CN109273794A - 一种汽车动力电池温度控制设备 - Google Patents

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陈江平
施骏业
李子超
游典
黄国平
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Abstract

本发明公开了一种汽车动力电池温度控制设备，属于热管理领域，包括热管和冷板，所述热管分为上部和下部，所述热管的上部与所述冷板贴合，所述热管的下部与所述动力电池贴合，所述动力电池的热量通过所述热管的下部、上部以及所述冷板构成的通道散发出去。本发明通过热管强化了动力电池与冷板之间的热量交换，同时简化冷板结构，减小电池包整体体积，增大能量密度。通过冷板的重力压紧热管，使得热管表面、冷板表面以及动力电池表面的接触热阻减少。

Description

一种汽车动力电池温度控制设备
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电池的热管理领域，尤其涉及一种汽车动力电池温度控制设备。
背景技术
近年来，随着环境污染问题日益严重，温室效应不断加剧以及原油价格不断上涨、能源匮乏等问题涌现，各国开始加大对新能源汽车的重视。电动汽车在运行过程中无污染物排放、经济效率高，是一种较为理想的新能源汽车，引起世界各国的广泛重视。电池在充放电过程中，由于内部化学反应比较迅速，会产生大量的热。尤其是在快速充电、爬坡、加速工况下，电池充、放电倍率较高，在短时间内会产生大量的热。而温度过高会影响电池内部化学反应的进一步进行，且对电池内阻、电压等电学参数产生影响，不利于电池工作，甚至可能发生热失控，出现燃烧***的情况，对于车辆运行非常不利。因而，为了满足电动汽车正常使用的需求，控制电池的工作范围，延长电池的使用寿命，增大车辆运行的安全性，电动汽车的动力电池温度控制设备作为汽车热管理***的一部分，是不可或缺的。
为了进行电池温度控制，可以采用冷板或将冷板布置在电池底部，或是用冷板将动力电池缠绕起来，都可以使冷板内冷却液在流动过程中，将热量带走。还可以利用热管极强的导热能力，将热管与冷板结合，将电池产生的热量带走。公开号为CN103715473A的发明专利中就采用了平板热管作为导热元件，对电池温度进行控制，虽然可以达到温度控制的效果，但是在电池与冷板之间浪费了大量的空间，降低电池包整体的能量密度。同时，将热管悬挂在冷板上，接触面传热效果较差。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型的汽车动力电池温度控制设备，提高了传热效果，而且可以达到较高的空间利用率。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何通过较高的动力电池空间利用率达到更好的传热效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种汽车动力电池温度控制设备，包括热管和冷板，所述热管分为上部和下部，所述热管的上部与所述冷板贴合，所述热管的下部与所述动力电池贴合，所述动力电池的热量通过所述热管的下部、上部以及所述冷板构成的通道散发出去。
进一步地，所述热管呈倒L形，所述热管的上部为横管，所述热管的下部为竖管。
进一步地，所述热管为重力热管。
进一步地，所述重力热管采用吹胀的方式进行加工，内部有微小的棋格状通道。
进一步地，所述横管的上表面涂有导热硅脂，与所述冷板贴合；所述竖管的侧面涂有导热硅脂，与相邻的所述动力电池贴合。
进一步地，所述横管的厚度大于所述动力电池电极的高度，保证所述电极不与所述冷板接触；所述横管的宽度被设置为在所述动力电池的电极两侧预留空间，用于电极之间连线的排布。
进一步地，所述动力电池可以是方形电池、软包电池或者结合成为方形体的柱状电池模组；所述动力电池配有电池包箱体，所述动力电池被封装在所述电池包箱体的内部。
进一步地，还包括温度传感器，泵和控制单元。
进一步地，所述泵和控制单元设置在所述电池包箱体的外部；所述热管，冷板和温度传感器被封装在所述电池包箱体的内部。
进一步地，所述温度传感器用于检测所述动力电池的温度，并将检测到的电池温度传递给所述控制单元；所述控制单元设有阈值温度；如果所述电池温度小于或等于所述阈值温度，所述泵不开启；如果所述电池温度超过所述阈值温度，则所述泵开启，所述控制单元根据所述电池温度调节所述泵的转速，调整所述冷板的冷量；所述泵工作后，所述控制单元继续获取所述电池温度，根据所述电池温度调整所述泵的转速，形成闭环控制。
本发明通过热管强化了动力电池与冷板之间的热量交换，同时简化冷板结构，减小电池包整体体积，增大能量密度。通过冷板的重力压紧热管，使得热管表面、冷板表面以及动力电池表面的接触热阻减少。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的总体结构示意图；
图2是本发明的另一个较佳实施例的总体结构示意图；
图3是本发明的一个较佳实施例的控制单元原理图；
图4是本发明的一个较佳实施例的热量传导步骤图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
实施例一
如图1所示，为一种汽车动力电池温度控制设备，包括热管1和冷板2，热管1分为上部和下部，热管1的上部与冷板2贴合，热管1的下部与动力电池3贴合，动力电池3的热量通过热管1的下部、上部以及冷板2构成的通道散发出去。当热量进入冷板2之后，冷板2内部的循环将动力电池3产生的热量带走，降低动力电池3的温度。
