CN104241726A - 一种车用单体电池及车用流体换热电池组 - Google Patents

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葛如炜
周建君
郑国胜
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Abstract

本发明公开了一种车用单体电池，包括：负极端子、导热管、隔膜、负极板、正极板、外壳、正极端子。其中，在车用单体电池的电芯位置设置有导热管，所述导热管与负极端子、正极端子均平行；负极端子与负极板连接，正极端子与正极板连接；所述负极板、正极板、隔膜包裹在导热管外侧，且在负极板与正极板之间、正极板与导热管之间均设置有隔膜，导热管只与隔膜接触。本发明还公开了一种车用流体换热电池组，所述车用流体换热电池组包括多个车用单体电池，还包括进液总管、液体分配管、连接管、液体汇集管、出液总管。本发明可有效提高电池组换热性能，使得车用电池组流体换热更高效，并且具有结构简单，紧凑，易制造，工作可靠等特点。

Description

一种车用单体电池及车用流体换热电池组
技术领域
本发明涉及一种车用单体电池及车用流体换热电池组。
背景技术
电动车用电池组在使用过程中，其芯体（即单体电池的中心部分）聚集的热量最高，目前通过对单体电池的***散热。
但是，单体电池芯体聚集的热量最高，仅通过对单体电池的***散热，换热效果如同隔靴挠痒，不直接有效。这种方式难以有效地将单体电池中心部分的热量散出，不能满足电池组使用寿命要求，且不利于电池能量的高效利用，提高车辆的续航里程。
随着新能源电动车的日益推广，急需一款采用电池芯体散热的新结构将使电池组具有更高的换热效率，以弥补现有结构，性能的不足。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种散热效果更好的车用单体电池及车用流体换热电池组。
本发明提供了一种车用单体电池，所述车用单体电池包括：负极端子、导热管、隔膜、负极板、正极板、外壳、正极端子。其中，在车用单体电池的电芯位置设置有导热管，所述导热管与负极端子、正极端子均平行；负极端子与负极板连接，正极端子与正极板连接；所述负极板、正极板、隔膜包裹在导热管外侧，且在负极板与正极板之间、正极板与导热管之间均设置有隔膜，导热管只与隔膜接触。
优选地，导热管的两端均延伸超出了负极端子、正极端子的最外端。
优选地，导热管的两端超出负极端子、正极端子最外端的长度为2-5厘米。
本发明还提供一种车用流体换热电池组，所述车用流体换热电池组包括多个车用单体电池，所述车用单体电池包括：负极端子、导热管、隔膜、负极板、正极板、外壳、正极端子，其中，在车用单体电池的电芯位置设置有导热管，所述导热管与负极端子、正极端子均平行；负极端子与负极板连接，正极端子与正极板连接；所述负极板、正极板、隔膜包裹在导热管外侧，且在负极板与正极板之间、正极板与导热管之间均设置有隔膜，导热管只与隔膜接触。所述车用流体换热电池组还包括进液总管、液体分配管、连接管、液体汇集管、出液总管，进液总管与液体分配管连接，液体分配管通过连接管与各车用单体电池的导热管的一端连接，所述导热管的另一端通过连接管与液体汇集管连接，液体汇集管与出液总管连接。
优选地，所述连接管为橡胶连接管。
优选地，导热管的两端均延伸超出了负极端子、正极端子的最外端。
优选地，导热管的两端超出负极端子、正极端子最外端的长度为2-5厘米。
优选地，在流体管路中设有温度传感器，以监控温度。
优选地，在导热管或与导热管相连的管路中设置一加热器以对液体进行加热，温度传感器监控是否到达预定的加热温度，如果到达，即减小或停止加热器的加热，如果没有到达，则继续加热；在导热管或与导热管相连的管路中设置一冷却器，用于冷却液体，温度传感器监控是否到达预定的冷却温度，如果到达，即减小或停止冷却，如果没有到达，则继续冷却。
优选地，所述连接管为橡胶连接管。
相对于现有技术，本发明提供的车用单体电池及车用流体换热电池组可有效提高电池组换热性能，使得车用电池组流体换热更高效，并且具有结构简单，紧凑，易制造，工作可靠等特点。
附图说明
图1是本发明一种具体实施方式的车用单体电池的结构示意图；
