一种电池包的散热和加热装置以及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电池包的散热和加热装置以及其控制方法，包括多个单体电池、冷媒、散热器、分层密封板、槽型管道、密封盖板以及相变材料；所述分层密封板将所述装置内部纵向分隔为多层空间，冷媒分布在接近电池正、负极柱的层空间内，中层空间填充有相变材料；电池温度升高时，汽化冷媒沿着箱体的上盖板上的热管将热量传导至外侧的翅片散热器进行风冷降温；在单体电池之间设置呈回字形分布的槽型管道，槽型管道在对角线处连接，形成多条通路，液体填充在槽型管道内进行液体循环降温或加热；还设置温度检测器和控制器，根据电池包箱体内的实际温度启动多级散热或加热系统，实现多种方式结合、均匀、高效的散热和加热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电池包的散热和加热装置以及控制方法
本专利技术涉及电池包
，具体而言涉及一种电池包的散热和加热装置以及其控制方法。
技术介绍
由于现代社会的环境污染日益严重，汽车尾气是影响空气质量的一个较大因素，人们的环保意识不断增强。电池作为替代化石能源的清洁能源，在电动车辆上的应用效果逐渐被社会公众所认可，使得电动汽车也越来越普及。电动汽车的电池板上分布有多个电池包，电池包通常由多个电池组串联，为电动汽车提供动力供给，同时还不断储存能源。然而，电池包为封闭结构，其工作电流大，产生的热量大。若缺乏有效散热，可能导致电池的温度过高，影响电池的充放电能力和寿命，严重的还会引起电池自燃。目前的电池包散热结构，通常采取单一散热方式，设置多个导热部件和通风通道，然后采用电扇进行风冷散热的方式，或者采用液冷或相变材料的散热结构。然而，电池包风冷散热的效果不均衡，内部的温差较大，难以维持电池的合适温度。另外，目前液冷散热的效率还有待提高。同时，我国南北方温度差异较大，特别是在冬天的北方地区，室外温度经常达到零下，电池的温度过低也会给电动汽车的启动造成很大困难。上述问题为电池包和电动汽车的推广带来阻碍，使人们不能放心使用电动汽车。因此，电池包的散热管理尤为重要，需要提供一种更高效率的电池包的散热和加热装置以及控制方法。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中的不足，提出了一种多种方式结合、换热效率高的电池包的散热和加热装置以及控制方法。该电池包的散热和加热装置以及控制方法主要是通过冷媒、相变材料、电磁加热件、液体冷却和加热的配合使用，实现电池包的二级温度调控，达到电动车电池散热均匀、效率高的效果。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电池包的散热和加热装置，其特征在于，所述装置包括多个单体电池、冷媒、散热器、分层密封板、槽型管道、密封盖板以及相变材料；其中，密封盖板包括上盖板和下盖板，分层密封板将所述装置的内部纵向分隔为多层空间，冷媒分布在接近电池正、负极柱的层空间内，所述分层密封板将所述电池的正、负极柱密封并与所述冷媒隔开，槽型管道分布于电池周围，液体填充在所述槽型管道内。可选地，所述分层密封板的数量为4个，分别为第一分层密封板、第二分层密封板、第三分层密封板、第四分层密封板，所述分层密封板将单体电池壳体所在的空间纵向分隔为3层，分别为上层空间、中层空间、下层空间，上层空间和下层空间分别为接近电池正、负极柱的层空间，在上层空间和下层空间内填充有冷媒，在中层空间内填充有相变材料，第一分层密封板和第四分层密封板将电池的正、负极柱密封并与所述冷媒隔开。可选地，在每个单体电池上设置有电磁加热件，所述电磁加热件为缠绕在电池壳体上的电磁加热线圈或包覆在电池壳体上的电磁加热膜。可选地，所述槽型管道呈回字形分布于所述单体电池之间，槽型管道之间在对角线处连接，形成通路；所述槽型管道的高度与所述单体电池的高度相近。可选地，所述上、下盖板具有将每个单体电池串联的电路接口，以及上盖板上均匀安装有连接热管的散热器。可选地，热管包括管壳、吸液芯和端盖，热管内部被抽成负压状态，充入适当的液体，吸液芯位于管壳内壁，其由毛细多孔材料构成，所述热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，所述冷凝器的一端密封，与散热器连接。可选地，还包括温度检测器，所述温度检测器包括第一温度检测器和/或第二温度检测器，第一温度检测器位于冷媒介质中，第二温度检测器位于中层空间的相变材料与槽型管道外壁之间一个或多个位置。可选地，所述散热器为圆形翅片散热器。可选地，所述热管包括长热管和短热管，所述短热管伸到上层空间，供上层空间内的冷媒蒸发散热，所述长热管伸到下层空间，供下层空间内的冷媒蒸发散热。可选地，还包括控制器，设置为二级散热，当设置在第二温度检测器测得的温度大于第二阈值时，所述控制器控制启动槽型管道的液冷循环系统；当在低温环境下，车辆启动需要预加热时，启动电磁加热件和/或液体循环系统加热；当在车辆行驶过程中，第二温度检测器测得的温度小于第四阈值时，启动槽型管道的液体加热循环系统。