本發(fā)明涉及電池?zé)峁芾砑夹g(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種熱管理裝置及電池模組。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，由于能源成本以及環(huán)境污染的問(wèn)題越來(lái)越突出，純電動(dòng)汽車(chē)以及混合動(dòng)力汽車(chē)以其能夠大幅消除甚至零排放汽車(chē)尾氣的優(yōu)點(diǎn)，受到政府以及各汽車(chē)企業(yè)的重視。然而純電動(dòng)以及混合動(dòng)力汽車(chē)尚有很多技術(shù)問(wèn)題需要突破，電池使用壽命及容量衰減是其中一個(gè)重要問(wèn)題。

電池的使用壽命及容量衰減與電池模組的溫度差異以及溫度升高幅度有著密切關(guān)系。動(dòng)力電池在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若該熱量不能夠及時(shí)被排出，將使動(dòng)力電池內(nèi)的溫度不斷上升，致使其內(nèi)部的溫度差異逐漸增大，最終動(dòng)力電池將處于大溫差的工作環(huán)境中，影響動(dòng)力電池的使用壽命。特別是在炎熱的夏天，自然環(huán)境的溫度非常高，若不能及時(shí)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行有效的散熱管理，其最終的工作溫度將遠(yuǎn)大于動(dòng)力電池的合理工作溫度，進(jìn)而嚴(yán)重影響動(dòng)力電池的使用壽命及電池容量，同時(shí)也對(duì)動(dòng)力電池的放電性能造成較大的干擾。另外，動(dòng)力電池在低溫工作環(huán)境下的充放電性能較差，特別是在寒冷的冬季尤為明顯，很難滿足必要的充放電需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種熱管理裝置及電池模組，以改善現(xiàn)有動(dòng)力電池由于工作產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)排出致使電池壽命縮短，以及低溫環(huán)境時(shí)不能進(jìn)行有效的熱管理造成電池工作性能差的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種熱管理裝置，應(yīng)用于電池模組，所述電池模組包括底板和設(shè)置于所述底板的多個(gè)單體電池，所述熱管理裝置包括導(dǎo)熱部件、加熱器件和散熱器；

所述多個(gè)單體電池劃分為多層子模組，所述導(dǎo)熱部件設(shè)置于所述多層子模組之間，所述導(dǎo)熱部件與所述加熱器件連接，所述導(dǎo)熱部件與所述散熱器連接。

可選的，所述導(dǎo)熱部件為多個(gè)，各所述導(dǎo)熱部件與所述加熱部件和散熱器件連接，各所述導(dǎo)熱部件分別設(shè)置于相鄰兩層子模組之間。

可選的，所述導(dǎo)熱部件包括第一導(dǎo)熱件和兩個(gè)第二導(dǎo)熱件，所述兩個(gè)第二導(dǎo)熱件分別連接于所述第一導(dǎo)熱件的兩端；

所述第一導(dǎo)熱件設(shè)置于相鄰兩層子模組之間；

所述兩個(gè)第二導(dǎo)熱件分別與所述加熱器件連接，所述兩個(gè)第二導(dǎo)熱件分別與所述散熱器連接。

可選的，每層子模組包含多個(gè)單體電池，所述單體電池為圓柱型，每層子模組中的多個(gè)單體電池形成波浪形曲面，所述第一導(dǎo)熱件的表面為與相鄰兩層子模組之間的空隙相適配的波浪形曲面。

可選的，所述散熱器為兩個(gè)，所述兩個(gè)第二導(dǎo)熱件分別貼合于所述兩個(gè)散熱器。

可選的，所述加熱器件內(nèi)嵌于所述散熱器，并位于所述散熱器與所述第二導(dǎo)熱件貼合的一側(cè)，所述加熱器件與所述第二導(dǎo)熱件連接。

可選的，所述導(dǎo)熱部件與所述加熱器件和散熱器的連接處設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱層。

可選的，所述導(dǎo)熱部件為熱管板。

可選的，所述加熱器件為加熱絲。

一種電池模組，包括底板、設(shè)置于所述底板的多個(gè)單體電池以及上述的熱管理裝置。

本發(fā)明提供的一種熱管理裝置及電池模組，通過(guò)在多層子模組之間設(shè)置導(dǎo)熱部件，在導(dǎo)熱部件上連接加熱部件和散熱器。實(shí)現(xiàn)了，當(dāng)電池模組內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，導(dǎo)熱部件能夠及時(shí)吸收熱量并通過(guò)散熱器帶走熱量，達(dá)到對(duì)電池模組散熱的目的。同樣地，當(dāng)電池模組在低溫環(huán)境下工作時(shí)，加熱器件通過(guò)導(dǎo)熱部件將熱量傳遞給電池模組，以達(dá)到為電池模組加熱升溫的目的。使電池模組工作在較佳充放電狀態(tài)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種熱管理裝置與電池模組裝配示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種導(dǎo)熱部件與子模組的裝配示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種熱管理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種使用熱管理裝置的電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

