CN103227352B - 电动汽车/混合动力汽车单体电池的温度控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制装置以及电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法。本发明的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制装置具备：与所述单体电池连接的铜钯；包覆在所述铜钯外的换热片；以及与所述换热片连接的导热板。利用本发明，能够有效地对电动汽车/混合动力汽车的单体电池进行加热或冷却，能够有效解决电池在低温工况下的工作问题。而且，由于不是对电池外壳直接进行加热或冷却而是对单体电池的电极进行加热或冷却，因此，具有加热或冷却效果均匀、热损耗小的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车/混合动力汽车用动力电池的温度控制，尤其涉及一种电动汽车/混合动力汽车用单体电池的温度控制装置以及温度控制方法。
背景技术
随着全球能源的日趋紧张，各国都加紧投入了对纯电动/混合动力电动汽车的研究。而动力电池作为纯电动/混合动力电动汽车的重要储能装置也受到了广泛关注。电动汽车是以动力蓄电池作为主要能源，以电动机作为主要动力输出装置的车辆，混合动力电动汽车在使用动力蓄电池的同时，还可装配传统内燃机作为辅助动力单元，以利用发动机带动发电机为电池组进行充电。
众所周知，动力电池对工作温度要求苛刻，如不适合在低于－10℃或高于55℃的温度下工作。动力电池长时间工作在过低/过高温度下工作将直接降低电池寿命和电池的巡航里程，此外，还会直接影响到用于动力控制计算的SOC(StateOfCharge)、SOH(StateOfHealth)精度。尤其是在低温的情况下，低温会导致电池性能急剧下降，进而影响电动汽车的动力性和续驶里程。
目前，对动力电池进行温控的方法，例如常用的是直接对电池外壳持续加热的方法。这虽有助于提高动力电池的低温特性，但是热损耗较大，加热不均匀，成本高。
发明内容
本发明鉴于上述问题，旨在提供一种加热（或冷却）效果均匀、热损耗小的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制装置以及电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法。
本发明的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制装置，用于对所述单体电池进行加热或冷却，其特征在于，具备：与所述单体电池连接的铜钯；包覆在所述铜钯外的换热片；以及与所述换热片连接的导热板。
优选地，所述换热片由绝缘材料构成。
优选地，所述铜钯与所述单体电池的电极极柱连接。
优选地，所述换热片由导热陶瓷或特氟纶构成。
优选地，所述导热板是由柱状导体和***在其中的管状通路构成。
优选地，将所述导热板设置于所述单体电池的上方。
优选地，将所述导热板设置于所述单体电池的侧面。
优选地，还具备在所述导热板和所述换热片之间设置的导热胶。
优选地，作为所述导热胶采用导热硅胶。
本发明的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法，用于对所述单体电池进行加热或冷却，其特征在于，包括：将所述单体电池与铜钯连接的连接步骤；在所述铜钯外包覆换热片的包覆步骤；将外接的导热板与所述换热片连接，将热量通过所述换热片传递到所述铜钯以加热或冷却所述单体电池的加热或冷却步骤。
优选地，在所述包覆步骤中，采用绝缘材料来构成所述换热片。
优选地，在所述连接步骤，将所述铜钯连接在所述单体电池的电极极柱上。
优选地，在所述包覆步骤中，采用导热陶瓷或特氟纶来构成所述换热片。
优选地，在所述加热或冷却步骤中，将所述外接的导热板与所述换热片连接时使得所述外接的导热板位于所述单体电池的上方。
优选地，在所述加热或冷却步骤中，将所述外接的导热板与所述换热片连接时使得所述外接的导热板位于所述单体电池的侧方。
优选地，还具备在所述外接的导热板和所述换热片之间涂敷导热胶的涂敷步骤。
优选地，在所述涂敷步骤中，作为导热胶采用导热硅胶。
优选地，在所述加热或冷却步骤中，使得所述电极往导热板侧移动以缩短加热或冷却距离。
利用本发明的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制装置以及电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法，能够有效地对电动汽车/混合动力汽车的单体电池进行加热（冷却），能够有效解决电池在低温工况下的工作问题。而且，由于不是对电池外壳直接进行加热（冷却）而是对单体电池的电极进行加热（冷却），因此，加热（冷却）效果均匀，热损耗小。
附图说明
图1是表示电动汽车/混合动力汽车的单体电池的构造的示意图。
图2（a）是表示本发明的电动汽车/混合动力汽车电池温度控制装置的部分构造的立体示意图，图2（b）是表示该部分构造的俯视图，图2（c）是表示该部分的A-A视图。
