一種動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，屬于電池管理系統(tǒng)組成部分。它主要由電池箱、熱管、液流板、液體箱、半導(dǎo)體加熱/制冷元件、液體循環(huán)泵、電池控制單元、溫度傳感器、散熱器、風(fēng)扇組成，除散熱器及風(fēng)扇安裝于電池箱外部，其余均位于電池箱內(nèi)，與電池模塊有機(jī)結(jié)合，在電池模塊間插入熱管，熱管與電池模塊及位于電池模塊上方的液流板緊密貼合，液流板內(nèi)帶有液體循環(huán)管道，其與液體循環(huán)泵連接，液體循環(huán)泵又與充有循環(huán)液的液體箱連接，半導(dǎo)體加熱/制冷元件與液體箱接觸，又與散熱器貼合；電池箱內(nèi)還安裝有與電池控制單元連接的溫度傳感器，由電池控制單元控制液體循環(huán)泵、半導(dǎo)體加熱/制冷元件及風(fēng)扇工作。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，可實(shí)現(xiàn)快速加熱和冷卻。
【專利說明】—種動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池的熱管理系統(tǒng)，屬于動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的組成部分。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，一次性能源不斷減少、原油價(jià)格不斷上漲，各國(guó)均加緊研制開發(fā)新能源交通工具，純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車已成為節(jié)約能源、減小污染物排放的未來重點(diǎn)發(fā)展的交通工具。而動(dòng)力電池是純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)的能量載體。為了滿足快速充電和續(xù)駛里程的要求，以及爬坡、加速等工況下的車輛性能，動(dòng)力電池必須具備高功率輸出和大容量。為了保證動(dòng)力電池的高容量、大功率，通常是將大量單體動(dòng)力電池通過并聯(lián)、串聯(lián)的方式組成電池模塊使用。動(dòng)力電池模塊在快速充電、放電過程中各個(gè)單體都會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，產(chǎn)生熱量會(huì)不斷累積、疊加，使得動(dòng)力電池溫度急劇升高，并且由于每個(gè)單體電池所處的位置不同，散熱條件有很大差異，造成單體電池間的嚴(yán)重溫度不均勻性。而大多數(shù)動(dòng)力電池對(duì)運(yùn)行溫度條件有著非?？量痰囊螅诟邷貤l件下，極有可能造成動(dòng)力電池的熱失控，出現(xiàn)冒煙、起火和爆炸等安全事故，對(duì)車輛及乘客造成傷害。并且，嚴(yán)重、長(zhǎng)期的溫度不均勻會(huì)極大降低動(dòng)力電池組的使用壽命。一些動(dòng)力電池在低溫條件下放電效率非常低，甚至低溫下難以啟動(dòng)運(yùn)行，嚴(yán)重影響了車輛的正常使用。
[0003]電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)可以對(duì)電池模塊的溫度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，可以極大地彌補(bǔ)動(dòng)力電池自身的缺陷，擴(kuò)大電池的適用溫度范圍，提高電池的使用壽命和安全性?，F(xiàn)有的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)多采用以下幾種方式:在電池箱內(nèi)安裝風(fēng)扇，以加強(qiáng)電池箱空氣對(duì)流的方式對(duì)電池組進(jìn)行降溫；或?qū)㈦姵叵渑c汽車空調(diào)管道連接，在車輛運(yùn)行時(shí)通過汽車空調(diào)對(duì)電池組進(jìn)行加熱或冷卻；也有在電池模塊之間布置液體管道，通過流動(dòng)的液體對(duì)電池組進(jìn)行加熱或冷卻；還有利用熱管極強(qiáng)的導(dǎo)熱能力，在電池模塊之間安插熱管將電池?zé)崃恐苯訉?dǎo)出到電池箱外。