10-熱管理裝置；

100-導(dǎo)熱部件，110-第一導(dǎo)熱件，120-第二導(dǎo)熱件；

200-散熱器；

300-加熱器件；

40-單體電池；

400-子模組，410-第一側(cè)面，420-第二側(cè)面；

50-底板。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“內(nèi)”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種熱管理裝置10，所述熱管理裝置10應(yīng)用于電池模組。所述電池模組包括底板50、設(shè)置于所述底板50的多個(gè)單體電池40和所述熱管理裝置10。所述熱管理裝置10包括導(dǎo)熱部件100、加熱器件300和散熱器200。

所述多個(gè)單體電池40劃分為多層子模組400，所述導(dǎo)熱部件100設(shè)置于所述多層子模組400之間。所述導(dǎo)熱部件100與所述加熱器件300連接，所述導(dǎo)熱部件100與所述散熱器200連接。通過(guò)使用該熱管理裝置10可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池模組進(jìn)行升溫或降溫管理，使電池模組處于較佳的工作狀態(tài)。

可選的，所述導(dǎo)熱部件100為多個(gè)，各所述導(dǎo)熱部件100分別設(shè)置于相鄰兩層子模組400之間。可選的，每層子模組400包括多個(gè)單體電池40。結(jié)合圖2所示，所述每層子模組400包括第一側(cè)面410和第二側(cè)面420，所述導(dǎo)熱部件100設(shè)置于相鄰的兩層子模組400之間并與每層子模組400的第一側(cè)面410和/或第二側(cè)面420相接觸。使得所述導(dǎo)熱部件100與每層子模組400中的單體電池40接觸，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱的功能。在本實(shí)施例中，可選的，所述導(dǎo)熱部件100與每層子模組400的第一側(cè)面410或第二側(cè)面420接觸。

所述單體電池40通常為圓柱型，多個(gè)單體電池40劃分為多層子模組400后。每層子模組400包含有多個(gè)單體電池40。每層子模組400包含的所述第一側(cè)面410和第二側(cè)面420呈波浪形曲面。為使所述導(dǎo)熱部件100的導(dǎo)熱效果更好，在本實(shí)施例中，可選的，所述導(dǎo)熱部件100的表面為與相鄰兩層子模組400之間的空隙相適配的波浪形曲面。如此設(shè)計(jì)可有效增大所述導(dǎo)熱部件100與單體電池40的接觸面積，使所述導(dǎo)熱部件100達(dá)到更好的加熱或散熱效果。從而使所述電池模組的溫度處于較佳工作狀態(tài)的溫度。

可選的，所述導(dǎo)熱部件100包括第一導(dǎo)熱件110和兩個(gè)第二導(dǎo)熱件120，所述兩個(gè)第二導(dǎo)熱件120分別位于所述第一導(dǎo)熱件110的兩端。可選的，所述第一導(dǎo)熱件110設(shè)置于相鄰兩層子模組400之間，所述第一導(dǎo)熱件110的形狀與相鄰兩層子模組400之間的空隙相適配。所述第一導(dǎo)熱件110與所述底板50連接。所述兩個(gè)第二導(dǎo)熱件120分別與所述加熱器件300連接，所述兩個(gè)第二導(dǎo)熱件120分別與所述散熱器200連接。

考慮到電池模組在使用時(shí)，溫度應(yīng)快速達(dá)到其適宜的工作溫度。在本實(shí)施例中，可選的，所述導(dǎo)熱部件100為根據(jù)熱管的制造原理制成的熱管板。所述第一導(dǎo)熱件110與所述第二導(dǎo)熱件120連通。所述熱管板是依靠自身內(nèi)部工作液體的汽、液相變來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱。

具體的，所述熱管板利用蒸發(fā)制冷，使得熱管板不同位置的溫度差很大，從而使熱量快速傳導(dǎo)。所述熱管板由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管板內(nèi)部被抽成負(fù)壓狀態(tài)，充入適當(dāng)?shù)囊后w，這種液體沸點(diǎn)低，易揮發(fā)。所述吸液芯設(shè)置于所述管科內(nèi)，且所述吸液芯由毛細(xì)多孔材料構(gòu)成。由于物體的吸熱、放熱是相對(duì)的，因此有溫度差存在的時(shí)候，就必然出現(xiàn)熱從高溫處向低溫處傳遞的現(xiàn)象。當(dāng)熱管板一端受熱時(shí)，毛細(xì)管中的液體迅速蒸發(fā)，蒸汽在微小的壓力差下流向溫度較低的一端，并且釋放出熱量液化成液體，液體靠毛細(xì)力的作用沿多孔材料流回，繼續(xù)受熱蒸發(fā)。如此循環(huán)，使得熱量由熱管板溫度較高的位置傳至溫度較低的位置。

