CN219040563U - 一种多段独立调节的刀片电池热管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，它包括电池主框，电池主框内设有若干个等距离排列的水套组，若干水套组的侧壁之间夹有刀片电芯，水套组两侧设有入水支管与出水支管，入水支管一侧连接有集成式阀岛，出水支管一侧连接有集流器，集成式阀岛一侧连接有入水总管，集流器一侧连接有出水总管。

Description

一种多段独立调节的刀片电池热管理装置

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别是涉及一种多段独立调节的刀片电池热管理装置。

背景技术

目前，新能源汽车正在快速推广和普及，车用动力电池也在不断推陈出新。刀片电池（电芯）构型自身可以作为承重构件，同时电芯内部的排布以及电芯与电芯之间的排布都可以变得更加紧密，使电池包能量密度得到进一步提高，同时也减小了整个电池包包覆件和结构件的体积与重量，对提升新能源汽车续航里程和轻量化都有重要意义。

在紧密排布刀片电池的状态下，热管理的有效性非常重要。尤其是三元锂电池，耐高温性能更弱，容易发生高温下的燃烧***等事故，需要进更加优秀的热管理装置。

电池热管理需要实现夏季高温时的冷却散热和冬季的保温加热，使电池温度保持在20-25℃，从而使电池的性能、寿命和安全性得到最大化保障。目前广泛使用的是水冷式热管理装置，利用冷却液和相应装置来带走电池的多余热量（冬季加热冷却液来实现升温和保温）。

多数水冷式热管理装置是在电池包的顶部或底部安装一块水冷板，利用冷却液来实现温度控制。对于高密度排布的刀片电池，这种热管理装置存在以下不足：

1.只能对刀片电池的顶部或者底部进行热交换，而刀片电池的侧面才是面积最大的，这就导致热交换的位置不合理，热交换的效果和效率都会变差，为了确保热管理的有效性，只能加大冷却液流量或者降低电芯的排布紧密度，实际上也就降低了整个电池包的性能能水平。

2.冷却液从水冷板一侧流到另一侧，热交换明显会出现不均衡性，导致头部电芯换热多而尾部电芯换热偏少，温度的不均衡会导致不同位置电芯的充放电性能和寿命出现差异，长期积累下去就会降低整个电池包的性能，甚至引发安全事故。

3.排布于中间位置的刀片电芯由于空间上的集中，发热会有所积聚，所以电池包的温度在中心区域会更高一些，水冷板的水道和流向是固定的，无法实现主动调整，这也会导致电池包的整体温度是不均衡的。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，同时可以对装置内的冷却液实现灵活的分段调节。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，包括电池主框，所述电池主框内设有若干个等距离排列的水套组，若干所述水套组的侧壁之间夹有刀片电芯，所述水套组两侧设有入水支管与出水支管，所述入水支管一侧连接有集成式阀岛，所述出水支管一侧连接有集流器，所述集成式阀岛一侧连接有入水总管，所述集流器一侧连接有出水总管；所述刀片电芯表面设有温度传感器，所述集成式阀岛表面设有通过插口、传输线连接的BMS电池管理***，所述温度传感器与BMS电池管理***控制连接。

进一步设置：所述出水总管与热水总管之间设有冷热交换组件。

进一步设置：所述电池主框内具体包括104块刀片电池，长宽高为1280mm×118mm×13.5mm。

进一步设置：所述水套组的具体结构呈五折S型，水套组截面呈矩形扁管型，截面长宽118mm×4mm，壁厚0.5mm，所述水套组由铝合金材料制成。

进一步设置：所述水套组与刀片电芯侧面之间敷设导热绝缘硅胶。

进一步设置：所述入水支管与出水支管下方设有与电池主框固定连接的隔热护板。

综上所述，本实用新型具有如下优点：

1.提高了刀片电池（电芯）的热交换面积，提高了热交换效率；

2.采用多段独立调节的模式，对电池包温度的均匀性提升明显，各个电芯的温差可以控制在极小的范围；

3.采用电控调节，响应速度快，适应范围广；

4.实现更高能量密度的电芯应用或者电池包布局，确保其充放电性能、寿命以及安全性。

附图说明

此处所说明的附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的水套组侧壁放大示意图。

图中，1、刀片电芯；2、水套组；3、出水支管；4、电池主框；5、隔热护板；6、入水支管；7、集成式阀岛；8、入水总管；9、出水总管；10、集流器；11、温度传感器。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