[0004]以上的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)雖然能夠起到散熱效果，但設(shè)計(jì)存在著以下的弊端:風(fēng)扇散熱方式在電池溫度快速波動(dòng)時(shí)，很難在短時(shí)間內(nèi)將溫度調(diào)節(jié)平衡，并且由于電池箱內(nèi)各處風(fēng)阻不同，導(dǎo)致不同電池模塊散熱不均，溫度出現(xiàn)很大差異，也容易使灰塵進(jìn)入電池箱；采用汽車空調(diào)對(duì)電池降溫、加熱的方式對(duì)汽車空調(diào)有著較大的依賴，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)不能自身獨(dú)立運(yùn)行，在車輛空調(diào)發(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)造成電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)失控；采用液體循環(huán)對(duì)電池加熱或冷卻的方式，當(dāng)電池模塊間的循環(huán)管道在電池受到碰撞或擠壓時(shí)容易發(fā)生破裂，造成電池短路的危險(xiǎn)；而在電池模塊之間安插熱管的散熱方式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是仍然受到環(huán)境溫度的影響，如果外界環(huán)境溫度很高，熱管無法將電池溫度降低到環(huán)境溫度以下，電池自身仍存在高熱危險(xiǎn)。因此，現(xiàn)有的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)電池在低溫條件下快速加熱、在高溫條件下主動(dòng)冷卻，獨(dú)立運(yùn)行并且保持電池溫度均勻一致的調(diào)節(jié)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)出一種動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池模塊的快速加熱或冷卻，熱管理系統(tǒng)能夠獨(dú)立運(yùn)行，以保證電池的溫度均勻一致性，并且結(jié)構(gòu)合理、可靠性高，延長(zhǎng)電池壽命。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要由電池箱、熱管、液流板、液體箱、半導(dǎo)體加熱/制冷元件、液體循環(huán)泵、電池控制單元、溫度傳感器、散熱器、風(fēng)扇組成，散熱器與風(fēng)扇安裝于電池箱外部，散熱器主要由導(dǎo)熱面及散熱片兩部分組成，散熱器固定安裝于電池箱的外表面，風(fēng)扇相安裝對(duì)于散熱器帶有散熱片的一側(cè)；熱管、液流板、液體箱、半導(dǎo)體加熱/制冷元件、液體循環(huán)泵、電池控制單元及溫度傳感器固定于電池箱內(nèi)，與平行排列安裝于電池箱的電池模塊有機(jī)結(jié)合，在每相鄰的電池模塊之間的縫隙插入一根或一根以上的熱管，熱管為倒“L”形狀，由豎管及橫管組成，熱管的截面為矩形，熱管的豎管側(cè)表面與相鄰電池模塊的表面緊密貼合，在電池箱內(nèi)位于電池模塊上方固定有液流板，熱管的橫管搭接在液流板上，與液流板緊密貼合，液流板為內(nèi)部帶有液體循環(huán)管道的金屬板，液體循環(huán)管道帶有進(jìn)液口及出液口，液體循環(huán)管道的進(jìn)液口及出液口通過管路與液體循環(huán)泵的出口及進(jìn)口連接，液體循環(huán)泵又通過導(dǎo)液管與液體箱連接，液體箱為內(nèi)部充有循環(huán)液體的密閉金屬箱體，液體箱安裝在靠近電池箱的內(nèi)側(cè)壁位置，在液體箱靠近電池箱的外側(cè)表面安裝有半導(dǎo)體加熱/制冷元件，半導(dǎo)體加熱/制冷元件的一側(cè)面與液體箱緊密貼合，電池箱上與半導(dǎo)體加熱/制冷元件對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置開口，半導(dǎo)體加熱/制冷元件通過開口穿過電池箱與電池箱外側(cè)的散熱器的導(dǎo)熱面緊密貼合；在電池箱內(nèi)的相鄰電池模塊之間的空隙處還安裝有用于采集電池模塊間溫度的溫度傳感器，固定安裝于電池箱內(nèi)的電池控制單元通過連接線路接收溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，電池控制單元通過導(dǎo)線與液體循環(huán)泵、半導(dǎo)體加熱/制冷元件及風(fēng)扇連接，電池控制單元根據(jù)溫度數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過有線信號(hào)控制液體循環(huán)泵的開、關(guān)、控制半導(dǎo)體加熱/制冷元件的開、關(guān)和加熱或制冷工況以及控制風(fēng)扇的開、關(guān)。
[0007]上述的熱管為內(nèi)部具備毛細(xì)管的可逆熱管。
[0008]上述的散熱器為鋁合金翅片式散熱器，在散熱器的翅片式散熱片外側(cè)安裝風(fēng)扇。