根據(jù)熱管板的導(dǎo)熱原理，當(dāng)電池模組內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，通過(guò)使用所述熱管板和散熱器200即可實(shí)現(xiàn)降溫。當(dāng)電池模組的溫度過(guò)低時(shí)，通過(guò)使用所述加熱器件300和熱管板即可實(shí)現(xiàn)升溫。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池模組的熱管理。

考慮到單體電池40的表面通常是由金屬材料制成，因而具有導(dǎo)電性。為避免單體電池40發(fā)生漏電時(shí)，所述熱管板的殼體具有導(dǎo)電性，造成電池模組短路引發(fā)爆炸等危險(xiǎn)事故。因此，可選的，所述熱管板的殼體可以由具有良好的導(dǎo)熱性的絕緣材料制成，所述熱管板的殼體表面還可以設(shè)置絕緣導(dǎo)熱層。

結(jié)合圖3所示，可選的，所述散熱器200設(shè)置有兩個(gè)，所述兩個(gè)散熱器200分別設(shè)置于所述第一導(dǎo)熱件110的兩端。并分別與所述兩個(gè)第二導(dǎo)熱件120連接。為使所述第二導(dǎo)熱件120與所述散熱器200的接觸面更大，達(dá)到更佳散熱效果，可選的，位于所述第一導(dǎo)熱件110兩端的所述第二導(dǎo)熱件120垂直于所述第一導(dǎo)熱件110，所述第二導(dǎo)熱件120貼合于所述散熱器200。

在本實(shí)施例中，可選的，所述散熱器200連接有風(fēng)扇。電池模組溫度過(guò)高時(shí)，所述熱管板將所述電池模組中的熱量導(dǎo)出至散熱器200，并通過(guò)風(fēng)扇將熱量排出。

可選的，所述加熱器件300設(shè)置于所述散熱器200或熱管板上。結(jié)合圖4所示，在本實(shí)施例中，可選的，所述加熱器件300內(nèi)嵌于所述散熱器200，且位于所述散熱器與所述第二導(dǎo)熱件120貼合的一側(cè)。所述加熱器件300與所述第二導(dǎo)熱件120接觸。為使電池模組升溫速度更快，各所述散熱器200上內(nèi)嵌有多個(gè)所述加熱器件300。所述散熱器200的個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選取即可。

在本實(shí)施例中，可選的，所述加熱器件300可以是加熱絲。所述加熱絲可以是鐵鉻鋁電熱絲、鎳鉻電熱絲或電阻等，只要能夠?qū)λ鰺峁馨寮訜峒纯伞?/p>

所述鐵鉻鋁合金是一種高電阻合金材料，具有電阻率高，電阻溫度系數(shù)小，耐高溫壽命長(zhǎng)，重量輕，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合在含有硫和硫化物氣氛中使用。此外，所述鐵鉻鋁合金中含有大量的鉻、鋁元素，因而合金具有優(yōu)良的高溫抗氧化性能?？紤]到電池模組所需的工作溫度及加熱絲的成本和壽命，在本實(shí)施例中，可選的，所述加熱絲為鐵鉻鋁電熱絲。

為避免在加熱過(guò)程中發(fā)生漏電的情況，可選的，所述加熱器件300與所述散熱器200之間設(shè)置有絕緣隔熱層，所述導(dǎo)熱部件100與所述散熱器200和加熱器件300的接觸部分設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱層。

如圖5所示，本發(fā)明還提供一種電池模組，所述電池模組包括底板50、安裝于所述底板50上的多個(gè)單體電池40和上述的熱管理裝置10。由于該電池模組具有上述熱管理裝置10，因而該電池模組具有上述熱管理裝置10類(lèi)似的效果，在此不做贅述。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種熱管理裝置10及電池模組，與傳統(tǒng)的熱管理裝置相比，熱傳導(dǎo)效率明顯提升，能夠?yàn)殡姵啬＝M提供高效的散熱或加熱管理。具體地，當(dāng)電池模組內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，導(dǎo)熱部件100將熱量傳遞給散熱裝置，散熱裝置通過(guò)風(fēng)扇將熱量排出，達(dá)到對(duì)電池模組散熱的目的。當(dāng)電池模組在低溫環(huán)境下工作時(shí)，加熱器件300產(chǎn)生熱量并通過(guò)導(dǎo)熱部件100對(duì)單體電池40進(jìn)行加熱，進(jìn)而達(dá)到為電池模組加熱升溫使其工作在較佳充放電狀態(tài)的目的。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。