图3是表示本发明的第一实施方式的电动汽车/混合动力汽车电池温度控制装置的构造的示意图。
图4是表示本发明的第三实施方式的电动汽车/混合动力汽车电池温度控制装置的构造的示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
第一实施方式
首先，对于电动汽车/混合动力汽车的单体电池100的构造进行简单说明。
图1是表示电动汽车/混合动力汽车的单体电池的构造的示意图。如图1所示，单体电池100包括：正极极柱101、正极极耳102、正极涂层103、负极极柱104、负极极耳105、负极涂层106、隔离膜107、泄压阀108、外包装109。
其中，正极极柱101和正极极耳102连接，负极极柱104和负极极耳105连接，并且正极极柱101、正极极耳102、负极极柱104、负极极耳105由金属材料构成。
在本发明中，为了对单体电池100进行加热（或冷却），是将热量直接通过单体电池100的电极传导到电池内部。具体地，参照图2对本发明的导热方式进行说明。
图2（a）是表示本发明的电动汽车/混合动力汽车电池温度控制装置的部分构造的立体示意图，图2（b）是表示该部分构造的俯视图，图2（c）是表示该部分的A-A视图。
如图2（a）～（c）所示，为了将热量直接传导到单体电池100，在本发明的动力汽车用单体电池100的温度控制装置中，设置与单体电池100连接的铜钯200以及包覆在所述铜钯100外的换热片300。具体地，如图2（a）所示，该铜钯100连接在单体电池100的极柱之间。又，为了解决绝缘问题，在该铜钯100外包覆一层换热片300作为传热介质。
这里，作为换热片300的材料，要求采用绝缘性材料，较佳地是采用绝缘性且导热性较好的材料。例如，可以列举AlN、BN、Al2O3等导热陶瓷或者特氟纶等很薄的绝缘耐磨材料。另外，考虑到厚度对热传导的影响，随着绝缘层厚度的降低，对该材料的导热系数要求也可以降低。
这样通过将铜钯100与单体电池100的极柱连接，热量通过铜钯100传导到单体电池100的极柱，传导到极柱的热量会通过与极柱直接连接的极耳传导到单体电池100的内部，因此，能够直接对单体电池100的内部进行加热（或冷却），是最直接且最有效率的加热（或冷却）方式。
图3是表示本发明的一实施方式的电动汽车/混合动力汽车电池温度控制装置的构造的示意图。如图3所示，本发明的动力汽车用单体电池100的温度控制装置除了具备与单体电池100的电极连接的铜钯200和包覆铜钯200的换热片300之外，还具备导热板400。
如图3所示，在本发明中，通过外接的导热板400将热量传递到换热片300和铜钯200，从而加热（或冷却）电动汽车/混合动力汽车的单体电池100。在本实施方式中，导热板400位于单体电池100的上方，可以是在上方的两侧设置2条导热板，当然也可以是仅在上方的一侧设置1条导热板，但显然前者的加热（或冷却）的效果优于后者。
导热板400是由柱状导体401和***在其中的管状通路402构成。若在管状通路402中流过导热液的话，则该正热量通过导热板400、换热片300和铜钯200直接传递到单体电池100的极柱，能够直接对单体电池100进行加热；若在管状通路402中流过冷却液的话，则该负热量通过导热板400、换热片300和铜钯200直接传递到单体电池100的极柱，能够直接对单体电池100进行冷却。
另外，基于安全考虑，在本实施方式中，导热板400采用油冷方式进行温度控制（加热/冷却），即在所述管状通路402中作为导热液/冷却液流过油。这是因为如果在导热板400设置在单体电池100的上方时，一旦导热板400的导热液或冷却液泄漏的话，若作为导热液/冷却液采用水的情况下，就会造成单体电池100短路，而当作为导热液/冷却液采用油的情况下，就不会造成单体电池100短路的发生。因此，在将导热板400设置在单体电池100的上方时，作为导热液/冷却液最好采用油。
根据上述本发明的第一实施方式的电动汽车/混合动力汽车电池温度控制装置，能够通过导热板400、换热片300以及铜钯200直接对单体电池100进行加热或冷却，加热或冷却效果均匀、热损耗小，效率高。
第二实施方式
以下对本发明第二实施方式的动汽车电池温度控制装置进行说明。本发明第二实施方式的电池温度控制装置是在上述第一实施方式的基础上，进一步增加在导热板400和换热片300之间设置导热胶（未图示）的构造。
作为导热胶，可以采用导热性能良好的硅胶。这样，利用设置在导热板400和换热片300之间的导热胶，能够更进一步地提高导热板400和换热片300之间的热交换效率。因此，能够更进一步地有效地对单体电池100进行加热或冷却。
第三实施方式
以下对本发明第三实施方式的动汽车电池温度控制装置进行说明。本发明第三实施方式的电池温度控制装置除了导热板400设置位置以外，其他与上述第一实施方式的动汽车电池温度控制装置的构造相同。
图4是表示本发明第三实施方式的电动汽车/混合动力汽车电池温度控制装置的构造的示意图。如图4所示，在第三实施方式中将导热板400设置在单体电池100的侧面，可以是在侧面的两侧设置2条导热板，也可以是仅在侧面的一侧设置1条导热板。