[0009]為達(dá)到更好的熱管理效果，在電池箱的內(nèi)外表面涂有隔熱涂層，可有效隔絕環(huán)境溫度對(duì)電池溫度的影響。
[0010]在電池箱內(nèi)，電池模塊與所述電池箱之間還可以安裝有彈性隔熱材料制成的墊片，如:橡膠墊，以隔絕電池模塊與電池箱的熱傳遞。
[0011]在安裝熱管時(shí)，可在熱管表面涂抹導(dǎo)熱硅膠，使得熱管與電池模塊表面緊密貼合；相鄰電池模塊之間可以插入I?4支熱管，具體數(shù)量根據(jù)電池模塊的發(fā)熱量及使用熱管的傳熱能力確定。
[0012]所述液體箱最好為鋁合金液體箱。
[0013]所述液流板為鋁合金液流板，其上帶有可穿入熱管的孔。
[0014]在選擇安裝半導(dǎo)體加熱/制冷元件時(shí)，根據(jù)電池的生熱功率選擇半導(dǎo)體加熱/制冷元件的使用個(gè)數(shù)，電池生熱功率較大時(shí)可以兩個(gè)或兩個(gè)以上的半導(dǎo)體加熱/制冷元件并聯(lián)連接，以增加整體的加熱/冷卻效果。
[0015]本發(fā)明在應(yīng)用時(shí)，當(dāng)電池模塊啟動(dòng)工作后，動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中位于電池模塊之間的溫度傳感器開始采集電池溫度，并將采集到的溫度信號(hào)通過連接線路傳送到電池控制單元。電池控制單元將溫度信號(hào)進(jìn)行分析，判斷電池模塊運(yùn)行的溫度狀態(tài)。如果電池模塊運(yùn)行溫度在設(shè)定的電池模塊最佳工作溫度范圍內(nèi)，電池控制單元向溫度傳感器返回信號(hào)，溫度傳感器繼續(xù)采集信號(hào)；如果電池模塊運(yùn)行溫度高于設(shè)定的電池模塊最佳工作溫度范圍，電池控制單元向液體循環(huán)泵、風(fēng)扇發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，向半導(dǎo)體加熱/制冷元件發(fā)出制冷功能啟動(dòng)信號(hào)，半導(dǎo)體加熱/制冷元件緊貼液體箱的一側(cè)開始制冷，將液體箱內(nèi)的循環(huán)液冷卻，液體循環(huán)泵將冷卻的循環(huán)液泵入到液流板內(nèi)的液體循環(huán)管道中進(jìn)行循環(huán)，冷卻液流板，進(jìn)而通過與液流板貼合的熱管進(jìn)行快速熱交換將電池箱內(nèi)的電池模塊降溫，半導(dǎo)體加熱/制冷元件在緊貼液體箱一側(cè)制冷時(shí)，另一側(cè)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，產(chǎn)生的熱量傳遞到與半導(dǎo)體加熱/制冷元件另一側(cè)緊密貼合的散熱器導(dǎo)熱面上，導(dǎo)熱面又將熱量傳遞到散熱片一偵牝通過散熱片外側(cè)的風(fēng)扇作用，吹動(dòng)空氣強(qiáng)制性快速流動(dòng)，將熱量迅速傳導(dǎo)散發(fā)到電池箱外的空氣中；但如果電池運(yùn)行溫度低于設(shè)定的電池最佳溫度范圍，則電池控制單元向液體循環(huán)泵發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，向半導(dǎo)體加熱/制冷元件發(fā)出加熱功能啟動(dòng)信號(hào)，半導(dǎo)體加熱/制冷元件緊貼液體箱的一側(cè)開始升溫，將液體箱內(nèi)的循環(huán)液加熱，液體循環(huán)泵將加熱的循環(huán)液泵入到液流板內(nèi)的液體循環(huán)管道中進(jìn)行循環(huán)，加熱液流板，進(jìn)而通過與液流板貼合的熱管進(jìn)行快速熱交換將電池箱內(nèi)的電池模塊加熱。在液體循環(huán)泵、風(fēng)扇和半導(dǎo)體加熱/制冷元件運(yùn)行中，溫度傳感器持續(xù)采集電池溫度信號(hào)，電池控制單元對(duì)溫度信號(hào)分析，判斷電池運(yùn)行溫度是否進(jìn)入到設(shè)定的電池模塊最佳工作溫度范圍內(nèi)，直到達(dá)到電池模塊最佳溫度范圍，電池控制單元?jiǎng)t向液體循環(huán)泵、半導(dǎo)體加熱/制冷元件或風(fēng)扇發(fā)出停止運(yùn)行信號(hào)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1.