另外，本专利技术还提供一种控制上述电池包的散热和加热装置的方法，其特征在于，该方法包括执行散热过程和加热过程，所述执行散热过程时包括以下步骤：在电池大功率放电或充电时，电池壳体接近正、负极柱的位置将热量传给冷媒，冷媒在受热后的温度达到第一阈值时，开始蒸发散热，汽化冷媒沿着散热孔的热管一直到翅片散热器进行降温；降温后的汽化冷媒再次凝结形成液体又通过热管回流到电池密封层内；当设置在第二温度检测器，其测得的温度大于第二阈值时，所述控制器控制启动槽型管道的液冷循环系统；所述执行加热过程时包括以下步骤：当车辆电源被开启时，若第二温度器检测的温度小于第三阈值且大于第四阈值时，启动电磁加热件加热；若第二温度器检测温度小于第四阈值时，同时启动电磁加热件加热和液体循环系统；若所述第二温度检测器检测温度大于第五阈值时，关闭电磁加热件和/或液体循环系统；当车辆行驶过程中，若第二温度检测器测得的温度小于第四阈值时，启动槽型管道的液体加热循环系统；若所述第二温度检测器检测温度大于第五阈值时，关闭液体循环系统。其中，第四阈值小于第三阈值，第三阈值小于第五阈值。本专利技术提供的电池包的散热和加热装置，通过设置多个密封分层板将电池壳体所在的空间分隔成三层空间，在上、下层空间对电池的主要发热部位即接近正、负极柱的位置填充冷媒进行高效散热，中层空间填充相变材料既有效导热，又在低温时具有保温作用，充分利用电池的自身结构，实现空间的合理配置。另外，在单体电池之间设置呈回字形分布的槽型管道，槽型管道之间在对角线处连接，形成通路，使冷却液体可以充分地在管道内流动，换热效率高，还简化了液体入口与出口的结构。同时，本专利技术的电池包的散热和管理装置和方法既能够同时启动冷媒、散热器、液体冷却循环的散热管理系统，或同时启动电池加热件和液体循环加热的加热管理系统，配合使用实现电池板的高效温度调控；还可以通过控制器根据温度传感器检测到的实际温度，再控制启动相应的散热或加热系统，能够实现灵活控制电池包的智能温度调控，从而保证了整个电池包的安全性和耐用性。附图说明通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：图1示意性地示出了一实施例中电池包的散热和加热装置的结构示意图。图2示意性地示出了图1装置省略上盖板部分的俯视示意图。图3示意性地示出了图2中槽型管道的立体示意图。图4示意性地示出了图2在B处的剖面示意图。图5示意性地示出了一实施例中分层密封板的示意图。图6示意性地示出了一实施例中电磁加热线圈的示意图。图7示意性地示出了一实施例中上盖板的结构示意图。图8示意性地示出了一实施例中热管和散热器的示意图。具体实施方式下面将参考若干示例性实施方式来描述本专利技术的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本专利技术，而并非以任何方式限制本专利技术的范围。在一实施例中，如图1和2所示，本专利技术提供了一种电池包的散热和加热装置，该装置包括多个单体电池2、冷媒、分层密封板3、槽型管道4、散热器10、密封盖板以及相变材料；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池包的散热和加热装置，其特征在于，所述装置包括多个单体电池、冷媒、散热器、分层密封板、槽型管道、密封盖板以及相变材料；其中，所述密封盖板包括上盖板和下盖板，所述分层密封板将所述装置的内部纵向分隔为多层空间，冷媒分布在接近电池正、负极柱的层空间内，所述分层密封板将所述电池的正、负极柱密封并与所述冷媒隔开，槽型管道分布于电池周围，液体填充在所述槽型管道内。

【技术特征摘要】
1.一种电池包的散热和加热装置，其特征在于，所述装置包括多个单体电池、冷媒、散热器、分层密封板、槽型管道、密封盖板以及相变材料；其中，所述密封盖板包括上盖板和下盖板，所述分层密封板将所述装置的内部纵向分隔为多层空间，冷媒分布在接近电池正、负极柱的层空间内，所述分层密封板将所述电池的正、负极柱密封并与所述冷媒隔开，槽型管道分布于电池周围，液体填充在所述槽型管道内。2.如权利要求1所述的一种电池包的散热和加热装置，其特征在于，所述分层密封板的数量为4个，分别为第一分层密封板、第二分层密封板、第三分层密封板、第四分层密封板，所述分层密封板将单体电池壳体所在的空间纵向分隔为三层，分别为上层空间、中层空间、下层空间，所述上层空间和所述下层空间分别为接近电池正、负极柱的层空间，在所述上层空间和所述下层空间内填充有冷媒，在所述中层空间内填充有相变材料，所述第一分层密封板和所述第四分层密封板将所述电池的正、负极柱密封并与所述冷媒隔开。3.如权利要求2所述的一种电池包的散热和加热装置，其特征在于，在每个单体电池上设置有电磁加热件，所述电磁加热件为电磁加热线圈或电磁加热膜。4.如权利要求1所述的一种电池包的散热和加热装置，其特征在于，所述槽型管道呈回字形分布于所述单体电池之间，所述槽型管道之间在对角线处连接，形成通路；所述槽型管道的高度与所述单体电池的高度相近。5.如权利要求1所述的一种电池包的散热和加热装置，其特征在于，所述上盖板和下盖板具有将每个单体电池串联的电路接口，以及所述上盖板上均匀安装有连接热管的散热器。6.如权利要求5所述的一种电池包的散热和加热装置，其特征在于，所述热管包括长热管和短热管，所述短热管伸到所述上层空间，供所述上层空间内的冷媒蒸发散热，所述长热管伸到所述下层空间，供所述下层空间内的冷媒蒸发散热，所述热管的一端密封，与所述散热器连接。7.如权利要求1所述的一种电池包的散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传伟，陈尚瑞，许可俊，高怀斌，丁宇鹏，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61