一種高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，包括電池組、加熱制冷鋁板、加熱單元、冷卻單元，加熱制冷鋁板內(nèi)部含有加熱通道和制冷通道，外部設(shè)有加熱通道液體輸入口、加熱通道液體輸出口、制冷通道液體輸入口、制冷通道液體輸出口；加熱制冷鋁板嵌在電池組的內(nèi)部和外部,子模塊的表面。本實(shí)用新型可以做到使用液體均勻加熱或冷卻，保證高效加熱或散熱的同時，溫差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于風(fēng)冷方式的時候產(chǎn)生的溫差，并且不過多占有系統(tǒng)的整體空間，有效延長電池系統(tǒng)的使用壽命。使用并行設(shè)計取代以往單體單行串并聯(lián)，有效節(jié)約系統(tǒng)的空間，并且提高能量密度，還可以顯著提供系統(tǒng)的絕緣性，遠(yuǎn)超國家關(guān)于電動汽車絕緣的標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】一種高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于動力鋰電池領(lǐng)域，更具體地涉及一種高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]新能源汽車主要由電池驅(qū)動系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)及組裝等部分組成。其中電機(jī)、電控及組裝和傳統(tǒng)汽車基本相同，差價的原因在于電池驅(qū)動系統(tǒng)。從新能源汽車的成本構(gòu)成看，電池驅(qū)動系統(tǒng)占據(jù)了新能源汽車成本的30-45%，而動力鋰電池又占據(jù)電池驅(qū)動系統(tǒng)約75-85%的成本構(gòu)成。
[0003]動力鋰電池在成組過程中，以往都是單體單行串并聯(lián)，形成子模塊，再形成模塊，然后連接上電池采集線、溫度采集線，然后形成電池管理系統(tǒng)對電池組的有效監(jiān)控?；蛘呒词故鞘褂靡豪湓O(shè)計，也會極大增強(qiáng)系統(tǒng)的整體空間。
[0004]動力鋰電池在成組過程中，冷熱管理中對于電池在溫度低的時候的加熱，一般是用硅膠片包裹電芯，或者電池包內(nèi)加入加熱棒，通過加熱空間，再導(dǎo)熱給鋰電池。缺點(diǎn)是:電池組之間空間浪費(fèi)、配件投入成本也高。制冷溫差大，加熱效率低。純電動的項(xiàng)目，空間有限，單行的模式，不能進(jìn)一步提高電池系統(tǒng)的能量密度。采用風(fēng)冷的方式，會出現(xiàn)箱體內(nèi)的溫差大；液冷需要注意排布，并注重不過多占用系統(tǒng)的空間；加熱中，使用硅膠片包裹，不利于系統(tǒng)中鋰電池的散熱；用加熱棒加熱，效率低，電芯的溫度升高慢。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]1、本實(shí)用新型的目的。
[0006]本實(shí)用新型的動力鋰電池為了能夠在成組過程中節(jié)約系統(tǒng)的空間，并且提高能量密度提高散熱和加熱的效率，提高系統(tǒng)的絕緣性，從而提出的一種高效散熱和加熱的高能量密度動力電池系統(tǒng)。
[0007]2、本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案。
[0008]高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，包括電池組、加熱制冷鋁板、加熱單元、冷卻單元，加熱制冷鋁板內(nèi)部含有加熱通道和制冷通道，外部設(shè)有加熱通道液體輸入口、加熱通道液體輸出口、制冷通道液體輸入口、制冷通道液體輸出口 ；加熱制冷鋁板嵌在電池組的內(nèi)部和外部，子模塊的表面,加熱單元外部設(shè)有加熱盒液體進(jìn)入口、加熱盒液體出口、注液口、排液口，加熱單元的加熱盒液體進(jìn)入口與加熱制冷鋁板的加熱通道液體輸出口相連，加熱單元的加熱盒液體出口與加熱制冷鋁板的加熱通道液體輸入口相連；冷卻單元外部設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口與加熱制冷鋁板的制冷通道液體輸出口相連，出水口與加熱制冷鋁板的制冷通道液體輸入口相連。
[0009]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所述的加熱單元還包括加熱芯片安放口安裝加熱芯片。
[0010]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所述的冷卻單元垂直設(shè)置，進(jìn)水口設(shè)在冷卻單元的上部，出水口設(shè)在冷卻單元的下部。