動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中采用半導(dǎo)體加熱/制冷元件，可通過電池控制單元發(fā)出的信號(hào)可改變半導(dǎo)體加熱/制冷元件的電流方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)液體箱內(nèi)循環(huán)液的加熱或冷卻，通過循環(huán)液的循環(huán)流動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池模塊的加熱或冷卻，因此可保證有效控制動(dòng)力電池模塊的溫度范圍；另外，半導(dǎo)體加熱/制冷元件最大的工作溫差可以達(dá)到60°C以上，因此即使電池在60°C環(huán)境溫度下工作時(shí)，也可以將電池溫度降低到30°C?0°C以內(nèi)的最佳工作溫度，這是單純的強(qiáng)制風(fēng)冷散熱或液流散熱不可能達(dá)到的。并且半導(dǎo)體加熱/制冷元件在加熱時(shí)的效率幾乎可以達(dá)到100%，多個(gè)半導(dǎo)體加熱/制冷元件并聯(lián)使用，可以快速將電池模塊從低溫加熱到最佳工作溫度范圍，即使在北方寒冷的冬季也不影響電池模塊的正常使用，極大地增大了電池正常工作的環(huán)境溫度范圍。半導(dǎo)體加熱/制冷元件具有體積小、重量輕、加熱和制冷速度快的優(yōu)點(diǎn)，極大地減輕了電池箱的總體負(fù)擔(dān)。
[0018]2.動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中的熱管采用可逆熱管，具有極強(qiáng)的傳熱能力，并且可以雙向傳遞熱量。將可逆熱管插入電池模塊之間的縫隙，在電池模塊溫度較高時(shí)可快速地將電池產(chǎn)生的熱量傳遞到液流板進(jìn)行散熱，在電池溫度較低時(shí)可快速地將液流板的熱量傳遞到電池模塊對(duì)電池進(jìn)行加熱。
[0019]3.動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中采用鋁合金材質(zhì)的液流板及散熱器，具有重量輕、導(dǎo)熱能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，尤其當(dāng)加熱或冷卻循環(huán)液體通過液流板時(shí)，可以快速地與液流板進(jìn)行熱交換，并且可以將循環(huán)液體傳遞的熱量均勻地分布在整個(gè)液流板上，然后通過熱管與電池進(jìn)行換熱，可以均衡所處不同位置電池模塊的溫度差，大大增加電池模塊之間的溫度均勻性，有利于保證電池的溫度環(huán)境一致性，增強(qiáng)電池的安全性，延長(zhǎng)電池壽命。
[0020]4.除了散熱器和風(fēng)扇之外，其他組件均安裝于電池箱內(nèi)，減少了對(duì)車體設(shè)計(jì)的要求，因此安裝簡(jiǎn)單、方便。
[0021]5.動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中的電池箱內(nèi)外表面經(jīng)過隔熱涂層處理，電池箱和電池模塊之間墊有隔熱墊片，減小了電池溫度受外界因素的影響，電池模塊的熱交換主要通過熱管理系統(tǒng)進(jìn)行，因此通過控制半導(dǎo)體加熱/冷卻功率可以精確控制電池模塊的溫度。
[0022]6.由于動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)整體運(yùn)行不受外界因素的影響，因此工作的獨(dú)立性和可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前現(xiàn)有的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
[0023]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)可廣泛用于混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車所用的電池管理系統(tǒng)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是圖1中液流板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是圖1中電池控制單元的控制原理圖。
[0027]圖4是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)工作流程示意圖。