实施例1：一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，包括电池主框4，电池主框4内设有若干个等距离排列的水套组2，若干水套组2的侧壁之间夹有刀片电芯1，水套组2两侧设有入水支管6与出水支管3，入水支管6一侧连接有集成式阀岛7，出水支管3一侧连接有集流器10，集成式阀岛7一侧连接有入水总管8，集流器10一侧连接有出水总管9。水套组2与刀片电芯1侧面之间敷设导热绝缘硅胶。刀片电芯1表面设有温度传感器11，集成式阀岛7表面设有通过插口、传输线连接的BMS电池管理***，温度传感器11与BMS电池管理***控制连接。入水支管6与出水支管3下方设有与电池主框4固定连接的隔热护板5。

如图所示，出水总管9与热水总管之间设有冷热交换组件。

本实用新型的实施方式中，刀片电芯1与水套呈互嵌状态排布于电池主框4中，共使用104块刀片电池，长宽高为1280mm×118mm×13.5mm，单个水套为五折S型（5个热交换面），水套截面为矩形扁管造型，截面长宽118mm×4mm，壁厚0.5mm，材料为铝合金。水套与电池侧面之间敷设导热绝缘硅胶，以防电化学反应或者漏水等问题。水套的入水支管6和出水支管3从主框侧边的预留孔中穿出，绕到边框下侧，排列整齐后分别与集成式阀岛7和集流器10连接。由于入水支管6和出水支管3多而细长，且从主框侧面下方汇聚布线，汽车行驶容易受到损伤导致破裂漏水，而且也有温度损失，因此其下方需要安装隔热护板5。

阀岛有插口与BMS通过传输线连接，阀岛与入水总管8连接，集流器10与出水总管9连接。在出水总管9和入水总管8外，再连接其余保障循环和热交换的部件。温度传感器11安装在每组水套包裹的电芯的上表面，每组水套配备3个温度传感器11，安装位置为每组居中电芯长度方向上的四等分位。具体为：冷却液就可以从入水总管8进入阀岛，根据各个温度传感器11的数据，实现电控的主动分流和调节，分别以适合的流量流经21组S型散热水套，对刀片电芯1最大的侧表面进行热交换，最后再将冷却液重新集流回出水总管9，通过水泵循环起来，并利用散热或是升温装置对出水进行降温或者加热，最终实现电池均匀恒温的目的。

以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，包括电池主框（4），其特征在于：所述电池主框（4）内设有若干个等距离排列的水套组（2），若干所述水套组（2）的侧壁之间夹有刀片电芯（1），所述水套组（2）两侧设有入水支管（6）与出水支管（3），所述入水支管（6）一侧连接有集成式阀岛（7），所述出水支管（3）一侧连接有集流器（10），所述集成式阀岛（7）一侧连接有入水总管（8），所述集流器（10）一侧连接有出水总管（9）；所述刀片电芯（1）表面设有温度传感器（11），所述集成式阀岛（7）表面设有通过插口、传输线连接的BMS电池管理***，所述温度传感器（11）与BMS电池管理***控制连接。

2.根据权利要求1所述的一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，其特征在于：所述出水总管（9）与热水总管之间设有冷热交换组件。

3.根据权利要求1所述的一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，其特征在于：所述电池主框（4）内具体包括104块刀片电池，长宽高为1280mm×118mm×13.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，其特征在于：所述水套组（2）的具体结构呈五折S型，水套组（2）截面呈矩形扁管型，截面长宽118mm×4mm，壁厚0.5mm，所述水套组（2）由铝合金材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，其特征在于：所述水套组（2）与刀片电芯（1）侧面之间敷设导热绝缘硅胶。

6.根据权利要求1所述的一种多段独立调节的刀片电池热管理装置，其特征在于：所述入水支管（6）与出水支管（3）下方设有与电池主框（4）固定连接的隔热护板（5）。

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