喷淋式制热制冷一体化安全电池包制造技术

本申请公开了一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包，包括电池箱和收容于电池箱内的电池；还包括：装于电池箱内的喷淋液，固定在电池箱内的喷淋器，首、尾两端分别与喷淋液和喷淋器相连通的喷淋液循环管，连接在喷淋液循环管上的液泵，与喷淋液循环管相连的换热系统。本发明专利技术一方面使电池包一直处于适宜的使用环境，及时带走电池包运行过程产生的大量热量。另一方面使电池包内各电池单体之间保持温度均一、避免由于温差过大导致的电池压差，不仅可以有效改善电池的电化学性能和使用寿命，而且可以避免局部过热导致的热失控隐患。

Spray type heating and refrigerating integrated safety battery bag

The invention discloses a spray type refrigerating integrated safety battery pack includes a battery box into a battery box and battery; also includes: the spray liquid is installed in the battery box, the battery box is fixed on the sprinkler, head and tail ends are respectively connected with the liquid spray and sprayed liquid circulating through the tube the liquid pump is connected, in the spray liquid circulating pipe, and the heat exchange system with spray liquid circulation pipe. On the one hand, the battery pack is always in a suitable use environment, and the large amount of heat generated by the operation of the battery pack is taken away in time. On the other hand, maintain a uniform temperature to avoid the excessive temperature difference in the pressure difference between the battery pack in each cell, the electrochemical performance can not only improve the battery life, but also can avoid the risks of local overheating caused by thermal runaway.