同样地，该导热板400是由柱状导体401和***在其中的管状通路402构成。由于导热板400是设置在单体电池100的侧面的，因此，即使流过其中的导热液/冷却液泄漏的话，也不会泄漏到单体电池100的电极上。因此，在本实施方式中，导热液/冷却液除了如第一实施方式那样可以采用油，也可以采用含水的冷却液。
同样地，若在管状通路402中流过导热液的话，则该正热量通过导热板400、换热片300和铜钯200直接传递到单体电池100的极柱，能够直接对单体电池100进行加热；若在管状通路402中流过冷却液的话，则该负热量通过导热板400、换热片300和铜钯200直接传递到单体电池100的极柱，能够直接对单体电池100进行冷却。
第四实施方式
以下对本发明第四实施方式的动汽车电池温度控制装置进行说明。本发明第四实施方式的电池温度控制装置是在上述第三方式的基础上，进一步增加在导热板400和换热片300之间设置导热胶（未图示）的构造。
作为导热胶，可以采用导热性能良好的硅胶。这样，利用设置在导热板400和换热片300之间的导热胶，能够更进一步地提高导热板400和换热片300之间的热交换效率。因此，能够更进一步地有效地对单体电池100进行加热或冷却。
以上对于本发明的动力电池温度控制装置进行了说明。下面对于本发明的动力电池温度控制方法进行简单说明。
本发明的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法用于对单体电池100进行加热或冷却的温度控制方法，该方法包括：将单体电池100与铜钯200进行连接的连接步骤；为了保持铜钯200的绝缘性，在铜钯200外包覆换热片300的包覆步骤；将外接的导热板400与换热片300连接，将热量通过换热片300传递到铜钯200以加热或冷却单体电池100的加热或冷却步骤。
其中，在上述包覆步骤中，采用绝缘材料来构成换热片300。最好，作为绝缘材料，可以采用导热陶瓷或特氟纶。
在上述连接步骤中，将铜钯200连接在单体电池100的电极极柱上。
在上述加热或冷却步骤中，将外接的导热板400与换热片300连接时使得外接的导热板400位于单体电池100的上方。这样如上述第一实施方式中所述的，在导热板400中通过油作为导热液或者冷却液。或者，在上述加热或冷却步骤中，将外接的导热板400与换热片300连接时使得外接的导热板400位于单体电池100的侧方。这样如上述第三实施方式中所述的，在导热板400中能够将油或者水作为导热液或者冷却液。
进一步在上述加热或冷却步骤中，如图4中的箭头所示，使得电极往导热板400侧移动以缩短加热距离。
进一步，在本发明的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法中还具备在外接的导热板400和换热片300之间涂敷导热胶的涂敷步骤。作为导热胶采用导热硅胶。这样，能够更进一步地提高导热板400和换热片300之间的热交换效率。
以上例子主要说明了本发明的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制装置及本发明的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (3)
1.一种电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制装置，用于对所述单体电池进行加热或冷却，其特征在于，具备：
与所述单体电池的电极极柱连接的铜钯；
包覆在所述铜钯外的换热片；以及
与所述换热片连接的导热板，
所述导热板由柱状导体和***在其中的管状通路构成，使用油作为导热液或者冷却液，
将所述导热板设置于所述单体电池的侧面，
所述换热片由导热陶瓷或特氟纶构成，
其中，还具备在所述导热板和所述换热片之间设置的导热胶，
采用导热硅胶作为所述导热胶。
2.一种电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法，用于对所述单体电池进行加热或冷却，其特征在于，包括：
将所述单体电池与铜钯连接的连接步骤；
在所述铜钯外包覆换热片的包覆步骤；以及
将外接的导热板与所述换热片连接，将热量通过所述换热片传递到所述铜钯以加热或冷却所述单体电池的加热或冷却步骤，
在所述加热或冷却步骤中，所述导热板由柱状导体和***在其中的管状通路构成，使用油作为导热板的导热液或者冷却液，所述外接的导热板与所述换热片连接时使得所述外接的导热板位于所述单体电池的侧方，
在所述包覆步骤中，采用绝缘材料来构成所述换热片，
在所述连接步骤，将所述铜钯连接在所述单体电池的电极极柱上，
其中，还具备在所述外接的导热板和所述换热片之间涂敷导热胶的涂敷步骤，
在所述涂敷步骤中，采用导热硅胶作为导热胶，
在所述加热或冷却步骤中，使得所述电极往导热板侧移动以缩短加热或冷却距离。
3.如权利要求2所述的电动汽车/混合动力汽车用动力单体电池的温度控制方法，其特征在于，
在所述包覆步骤中，采用导热陶瓷或特氟纶来构成所述换热片。
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