一种电池单体、由该电池单体形成的电池包及应用该电池包的汽车制造技术

本发明专利技术涉及一种电池单体、由该电池单体形成的电池包及应用该电池包的汽车，所述电池单体包括：电池芯、电池包装；所述电池芯两端分别为电池正极和电池负极，所述电池包装包围并密封所述电池芯且露出电池正极和电池负极，所述电池包装包括由内至外设置的冷板结构和电池外包装，所述冷板结构内循环流通有换热介质。通过使电池单体的电池芯与热交换器直接进行热交换，克服了低导热系数的包装材料对电池散热的影响，提高了对电池单体的冷却效率或加热效率，并进而提高了汽车的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电池单体、由该电池单体形成的电池包及应用该电池包的汽车
本专利技术涉及新能源汽车领域，具体来说，涉及一种电池单体、由该电池单体形成的电池包及应用该电池包的汽车。
技术介绍
随着目前环境问题的日益突出，新能源汽车的兴起已是社会发展的必然趋势，其不仅能够减少人们对化石燃料的依赖，而且能够降低汽车尾气的排放，有效改善环境质量。车用动力电池技术是新能源汽车中的关键技术之一，车用动力电池的性能直接影响了新能源汽车的性能。在新能源汽车的发展过程中，续航能力成了制约新能源汽车发展的最重要的因素之一，随着对新能源汽车续航能力要求的提高，其搭载的动力电池容量也逐步增大，动力电池包在使用过程中发热量明显攀升。动力电池的性能在很大程度上受到温度的影响，温度过低会降低化学反应速率、降低电池的SOC值，导致冬季新能源汽车续航显著降低，甚至“趴窝”，严重影响新能源汽车的性能，温度过高则有使电池产生不可逆的分解，影响电池的寿命，甚至发生起火、爆炸等安全问题。为保证车用动力电池的工作始终处于有效的温度区间内，就必须拥有科学和高效的热管理系统来提高电池的使用性能，这就需要采取适当的冷却或加热措施来保证动力电池包使用的高效安全和长寿命周期。新能源汽车的动力电池包通常由若干电池单体通过串联或并联形成，目前最常用的是锂电池，电池单体包括电池壳体、电池芯盖及内部的电池芯，将电池芯置入电池壳体中，再将电池芯盖与电池壳体以焊接等方式密合形成电池单体；电池芯通常包括电池正极、负极、电解液及隔膜。电池在充放电的过程中，电池芯的正负极及电解液发生放热反应，该热量通过热传导传至电池外表面，进而被带走。然而，无论电池壳体采用钢制还是铝塑，在电池表面均会有一层包装材料，其导热系数低，所以导致电池芯内部的热量不易传出，当大电流充放电时，电池内部产生大量的热量，如果热量不能及时散出，电池内部热量累积，温度升高，化学反应速率进一步加快，产生更多的热量，最后导致电池包热失控，严重时甚至发生起火、爆炸。同样的，当冬季气温较低需要对动力电池进行加热时，由于电池表面设置的低导热系数的包装材料，也会导致热量无法迅速地传递至电池内部，严重影响动力电池的使用性能。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提出一种电池单体、由该电池单体形成的电池包及应用该电池包的汽车，能够使电池单体的电池芯与热交换器直接进行热交换，克服了低导热系数的包装材料对电池散热的影响，提高了对电池单体的冷却效率或加热效率，并进而提高了汽车的性能。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案是：提供了一种电池单体，所述电池单体包括：电池芯、电池包装；所述电池芯两端分别为电池正极和电池负极，所述电池包装包围并密封所述电池芯且露出电池正极和电池负极，所述电池包装包括由内至外设置的冷板结构和电池外包装，所述冷板结构内循环流通有换热介质。优选地，所述换热介质能够对所述电池单体进行冷却或加热。优选地，所述冷板结构为微流道冷板结构，其内形成有遍布冷板结构的微流道，该微流道内流通有换热介质，所述微流道为迷宫型流道或蛇形交错流道。优选地，所述冷板结构具有设置于其端部的进液接口和出液接口，所述进液接口和所述出液接口均采用无滴漏快速接头。优选地，所述换热介质是液态的或者气态的。优选地，所述换热介质与汽车的热源热交换。优选地，还包括电池管理系统和温度传感器，所述温度传感器设置于所述电池单体中，用于实时监测电池单体的温度，并输送给所述电池管理系统，所述电池管理系统根据预设的电池单体管理的温度阈值，判断是否启动所述汽车热源。优选地，所述电池管理系统根据预设的电池单体管理参数及监测获得的电池单体的温度值，自动调节所述汽车热源的制冷能力或制热能力。还提供了一种动力电池包，其由若干上述电池单体并联或串联组成。还提供了一种汽车，其包括上述动力电池包。