[0028]圖中標(biāo)號(hào):1.電池箱，2.電池模塊，3.熱管，4.液流板，5.液體箱，6.循環(huán)液，7.半導(dǎo)體加熱/制冷元件，8.液體循環(huán)管道，9.液體循環(huán)泵，10.散熱器，11.風(fēng)扇，12.電池控制單元，13.溫度傳感器，14.橡膠墊。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)做進(jìn)一步說明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1所示的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，主要由電池箱1、熱管3、液流板4、液體箱5、半導(dǎo)體加熱/制冷元件7、液體循環(huán)泵9、電池控制單元12、溫度傳感器13、散熱器10、風(fēng)扇11組成，散熱器10與風(fēng)扇11安裝于電池箱I的外部，散熱器10為鋁合金翅片式散熱器，主要由導(dǎo)熱面及散熱片兩部分組成，散熱器10安裝于電池箱外側(cè)，風(fēng)扇11安裝在可對(duì)準(zhǔn)散熱片外側(cè)吹風(fēng)的最佳位置；熱管3、液流板4、液體箱5、半導(dǎo)體加熱/制冷元件7、液體循環(huán)泵
9、電池控制單元12及溫度傳感器13固定于電池箱I內(nèi)，電池箱I內(nèi)還安裝有平行排列的電池模塊2，在每相鄰的電池模塊2之間的縫隙插入兩根熱管3，熱管3為內(nèi)部具備毛細(xì)管的可逆熱管，呈倒“L”形狀，由豎管及橫管組成，熱管3的截面為矩形，熱管3的豎管側(cè)表面與相鄰電池模塊2的表面緊密貼合。為使熱管3與電池模塊2表面緊密貼合，安裝時(shí)在熱管3表面涂抹導(dǎo)熱硅膠。在電池模塊2上方固定有液流板4，液流板4如圖2所示，為內(nèi)部帶有液體循環(huán)管道8的鋁合金金屬板，其上開有可允許熱管3穿入的孔，熱管3的橫管搭接在液流板4上,與液流板4緊密貼合。液流板4中液體循環(huán)管道8的進(jìn)液口及出液口通過管路與液體循環(huán)泵9的出口及進(jìn)口連接，液體循環(huán)泵9又通過導(dǎo)液管與液體箱5連接，液體箱5為內(nèi)部充有循環(huán)液6的密閉招合金金屬箱體,液體箱5靠近電池箱I的內(nèi)側(cè)壁安裝，在液體箱I靠近電池箱5的外側(cè)表面安裝有半導(dǎo)體加熱/制冷元件7，半導(dǎo)體加熱/制冷元件7的一側(cè)面與液體箱5緊密貼合，電池箱I與半導(dǎo)體加熱/制冷元件7對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置開口，半導(dǎo)體加熱/制冷元件7通過開口穿過電池箱I與散熱器10的導(dǎo)熱面緊密貼合；在電池箱I內(nèi)相鄰電池模塊2之間的空隙處還安裝有用于采集電池模塊間溫度的溫度傳感器13，安裝于電池箱I內(nèi)的電池控制單元12通過連接線路接收溫度傳感器13采集的溫度數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，電池控制單元12通過導(dǎo)線與液體循環(huán)泵9、半導(dǎo)體加熱/制冷元件7及風(fēng)扇11連接，電池控制單元12根據(jù)溫度數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過有線信號(hào)控制液體循環(huán)泵9的開、關(guān)，控制半導(dǎo)體加熱/制冷元件7的開、關(guān)和加熱或制冷工況，以及控制風(fēng)扇11的開、關(guān)。電池控制單元12、溫度傳感器13及半導(dǎo)體加熱/制冷元件7均為外購產(chǎn)品。
[0032]為有效隔絕環(huán)境溫度對(duì)電池模塊2溫度的影響，在電池箱I的內(nèi)外表面涂有隔熱涂層，且在電池模塊2與電池箱I之間還墊有隔熱橡膠墊14，以隔絕電池模塊2與電池箱I的熱傳遞。
[0033]電池控制單元12對(duì)半導(dǎo)體加熱/制冷元件7、液體循環(huán)泵9和風(fēng)扇11的控制原理如圖3所示，電池控制單元12可通過輸出信號(hào)改變電路的通、斷來控制半導(dǎo)體加熱/制冷元件7、液體循環(huán)泵9、風(fēng)扇11的開啟和關(guān)閉；電池控制單元12通過輸出信號(hào)控制半導(dǎo)體加熱/制冷元件7中帶有的加熱/制冷轉(zhuǎn)換器來改變進(jìn)入半導(dǎo)體加熱/制冷元件7的電流方向，從而使得半導(dǎo)體加熱/制冷元件7緊貼液體箱5的一側(cè)分別實(shí)現(xiàn)加熱或制冷的功能。