图2是本发明一种具体实施方式的车用流体换热电池组的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的车用单体电池包括：负极端子1、导热管2、隔膜3、负极板4、正极板5、外壳6、正极端子7。完成安装后，负极端子1、导热管2、负极板4、正极板5均延电池的长轴方向设置。正极板5、负极板4均由特定的金属板材实现，并且卷绕成圆筒状。
导热管2被正极板5、负极板4和隔膜3包裹，导热管2只与隔膜3接触，并且导热管2与正极棒和负极棒平行。导热管与正极端子和负极端子应保持不导电距离。外壳6可以由例如塑料的绝缘材料制成，包围在负极端子1、导热管2、隔膜3、负极板4、正极板5、正极端子7***。在外壳6内部，负极板4位于正极板5外侧，负极板4与正极板5之间设置有隔膜3，负极板4与外壳6之间、导热管2与正极板5之间也设置有隔膜3。
在车用单体电池中，特别是在电芯部位置入导热管2（或多根导热管），现有的单体电池中没有设置导热管。所谓电芯部位是指车用单体电池的长轴方向的中心线位置。
导热管由铝、铜、钢等导热性能良好的金属或合金制成。导热管两端伸出单体电池的端部，例如。优选地，伸出单体电池端部，例如导热管的两端超出负极端子、正极端子最外端的长度为2cm-5cm，长度过长可能将导致电池组体积过大，长度过小将影响电池组安装操作。
导热管2可以为直管，内壁和外壁可以是光面或粗糙面，横截面可以是圆形或椭圆形或近似矩形等。优选地，导热管为无缝管，以防止渗漏。导热管与各电极板平行布置。导热管壁与负极板和隔膜接触或导热管壁只与隔膜接触，导热管要与正极做绝缘处理。导热管的径向截面可以是圆形或椭圆形或近似矩形等。导热管两端配备有管路接口，以便与其它管路相连接。
如图2所示，一种车用流体换热电池组，所述车用流体换热电池组包括多个车用单体电池50。
所述车用单体电池50可以包括：负极端子、导热管、隔膜、负极板、正极板、外壳、正极端子，其中，在车用单体电池的电芯位置设置有导热管，所述导热管与负极端子、正极端子均平行；负极端子与负极板连接，正极端子与正极板连接；所述负极板、正极板、隔膜包裹在导热管外侧，且在负极板与正极板之间、正极板与导热管之间均设置有隔膜，导热管只与隔膜接触。车用单体电池的结构如上所述，在此不再赘述。
另外，所述车用流体换热电池组还包括进液总管10、液体分配管20、连接管30、液体汇集管60、出液总管70。其中，进液总管10与液体分配管20连接，液体分配管20通过连接管30与各车用单体电池的导热管2的一端连接，所述导热管2的另一端通过连接管30与液体汇集管60连接，液体汇集管60与出液总管70连接。
进液总管10与液体分配管20之间可以用管螺纹连接或焊接。液体分配管20、液体汇集管60的结构是可以完全一致，但作用正相反，液体分配管20用于将进液总管10中的液体分配至各车用单体电池的散热管中，液体汇集管60的作用在于将从各车用单体电池的导热管流出的液体引入出液总管70中。
液体分配管通过“一通二”或“一通三”等形式将流体分配到单体电池中，在液体流出单体电池后，通过液体分配管将流体汇集到出液总管中。连接管优选为橡胶管，橡胶连接管具有良好的弹性和绝缘性。
工作液体可以为发动机冷却液或发动机变速箱冷却油。以冷却液为例，结合图2，其工作过程如下：
冷却液体首先流入进液总管10，通过液体分配管20、橡胶连接管30流入导热管2。经过导热管2后，可以通过橡胶连接管30流入液体汇集管6，进而从液体汇集管6流入出液总管7，随后流出。其中冷却液通过导热管与电池芯体进行热量交换。
优选地，在流体管路中设有温度传感器，以监控各温度。当导热管中的液体温度高于电池芯体温度时，流体可以提供热量，加热电池；当导热管中的流体温度较电池芯体温度低时，流体可以带走热量，冷却电池。相应地，可以在导热管或与导热管相连的管路中设置一加热器以对液体进行加热，温度传感器监控是否到达预定的加热温度，如果到达，即减小或停止加热，如果没有到达，则继续加热。相应地，可以在导热管或与导热管相连的管路中设置一冷却器，用于冷却液体，温度传感器监控是否到达预定的冷却温度，如果到达，即减小或停止冷却，如果没有到达，则继续冷却。冷却器使液体温度降低，低温液体带走单体电池中的热量，使单体电池温度降低，到达冷却的目的。进液和出液可以通过泵来实现，通过泵的运转将流体泵入单体电池的导热管，并且通过泵送循环将液体在再输送回到泵，如此往复。
尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。