在本实施例中，热管1可以呈倒L形，其中热管1的上部为横管，热管1的下部为竖管。
热管1可以为重力热管。其中，重力热管采用吹胀的方式进行加工，内部有微小的棋格状通道。
横管的上表面涂有导热硅脂5，与冷板2贴合，达到紧密贴合的程度；竖管的侧面也涂有导热硅脂5，与相邻的动力电池3贴合，也达到紧密贴合的程度。采用导热硅脂5填充缝隙，可以降低接触热阻，便于更好地散热。重力热管作为温度传导的元件，与冷板2和动力电池3有机结合在一起。
横管的厚度大于动力电池3电极的高度，保证电极不与冷板2接触；横管的宽度被设置为在动力电池3的电极两侧预留空间，用于电极之间连线的排布。横管的宽度相对于竖管的宽度较小，小于动力电池3电极之间的距离。
其中，动力电池3可以是方形电池、软包电池或者结合成为方形体的柱状电池模组；动力电池3配有电池包箱体，动力电池3被封装在电池包箱体的内部。
电池包箱体为绝热结构，电池的热量只通过冷板2的冷却液向外传递。
热管1将冷板支撑起来，在动力电池3与冷板2之间留有间隙4，可以为电池之间连接排线留出充裕空间。
实施例二
如图2所示，一种汽车动力电池温度控制设备，在电池包箱体内部可以封装有多个动力电池3，每两个电池之间均嵌入一个热管1的竖管。
一种汽车动力电池温度控制设备，还包括温度传感器6，泵7和控制单元8。泵7和控制单元8设置在电池包箱体的外部；热管1，冷板2和温度传感器6被封装在电池包箱体的内部。
如图3所示，温度传感器6用于检测动力电池3的温度，并将检测到的电池温度传递给控制单元8；控制单元8设有阈值温度；如果电池温度小于或等于阈值温度，泵7不开启；如果电池温度超过阈值温度，则泵7开启，控制单元8根据电池温度调节泵7的转速，调整冷板2的冷量；泵7工作后，控制单元8继续获取电池温度，根据电池温度调整泵7的转速，不断调整冷板2的冷量，形成闭环控制。
如图4所示，动力电池3的热量通过各部件进行传导，最终被冷却液带走。冷板2的温度比动力电池3低，热管1的竖管在吸热后，液态工质蒸发，至横管处冷凝，热量通过横管向冷板2传递。动力电池3的温度通过温度传感器6传递给控制单元8，控制单元8经过图3所示的流程来控制泵7的转速，进而对流入动力电池3的电池包的冷量进行控制。
本发明可实现将动力电池工作过程中产生的热量带走，通过闭环控制来实现较为精准的温度控制，保证电池在目标温度下较为稳定的工作。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车动力电池温度控制设备，包括热管和冷板，其特征在于，所述热管分为上部和下部，所述热管的上部与所述冷板贴合，所述热管的下部与所述动力电池贴合，所述动力电池的热量通过所述热管的下部、上部以及所述冷板构成的通道散发出去。
2.如权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述热管呈倒L形，所述热管的上部为横管，所述热管的下部为竖管。
3.如权利要求2所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述热管为重力热管。
4.如权利要求3所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述重力热管采用吹胀的方式进行加工，内部有微小的棋格状通道。
5.如权利要求2所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述横管的上表面涂有导热硅脂，与所述冷板贴合；所述竖管的侧面涂有导热硅脂，与相邻的所述动力电池贴合。
6.如权利要求2所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述横管的厚度大于所述动力电池电极的高度，保证所述电极不与所述冷板接触；所述横管的宽度被设置为在所述动力电池的电极两侧预留空间，用于电极之间连线的排布。
7.如权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述动力电池可以是方形电池、软包电池或者结合成为方形体的柱状电池模组；所述动力电池配有电池包箱体，所述动力电池被封装在所述电池包箱体的内部。
8.如权利要求7所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，还包括温度传感器，泵和控制单元。
9.如权利要求8所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述泵和控制单元设置在所述电池包箱体的外部；所述热管，冷板和温度传感器被封装在所述电池包箱体的内部。
10.如权利要求8所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述温度传感器用于检测所述动力电池的温度，并将检测到的电池温度传递给所述控制单元；所述控制单元设有阈值温度；如果所述电池温度小于或等于所述阈值温度，所述泵不开启；如果所述电池温度超过所述阈值温度，则所述泵开启，所述控制单元根据所述电池温度调节所述泵的转速，调整所述冷板的冷量；所述泵工作后，所述控制单元继续获取所述电池温度，根据所述电池温度调整所述泵的转速，形成闭环控制。
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