[0034]動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)在工作時(shí)，其工作流程如圖4所示，當(dāng)電池啟動(dòng)工作后，安裝于電池模塊2之間縫隙處的溫度傳感器13自動(dòng)采集電池模塊2的溫度，采集的溫度信號(hào)傳送到電池控制單元12。電池控制單元12對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行分析，判斷電池模塊2的運(yùn)行溫度是否在0?25°C的最佳運(yùn)行溫度范圍內(nèi)。如果判斷結(jié)果為“是”，則電池控制單元12返回信號(hào)，溫度傳感器13將再次采集電池溫度信號(hào):(I)如果判斷結(jié)果為“否”，電池控制單元12將再次對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，判斷電池運(yùn)行溫度是否低于0°C。如果判斷結(jié)果為“是”，則電池控制單元12將向半導(dǎo)體加熱/制冷元件7和液體循環(huán)泵9發(fā)出信號(hào)，半導(dǎo)體加熱/制冷元件7開啟加熱功能，液體循環(huán)泵9開始運(yùn)行。半導(dǎo)體加熱/制冷元件7迅速通過液體箱5對(duì)循環(huán)液6進(jìn)行加熱。被加熱的循環(huán)液6由液體循環(huán)泵9泵入液流板4的液體循環(huán)管道8中進(jìn)行循環(huán)。液流板4被加熱后將熱量通過熱管3傳遞到電池模塊2上，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池模塊2的加熱。半導(dǎo)體加熱/制冷元件7和液體循環(huán)泵9持續(xù)工作，直到電池運(yùn)行溫度達(dá)到0?25°C的范圍內(nèi)，電池控制單元12向半導(dǎo)體加熱/制冷元件7和液體循環(huán)泵9發(fā)出信號(hào)，半導(dǎo)體加熱/制冷元件7停止加熱，液體循環(huán)泵9停止工作；(2)如果判斷結(jié)果為“否”，電池控制單元12再次對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，對(duì)電池運(yùn)行溫度是否低于0°C的判斷結(jié)果也為“否”，則電池控制單元12向半導(dǎo)體加熱/制冷元件7、液體循環(huán)泵9、風(fēng)扇11發(fā)出信號(hào)，半導(dǎo)體加熱/制冷元件7開啟制冷功能，液體循環(huán)泵9和風(fēng)扇11開始運(yùn)行。半導(dǎo)體加熱/制冷元件7迅速通過液體箱5對(duì)循環(huán)液6進(jìn)行制冷。冷卻的循環(huán)液6由液體循環(huán)泵9泵入液流板4的液體循環(huán)管道8中進(jìn)行循環(huán)。液流板4被降溫后通過熱管3與電池模塊2進(jìn)行熱交換，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池模塊2的冷卻。半導(dǎo)體加熱/制冷元件7在制冷循環(huán)液6的同時(shí)，在另一側(cè)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量傳遞到散熱器10，再通過風(fēng)扇11將熱量散入到電池箱I夕卜。半導(dǎo)體加熱/制冷元件7、液體循環(huán)泵9和風(fēng)扇11持續(xù)工作，直到電池運(yùn)行溫度達(dá)到0?25°C的范圍內(nèi)，電池控制單元12向半導(dǎo)體加熱/制冷元件7、液體循環(huán)泵9和風(fēng)扇11發(fā)出信號(hào)，半導(dǎo)體加熱/制冷元件7停止制冷,液體循環(huán)泵9和風(fēng)扇11停止工作。
[0035]實(shí)施例2
[0036]如實(shí)施例1所示的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，當(dāng)電池箱I中的電池模塊2體積小、發(fā)熱量少，或者選擇的熱管3傳熱能力較強(qiáng)時(shí)，在其他組成結(jié)構(gòu)不變的情況下，調(diào)整在每相鄰的電池模塊2之間的縫隙插入熱管3的數(shù)量，插入一根熱管3即可實(shí)現(xiàn)較好的傳熱效果。
[0037]實(shí)施例3
[0038]如實(shí)施例1所示的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，當(dāng)電池箱I中的電池模塊2體積較大，發(fā)熱量較多，或者選擇的熱管3傳熱能力較弱時(shí)，在其他組成結(jié)構(gòu)不變的情況下，調(diào)整在每相鄰的電池模塊2之間的縫隙插入熱管3的數(shù)量，均勻間隔插入4根熱管3，以保持較好的傳熱效果。
[0039]實(shí)施例4
[0040]如實(shí)施例1所示的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，當(dāng)電池箱I中的電池模塊2生熱功率較大時(shí)，在其他組成結(jié)構(gòu)不變的情況下，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的半導(dǎo)體加熱/制冷元件7并聯(lián)連接，以增加整體的加熱或冷卻效果，以保持較好的傳熱速度和熱管理效果。