Claims (10)

1.一种车用单体电池，其特征在于，所述车用单体电池包括：负极端子、导热管、隔膜、负极板、正极板、外壳、正极端子，其中，
在车用单体电池的电芯位置设置有导热管，所述导热管与负极端子、正极端子均平行；
负极端子与负极板连接，正极端子与正极板连接；
所述负极板、正极板、隔膜包裹在导热管外侧，且在负极板与正极板之间、正极板与导热管之间均设置有隔膜，导热管只与隔膜接触。
2.根据权利要求1所述的车用单体电池，其特征在于，导热管的两端均延伸超出了负极端子、正极端子的最外端。
3.根据权利要求2所述的车用单体电池，其特征在于，导热管的两端超出负极端子、正极端子最外端的长度为2-5厘米。
4.一种车用流体换热电池组，其特征在于，所述车用流体换热电池组包括多个车用单体电池，所述车用单体电池包括：负极端子、导热管、隔膜、负极板、正极板、外壳、正极端子，其中，在车用单体电池的电芯位置设置有导热管，所述导热管与负极端子、正极端子均平行；负极端子与负极板连接，正极端子与正极板连接；所述负极板、正极板、隔膜包裹在导热管外侧，且在负极板与正极板之间、正极板与导热管之间均设置有隔膜，导热管只与隔膜接触，
所述车用流体换热电池组还包括进液总管、液体分配管、连接管、液体汇集管、出液总管，进液总管与液体分配管连接，液体分配管通过连接管与各车用单体电池的导热管的一端连接，所述导热管的另一端通过连接管与液体汇集管连接，液体汇集管与出液总管连接。
5.根据权利要求4所述的车用流体换热电池组，其特征在于，所述连接管为橡胶连接管。
6.根据权利要求4所述的车用流体换热电池组，其特征在于，导热管的两端均延伸超出了负极端子、正极端子的最外端。
7.根据权利要求6所述的车用流体换热电池组，其特征在于，导热管的两端超出负极端子、正极端子最外端的长度为2-5厘米。
8.根据权利要求4所述的车用流体换热电池组，其特征在于，在流体管路中设有温度传感器，以监控温度。
9.根据权利要求8所述的车用流体换热电池组，其特征在于，在导热管或与导热管相连的管路中设置一加热器以对液体进行加热，温度传感器监控是否到达预定的加热温度，如果到达，即减小或停止加热器的加热，如果没有到达，则继续加热；在导热管或与导热管相连的管路中设置一冷却器，用于冷却液体，温度传感器监控是否到达预定的冷却温度，如果到达，即减小或停止冷却，如果没有到达，则继续冷却。
10.根据权利要求4所述的车用流体换热电池组，其特征在于，所述连接管为橡胶连接管。
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