电池支架(22)和电芯(23)直接接触，所述导热介质为导热油，优选为变压器油或经改性的变压器油。5.根据权利要求1至4之一所述的电池系统，其特征在于，电池支架(22)包括平行安装的右支架板(221)和左支架板(222)，右支架板(221)和左支架板(222)上对应设置多个可供电芯(23)插入的通孔(223)，所述通孔(223)排布成至少两行或两列，优选地，相邻两行或两列的通孔(223)交错排布；和/或电芯(23)在电池支架(22)上排布成两行或两列以上，优选相邻两行或两列电芯(23)交错排布。6.根据权利要求5所述的电池系统，其特征在于，同列的电芯(23)通过连接在正极上的焊条(231)并联，相邻两列的电芯(23)通过连接在焊条(231)上的保险丝(232)串连；优选地，电芯(23)正极与焊条(231)通过电阻点焊或...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清鹏，
申请(专利权)人：买易网络科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11