本专利技术所述的电池单体、由该电池单体形成的电池包及应用该电池包的汽车，通过使电池单体的电池芯与热交换器直接进行热交换，能够迅速地冷却或者加热电池单体，克服了低导热系数的包装材料对电池散热的影响，提高了对电池单体的冷却效率或加热效率，使得电池单体能够快速进入最佳工作温度区间，并进而提高了汽车的性能。附图说明图1显示了本专利技术实施例电池单体的正视剖面示意图；图2显示了本专利技术实施例电池单体的俯视剖面示意图。附图标记的说明：1-电池芯、2-电池包装、21-冷板结构、22-电池外包装、3-电池正极、4-电池负极、5-进液接口、6-出液接口。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。以圆柱形的单体电池为例，如图1所示，其是本专利技术电池单体的正视图，同时对电池包装进行了剖示，结合图2所示的电池单体的俯视剖面图。一种电池单体，所述电池单体包括：电池芯1、电池包装2；电池芯1为圆柱形的，在其圆柱的两端分别为电池正极3和电池负极4，电池包装2包围并密封电池芯1的圆柱形外表面，电池正极3和电池负极4露出电池包装2，电池包装2包括由内至外设置的冷板结构21和电池外包装22，冷板结构21内循环流通有换热介质。冷板结构21的厚度较小，可直接由电池外包装22卷入电池内部，由此形成电池外包装层、冷板结构层和电池芯的多层结构，冷板结构21与电池芯1、电池外包装22之间均紧贴，由此，冷板结构21可以与电池芯1之间更好地进行热交换。冷板结构21为微流道冷板结构，在其内形成有遍布冷板结构21的微流道，该微流道内流通有换热介质。由于该冷板结构21是薄板结构，其内流动的换热介质能够容易地与电池芯1之间产生热交换，使得电池芯1能够被迅速地冷却或加热。优选的，该冷板结构21内的流道为迷宫型流道或蛇形交错流道，该设置能够使得换热介质的流路尽可能地长，增大冷板结构21与电池芯1的换热面积，从而提高换热效率。优选地，该冷板结构采用铜制、铝制或钢制的材料形成，以提高换热效率。冷板结构21具有设置于其端部的进液接口5和出液接口6，进液接口5和出液接口6均位于电池芯1的电池正极3的一端。换热介质自进液接口5进入冷板结构21内的微流道，自出液接口6流出，利用外部的换热介质实现对电池芯1的冷却或加热。优选地，进液接口5和出液接口6均采用无滴漏快速接头，由此，电池单体之间或其他部件间的管路连接方便，易于连接，且永不漏液。冷板结构21优选地包围电池芯1，由此能够与电池芯1之间实现全面的热交换，并可以使电池芯1被均匀地冷却或加热。在某些替代的实施例中，冷板结构21也可以配置在电池芯1的部分圆柱形外表面，以可能地便于技术人员在电池单体中布置温度传感器等。冷板结构21中的换热介质与汽车的热源热交换，该热源可以制冷，也可以制热。流经冷板结构21的换热介质具有良好的导热性能、高阻燃性能和高绝缘性能，由此换热介质能够与其他部件迅速地进行热交换。优选的，换热介质可以是液态的或者气态的。该电池单体还包括电池管理系统和温度传感器(图中未示出)，温度传感器设置于电池芯1内或电池包装2内，用于实时监测电池芯1的温度，并输送给电池管理系统，电池管理系统根据预设的电池单体管理的温度阈值，判断是否启动汽车热源开始制冷或加热工作，从而对电池芯1冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池单体，其特征在于，所述电池单体包括：电池芯、电池包装；所述电池芯两端分别为电池正极和电池负极，所述电池包装包围并密封所述电池芯且露出电池正极和电池负极，所述电池包装包括由内至外设置的冷板结构和电池外包装，所述冷板结构内循环流通有换热介质。

【技术特征摘要】
1.一种电池单体，其特征在于，所述电池单体包括：电池芯、电池包装；所述电池芯两端分别为电池正极和电池负极，所述电池包装包围并密封所述电池芯且露出电池正极和电池负极，所述电池包装包括由内至外设置的冷板结构和电池外包装，所述冷板结构内循环流通有换热介质。2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述换热介质能够对所述电池单体进行冷却或加热。3.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，所述冷板结构为微流道冷板结构，其内形成有遍布冷板结构的微流道，该微流道内流通有换热介质，所述微流道为迷宫型流道或蛇形交错流道。4.根据权利要求1-3之任一所述的电池单体，其特征在于，所述冷板结构具有设置于其端部的进液接口和出液接口，所述进液接口和所述出液接口均采用无滴漏快速接头。5.根据权利要求1-4之任...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彬，
申请(专利权)人：杨彬，
类型：发明
国别省市：北京,11