[0041]以上實(shí)施例僅為對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施過程中個(gè)別方案的詳細(xì)描述，并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征是:主要由電池箱、熱管、液流板、液體箱、半導(dǎo)體加熱/制冷元件、液體循環(huán)泵、電池控制單元、溫度傳感器、散熱器、風(fēng)扇組成，散熱器與風(fēng)扇安裝于電池箱外部，散熱器主要由導(dǎo)熱面及散熱片兩部分組成，散熱器固定安裝于電池箱的外表面，風(fēng)扇相對(duì)安裝于散熱器帶有散熱片的一側(cè)；熱管、液流板、液體箱、半導(dǎo)體加熱/制冷元件、液體循環(huán)泵、電池控制單元及溫度傳感器固定于電池箱內(nèi)，與平行排列安裝于電池箱的電池模塊有機(jī)結(jié)合，在每相鄰的電池模塊之間的縫隙插入一根或一根以上的熱管，熱管為倒“L”形狀，由豎管及橫管組成，熱管的截面為矩形，熱管的豎管側(cè)表面與相鄰電池模塊的表面緊密貼合，在電池箱內(nèi)位于電池模塊上方固定有液流板，熱管的橫管搭接在液流板上，與液流板緊密貼合，液流板為內(nèi)部帶有液體循環(huán)管道的金屬板，液體循環(huán)管道帶有進(jìn)液口及出液口，液體循環(huán)管道的進(jìn)液口及出液口通過管路與液體循環(huán)泵的出口及進(jìn)口連接，液體循環(huán)泵又通過導(dǎo)液管與液體箱連接，液體箱為內(nèi)部充有循環(huán)液的密閉金屬箱體，液體箱安裝在靠近電池箱的內(nèi)側(cè)壁位置，在液體箱靠近電池箱的外側(cè)表面安裝有半導(dǎo)體加熱/制冷元件，半導(dǎo)體加熱/制冷元件的一側(cè)面與液體箱緊密貼合，電池箱上與半導(dǎo)體加熱/制冷元件對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置開口，半導(dǎo)體加熱/制冷元件通過開口穿過電池箱與電池箱外側(cè)的散熱器的導(dǎo)熱面緊密貼合；在電池箱內(nèi)的相鄰電池模塊之間的空隙處還安裝有用于采集電池模塊間溫度的溫度傳感器，固定安裝于電池箱內(nèi)的電池控制單元通過連接線路接收溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，電池控制單元通過導(dǎo)線與液體循環(huán)泵、半導(dǎo)體加熱/制冷元件及風(fēng)扇連接，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過有線信號(hào)控制液體循環(huán)泵的開、關(guān)、控制半導(dǎo)體加熱/制冷元件的開、關(guān)和加熱或制冷工況以及控制風(fēng)扇的開、關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:所述熱管為內(nèi)部具備毛細(xì)管的可逆熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:所述散熱器為鋁合金翅片式散熱器，在散熱器的翅片式散熱片外側(cè)安裝風(fēng)扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:在電池箱的內(nèi)外表面涂有隔熱涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:電池模塊與所述電池箱之間還可以安裝有彈性隔熱材料制成的墊片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:安裝熱管時(shí)可在熱管表面涂抹可使熱管與電池模塊表面緊密貼合的導(dǎo)熱硅膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:相鄰電池模塊之間可以插入I?4支熱管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:所述液體箱最佳選擇為招合金液體箱。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:所述液流板為鋁合金液流板，其上帶有可穿入熱管的孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征還在于:可以兩個(gè)或兩個(gè)以上的半導(dǎo)體加熱/制冷元件并聯(lián)連接。
【文檔編號(hào)】H01M10/6552GK103715473SQ201210376324
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】付垚, 唐海波, 盧世剛, 胡博, 薛軼, 鄒春龍 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院