[0011]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所述的加熱制冷鋁板的加熱通道液體輸入口、加熱通道液體輸出口位于加熱制冷鋁板的一端，制冷通道液體輸入口、制冷通道液體輸出口位于加熱制冷鋁板另一端。
[0012]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所述的冷卻單元由波浪形散熱板構(gòu)成，外部安裝電風(fēng)扇。
[0013]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，電池組子模塊采用兩個電芯相鄰并排安置，將兩個單個電芯的塑膠件的外殼體之間通過連接件連接在一起或制成一體式，之間無間隔連通，使兩個電芯固定在一個整體的塑膠件中，兩個電芯極耳之間并通過并聯(lián)連接形成子模塊；多個子模塊進(jìn)行串聯(lián)，形成電池組。
[0014]3、本實(shí)用新型的有益效果。
[0015](I)、本實(shí)用新型采用加熱制冷鋁板，在不增加空間的基礎(chǔ)上，結(jié)合加熱裝置和冷卻裝置，可以做到均勻加熱或散熱，保證高效加熱或散熱的同時，溫差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于風(fēng)冷方式的時候產(chǎn)生的溫差，并且不過多占有系統(tǒng)的整體空間，有效延長電池系統(tǒng)的使用壽命。
[0016](2)、本實(shí)用新型在動力鋰電池在成組過程中，使用并行設(shè)計取代以往單體單行串并聯(lián)。有效節(jié)約系統(tǒng)的空間，并且提高能量密度，還可以顯著提供系統(tǒng)的絕緣性，遠(yuǎn)超國家關(guān)于電動汽車絕緣的標(biāo)準(zhǔn)。
[0017](3)本實(shí)用新型使用液冷設(shè)計，貼近電芯，均勻加熱，并且加熱散熱效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1加熱制冷鋁板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為加熱單元正面示意圖。
[0020]圖3為加熱單元反面示意圖。
[0021]圖4為冷卻單元內(nèi)部示意圖。
[0022]圖5為冷卻單元組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6為電池組并聯(lián)正面示意圖。
[0024]圖7為電池組并聯(lián)反面示意圖。
[0025]圖8為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]101-電池組、102-加熱制冷鋁板、103-加熱單元、104-冷卻單元，1-加熱通道液體輸入口、2-加熱通道液體輸出口、3-制冷通道液體輸入口、4_制冷通道液體輸出口、5-加熱盒液體進(jìn)入口、6-加熱盒液體出口、7-注液口、8-排液口、9-加熱芯安放口、10-冷卻單元進(jìn)水口、11-冷卻單元出水口、12-波浪形散熱片、14-風(fēng)扇、15-風(fēng)扇電源線。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果， 申請人:將在下面以實(shí)施例的方式作詳細(xì)說明，但是對實(shí)施例的描述均不是對本實(shí)用新型方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本實(shí)用新型的技術(shù)方案范疇。實(shí)施例
[0028]如圖1和圖8所示，高能量密度散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，包括電池組(101)、加熱制冷鋁板(102)、加熱單元(103)、冷卻單元(104)，加熱制冷鋁板(102)內(nèi)部含有加熱通道和制冷通道，外部設(shè)有加熱通道液體輸入口(I)、加熱通道液體輸出口(2)、制冷通道液體輸入口(3)、制冷通道液體輸出口(4)。
[0029]如圖8所示，加熱制冷鋁板(102)的加熱通道液體輸入口(I)、加熱通道液體輸出口(2)位于加熱制冷鋁板的一端，制冷通道液體輸入口(3)、制冷通道液體輸出口(4)位于加熱制冷鋁板(102)另一端，加熱制冷鋁板(102)嵌在電池組(101)的中間部位和兩個側(cè)面，子模塊的表面。
[0030]如圖2和3所示，加熱單元(103)外部設(shè)有加熱盒液體進(jìn)入口(5)、加熱盒液體出口(6)、注液口(7)、排液口(8)以及加熱芯安放口(9)，加熱單元(103)的加熱盒液體進(jìn)入口(5)與加熱制冷鋁板的加熱通道液體輸出口(2)相連，加熱單元(103)的加熱盒液體出口
(6)與加熱制冷鋁板的加熱通道液體輸入口(I)相連。