【技术实现步骤摘要】
喷淋式制热制冷一体化安全电池包
本申请涉及一种电池
，尤其是一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包。
技术介绍
为缓解日趋严重的城市环境(尤其是大气)污染和不可再生能源的枯竭，全球气温上升的危害加剧等问题的不断加深，电动汽车已经成为汽车行业的热门话题。各国政府和国内外汽车企业都普遍认识到电动汽车产业发展的重要性和紧迫性。发展电动汽车从根本上解决汽车产业涉及上述问题最佳解决途径。动力电池是电动汽车的力量之源，在行驶过程中，电池的工作状况和使用寿命不仅与电池本身的结构和原理有关系，而且与其工作环境有密切联系。恶劣的外界环境和错误的使用方法都会给电池本身产生极大的危害，严重时导致电池无法正常工作，此时需要为电池设计热管理系统，以实现对电池组热的状况的监控、管理、保护和报警等功能，实现电池的自动维护，从而提供电池组的使用效率和使用寿命。目前，液冷是车用电池的冷却的主要方式之一，通过首尾相接的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流设备组成的冷却系统来降温。传统的，液冷方式主要分为两种：一是电池单体或模块沉浸于液体中，二是在电池模块间设置冷却通道或在电池底部采用冷却板。为确保电池组的冷却效果，通常第一种方式需要将电池包完全浸没于制冷剂中，确保每一节电池与制冷剂充分接触，增加热交换面积，以提高温度均一性，这样的方式不仅要保证液体绝缘，而且对液冷系统的气密性要求较高，此外对电池箱的机械强度、耐振动性以及寿命有特殊要求。第二种方式若是单纯靠底部冷却板进行冷却，冷却效果不佳，且在功率不合适的情况下甚至会进一步增加温差；或者在电池单体或者模块间安装冷板，此种方式对于结构较为紧凑的电池包来讲，设计难度较大，同时，蛇形冷板较大程度上增加了液冷系统的压力损失。所以，此处，提出一种喷淋式的制热制冷一体化的安全电池包，用于解决传统液冷方式的缺陷，有望发展为新一代电池组热管理技术。
技术实现思路
本申请目的是：为了以解决现有电池包中电池组温度过高、电池组内部温度均一性较差而对电池性能产生影响甚至造成安全事故的问题，提出一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包。一方面使电池包一直处于适宜的使用环境，及时带走电池包运行过程产生的大量热量。另一方面使电池包内各电池单体之间保持温度均一、避免由于温差过大导致的电池压差，不仅可以有效改善电池的电化学性能和使用寿命，而且可以避免局部过热导致的热失控隐患。同时还能在电池温度过低时对电池进行加热升温，保证电池正常使用。本申请的技术方案是：一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包，包括：电池箱，以及收容于所述电池箱内的电池；还包括：喷淋液，其装于所述电池箱内；喷淋器，其固定在所述电池箱内，且位于所述电池组的上方；喷淋液循环管，其布置在所述电池箱外部，且其首、尾两端分别与所述电池箱内的喷淋液和所述喷淋器相连通；液泵，其连接在所述喷淋液循环管上，以将所述电池箱内的喷淋液沿该喷淋液循环管泵取至所述喷淋器；以及换热系统，其与所述喷淋液循环管相连，以对该喷淋液循环管内的喷淋液进行冷却/加热。本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：所述换热系统包括压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器，所述压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器通过冷媒流通管依次首尾连接而形成闭合回路，所述第二换热器连接在所述喷淋液循环管上。所述喷淋器的喷淋口朝下布置。所述喷淋液循环管的进液口设置在所述电池箱的底部。所述电池箱由顶部敞口的箱体和布置在该箱体顶部敞口处的箱盖构成。所述喷淋器安装在所述箱盖的内侧。所述电池为锂电池组结构，其包括若干串并联组合在一起的电池单体。所述电池箱内的喷淋液至少淹没一部分所述电池单体。所述喷淋液为非导电液体。所述喷淋液选自氢氟烃、氢氟醚、全氟化碳中的至少一种。本申请通过淋洗的方式使每一节电池单体与喷淋液充分接触，进行热量交换，具有以下优点：1、电池箱内的喷淋液无需完全浸没电池，大大节约了喷淋液的用量，在降低成本的同时可以同样保证电池组的温度均一性。2、喷淋液用量减少，降低电池包重量，提高电池包的能量密度。3、设计简单，功能更易实现，对电池包内部模块的结构要求较低，对电池箱的机械强度、耐振动性以及寿命要求无需非常严苛，即使单体电池之间间隙小于5mm，也能实现热量交换。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例中喷淋式制热制冷一体化安全电池包的结构示意图；其中：1-电池单体，2-喷淋液，3-箱体，4-液滴，5-喷淋器，6-箱盖，7-液泵，8-节流装置，9-第一换热器，10-压缩机，11-第二换热器，12-喷淋液循环管，13-冷媒循环管。具体实施方式以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。图1示出了本申请这种喷淋式制热制冷一体化安全电池包的一个具体实施例，与传统电池包相同的是，其包括电池箱和收容在该电池箱内的电池，其中电池箱由上部敞口的箱体3以及封于该箱体敞口处的箱盖6构成，该电池箱完全满足IP67密封要求。电池箱内的电池采用大容量锂电池组结构，其包括众多串并联组合在一起的电池单体1(通常情况下，这些电池单体依靠电池夹具和串并联载流片组合连接在一起)。各个电池单体1之间均会存在一定的间隙，但该间隙一般不大于5mm。本实施例的关键改进在于，该电池包还包括换热系统、喷淋器5、喷淋液循环管12和液泵7，而且电池箱内装有喷淋液2。其中，喷淋器5，其固定在电池箱内且位于电池组的上方。为了便于该喷淋器5的装配，本实施例中该喷淋器5具体安装在箱盖6的内侧。喷淋液循环管12布置在电池箱外部，且喷淋液循环管12的首、尾两端分别与上述喷淋液2和喷淋器5相连通。液泵7连接在喷淋液循环管12上，以将电池箱内的喷淋液2沿喷淋液循环管12泵取至喷淋器5。换热系统与喷淋液循环管12相连，以对喷淋液循环管内的喷淋液2进行冷却/加热。当该电池包进行充电或者放电时，会产生大量的热量，电池箱内的电池和喷淋液温度均升高，液泵7工作而将电池箱内高温的喷淋液2抽取至喷淋液循环管12，再通过喷淋液循环管12送至喷淋器5。在喷淋液2流经喷淋液循环管12时，换热系统吸收喷淋液循环管12内高温喷淋液的热量，使喷淋液循环管12内喷淋液的温度降低，经吸热而降温的喷淋液2经喷淋液循环管12流入喷淋器5，喷淋器5将低温的喷淋液2喷向电池箱内的电池，从而使电池的温度降低。喷淋液2吸收电池热量后温度再次升高，又被液泵7抽出，如此循环，达到降低电池温度的目的。而若在严寒季节，电池温度过低会导致其无法正常使用，此时就需要对电池进行适当的加热，而本系统同样能满足这一要求。液泵7抽取电池箱内低温的喷淋液2至喷淋液循环管12，再通过喷淋液循环管12送至喷淋器5。在喷淋液2流经喷淋液循环管12时，换热系统对喷淋液循环管12内低温喷淋液进行加热(喷淋液循环管内低温喷淋液吸收换热系数带来的热量)，使喷淋液循环管12内喷淋液的温度升高，经加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包，包括：电池箱，以及收容于所述电池箱内的电池；其特征在于，还包括：喷淋液(2)，其装于所述电池箱内；喷淋器(5)，其固定在所述电池箱内，且位于所述电池组的上方；喷淋液循环管(12)，其布置在所述电池箱外部，且其首、尾两端分别与所述电池箱内的喷淋液(2)和喷淋器(5)相连通；液泵(7)，其连接在所述喷淋液循环管(12)上，以将所述电池箱内的喷淋液(2)沿该喷淋液循环管泵取至所述喷淋器(5)；以及换热系统，其与所述喷淋液循环管(12)相连，以对该喷淋液循环管内的喷淋液(2)进行冷却/加热。

【技术特征摘要】
1.一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包，包括：电池箱，以及收容于所述电池箱内的电池；其特征在于，还包括：喷淋液(2)，其装于所述电池箱内；喷淋器(5)，其固定在所述电池箱内，且位于所述电池组的上方；喷淋液循环管(12)，其布置在所述电池箱外部，且其首、尾两端分别与所述电池箱内的喷淋液(2)和喷淋器(5)相连通；液泵(7)，其连接在所述喷淋液循环管(12)上，以将所述电池箱内的喷淋液(2)沿该喷淋液循环管泵取至所述喷淋器(5)；以及换热系统，其与所述喷淋液循环管(12)相连，以对该喷淋液循环管内的喷淋液(2)进行冷却/加热。2.根据权利要求1所述的喷淋式制热制冷一体化安全电池包，其特征在于，所述换热系统包括压缩机(10)、第一换热器(9)、节流装置(8)和第二换热器(11)，所述压缩机(10)、第一换热器(9)、节流装置(8)和第二换热器(11)通过冷媒流通管(13)依次首尾连接而形成闭合回路，所述第二换热器(11)连接在所述喷淋液循环管(12)上。3.根据权利要求1所述的喷淋式制热制冷一体化安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏辉，顾江娜，龚晓冬，许祎凡，
申请(专利权)人：苏州安靠电源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32