[0031]如圖4和5所示，加熱制冷鋁板(102)另一端與冷卻單元(104)相連，冷卻單元(104)外部設(shè)有進(jìn)水口( 10)和出水口( 11)，進(jìn)水口( 10)與加熱制冷鋁板的制冷通道液體輸出口(4)相連，出水口(11)與加熱制冷鋁板的制冷通道液體輸入口(3)相連，冷卻單元(104)垂直設(shè)置，進(jìn)水口( 10)設(shè)在冷卻單元(104)的上部，出水口( 11)設(shè)在冷卻單元(104)的下部。冷卻單元(104)由波浪形散熱板構(gòu)成，外部安裝電風(fēng)扇(14)，通過風(fēng)扇電源線(15)直流供電。
[0032]如圖6和圖7所示，電池組(101)子模塊采用兩個電芯相鄰并排安置，將兩個單個電芯的塑膠件的外殼體之間通過連接件連接在一起或制成一體式，之間無間隔連通，使兩個電芯固定在一個整體的塑膠件中，兩個電芯極耳之間并通過并聯(lián)連接形成子模塊；多個子模塊進(jìn)行串聯(lián)，形成電池組。
[0033]工作原理:用來加熱的液體通過加熱通道液體輸入口( I)進(jìn)入內(nèi)部設(shè)計好通道的加熱制冷鋁板(102)，然后經(jīng)加熱通道液體輸出口(2)輸出到加熱單元(103)，提供加熱的熱源。
[0034]用來冷卻的液體，可以從制冷通道液體輸入口(3)進(jìn)入內(nèi)部設(shè)計好通道的鋁板，再從制冷通道液體輸出口(4)出來，帶著吸收的熱量。
[0035]所有的從加熱制冷鋁板(102)回來的已經(jīng)降溫的液體，會從加熱單元(103)的加熱盒液體進(jìn)入口(5)進(jìn)入，再從加熱單元(103)的加熱盒液體出口(6)出來，注液口(7)提供用來加熱的液體，不注液的時候，封閉起來；加熱芯安放口(9)為加熱芯的放置處，具備智能加熱和停止加熱功能，可以在溫度低的時候保持加熱；溫度高的時候停止加熱，排液口
(8)為加熱液體排放處。從電池組(101)內(nèi)的冷卻液體，全部流向冷卻單元(104)的進(jìn)水口(10)，通過重力作用，從上往下經(jīng)過冷卻單元(104)流到底部，經(jīng)過出水口(11)流出，將溫度有效降低，水流經(jīng)過冷卻單元(104)的波浪型散熱板的時候，風(fēng)扇會對水流進(jìn)行高效冷卻，波浪形散熱板會及時將熱量轉(zhuǎn)移，風(fēng)扇會有外置的直流電源提供電力，保持供電。
【權(quán)利要求】
1.一種高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，其特征在于:包括電池組、加熱制冷鋁板、加熱單元、冷卻單元，加熱制冷鋁板內(nèi)部含有加熱通道和制冷通道，外部設(shè)有加熱通道液體輸入口、加熱通道液體輸出口、制冷通道液體輸入口、制冷通道液體輸出口 ；加熱制冷鋁板嵌在電池組的內(nèi)部和外部，子模塊的表面，加熱單元外部設(shè)有加熱盒液體進(jìn)入口、加熱盒液體出口、注液口、排液口，加熱單元的加熱盒液體進(jìn)入口與加熱制冷鋁板的加熱通道液體輸出口相連，加熱單元的加熱盒液體出口與加熱制冷鋁板的加熱通道液體輸入口相連；冷卻單元外部設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口與加熱制冷鋁板的制冷通道液體輸出口相連，出水口與加熱制冷鋁板的制冷通道液體輸入口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，其特征在于:所述的加熱單元還包括加熱芯片安放口安裝加熱芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，其特征在于:所述的冷卻單元垂直設(shè)置，進(jìn)水口設(shè)在冷卻單元的上部，出水口設(shè)在冷卻單元的下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，其特征在于:所述的加熱制冷鋁板的加熱通道液體輸入口、加熱通道液體輸出口位于加熱制冷鋁板的一端，制冷通道液體輸入口、制冷通道液體輸出口位于加熱制冷鋁板另一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，其特征在于:所述的冷卻單元由波浪形散熱板構(gòu)成，外部安裝電風(fēng)扇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量密度液體散熱和加熱動力電池系統(tǒng)，其特征在于:電池組子模塊采用兩個電芯相鄰并排安置，將兩個單個電芯的塑膠件的外殼體之間通過連接件連接在一起或制成一體式，之間無間隔連通，使兩個電芯固定在一個整體的塑膠件中，兩個電芯極耳之間并通過并聯(lián)連接形成子模塊；多個子模塊進(jìn)行串聯(lián)，形成電池組。
【文檔編號】H01M10/625GK204257782SQ201420692855
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】孫飛, 朱俊, 姚強(qiáng), 龔駿 申請人:蘇州新中能源科技有限公司