RU2756389C1 - Method for liquid thermal stabilisation of flat cells of the battery module of a traction accumulator battery - Google Patents

Method for liquid thermal stabilisation of flat cells of the battery module of a traction accumulator battery Download PDF

Info

Publication number
RU2756389C1
RU2756389C1 RU2020131477A RU2020131477A RU2756389C1 RU 2756389 C1 RU2756389 C1 RU 2756389C1 RU 2020131477 A RU2020131477 A RU 2020131477A RU 2020131477 A RU2020131477 A RU 2020131477A RU 2756389 C1 RU2756389 C1 RU 2756389C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
battery module
heat
cells
module
Prior art date
Application number
RU2020131477A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Феликс Львович Винокур
Светлана Владимировна Бузаджи
Владимир Александрович Подлипалин
Константин Сергеевич Дистранов
Михаил Анатольевич Пономарев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Пк "Энергетические Системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Пк "Энергетические Системы" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Пк "Энергетические Системы"
Priority to RU2020131477A priority Critical patent/RU2756389C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2756389C1 publication Critical patent/RU2756389C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

FIELD: batteries.
SUBSTANCE: invention relates to means of accumulating electric power for use in transport engineering as part of power supplying complexes of vehicles equipped with a traction electric drive. In the method for liquid thermal stabilisation of flat cells of the battery module of a traction accumulator battery, wherein heat from the battery cells is removed using metal plates and U-shaped channels with a liquid heat carrier, coupled with a distributor and collector of the battery module on the side of the pole terminals connected in parallel, accumulator cells, and forming accumulators of the battery module, the thermal stabilisation channels are made on the basis of U-shaped tubes installed in shaped blankings of the paired metal plates forming heat exchangers, assembled together with the accumulators into a package structure, installed on top whereof, depending on the number of accumulators in the module, are one or two interface printed circuit boards, tightened using large clamps when assembling the battery module and mechanically fixed by bolts to the walls and angles of the battery module.
EFFECT: structural simplification, possibility of using the accumulator battery both at high and low ambient temperatures.
1 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области энергообеспечения, точнее к средствам аккумулирования электроэнергии, и предназначено для использования в транспортном машиностроении в составе энергопитающих комплексов транспортных средств, оснащенных тяговым электроприводом.The invention relates to the field of power supply, more precisely to means of accumulating electricity, and is intended for use in transport engineering as part of power supply complexes of vehicles equipped with a traction drive.

Из уровня техники известна высокомощная батарея (RU 155156, 20.09.2015 г.), содержащая блок плоских литий-полимерных аккумуляторов, соединенных в электрическую цепь последовательно и установленных в полиамидные рамки с отверстиями под стяжки, обеспечивающие фиксацию аккумуляторов в блоке и прижим их к установленным между аккумуляторами металлическим теплоотводам, передающим тепло на стенки металлического кожуха батареи через теплопроводящие электроизоляционные прокладки. В указанной полезной модели решается задача теплообмена плоских литий-полимерных аккумуляторных ячеек с окружающей средой по цепочке: аккумуляторная ячейка - металлический теплоотвод - теплопроводящие электроизоляционные прокладки - металлический кожух - окружающая среда.A high-power battery (RU 155156, 09/20/2015) is known from the prior art, containing a block of flat lithium-polymer batteries connected in an electric circuit in series and installed in polyamide frames with holes for tie-downs, which ensure the fixation of the batteries in the block and press them to the installed ones. between the batteries to metal heat sinks, which transfer heat to the walls of the metal casing of the battery through heat-conducting electrical insulating gaskets. This utility model solves the problem of heat exchange of flat lithium-polymer battery cells with the environment along the chain: battery cell - metal heat sink - heat-conducting electrical insulating gaskets - metal casing - environment.

Недостатками известной полезной модели являются: пассивный теплообмен с окружающей средой; большое термическое сопротивление цепочки теплообмена; высокие требования к точности изготовления деталей и сборки конструкции; стремление удовлетворить противоречивым требованиям: с одной стороны обеспечить хороший теплообмен аккумуляторных ячеек с окружающей средой при эксплуатации батареи при повышенных температурах, а с другой проводить их термоизоляцию от корпуса с помощью полиуретановой пленки при отрицательных температурах внешней среды, приводит к значительному снижению допустимых разрядных токов батареи и, следовательно, к уменьшению ее емкости при положительной температуре окружающей среды.The disadvantages of the known utility model are: passive heat exchange with the environment; high thermal resistance of the heat exchange chain; high requirements for the accuracy of manufacturing parts and assembling structures; the desire to meet conflicting requirements: on the one hand, to ensure good heat exchange of battery cells with the environment when operating the battery at elevated temperatures, and on the other hand, to thermally insulate them from the case using a polyurethane film at negative ambient temperatures, leads to a significant decrease in the permissible discharge currents of the battery and , therefore, to a decrease in its capacity at a positive ambient temperature.

Из литературы известно, что системы жидкостной термостабилизации более эффективны по сравнению с воздушной термостабилизацией, так как вода имеет более высокую теплопроводность (может быстрее передавать тепло) и более высокую удельную теплоемкость (может поглощать больше тепла, чем воздух).It is known from the literature that liquid thermal stabilization systems are more effective than air thermal stabilization, since water has a higher thermal conductivity (it can transfer heat faster) and a higher specific heat (it can absorb more heat than air).

Известна батарея электрохимических ячеек (RU №165161,10.10.2016), в которой решается задача отвода тепла от ячеек на внешние радиаторы. Ячейки собираются в пакеты и сжимаются с двух сторон плоскими радиаторами посредством шпилек, при этом с помощью боковых стенок образуется замкнутый герметичный объем. Свободный объем батареи заполняется жидкостью.Known battery of electrochemical cells (RU No. 165161, 10.10.2016), which solves the problem of removing heat from the cells to external radiators. The cells are collected in packages and compressed on both sides by flat radiators by means of pins, while a closed sealed volume is formed with the help of the side walls. The free volume of the battery is filled with liquid.

Недостатками известного решения являются: неравномерный отвод тепла от ячеек: чем ближе к центру пакета, тем хуже отвод тепла; значительные масса (жидкость заполняет все свободное место), а также габариты и сложность конструкции: трудно обеспечивать герметичность оболочки аккумуляторной батареи.The disadvantages of the known solution are: uneven heat removal from the cells: the closer to the center of the package, the worse the heat removal; significant mass (the liquid fills all the free space), as well as the dimensions and complexity of the design: it is difficult to ensure the tightness of the battery shell.

Известна модульная сборка аккумуляторных батарей с повышенной эффективностью охлаждения (RU №2479895, 20.04.2013), в которой элементы расположены в виде многослойной структуры и в которой решается задача отвода тепла от батарейного модуля путем прижима металлических пластин со встроенными трубками к его стенкам.Known modular assembly of batteries with increased cooling efficiency (RU No. 2479895, 20.04.2013), in which the elements are located in the form of a multilayer structure and in which the problem of heat removal from the battery module is solved by pressing metal plates with built-in tubes to its walls.

Недостатками известного технического решения являются: сложность обеспечения теплового контакта с ячейками модуля; маленькая площадь отвода тепла непосредственно от аккумуляторной ячейки, и как следствие неравномерный нагрев ячейки; относительно большая масса пластин, так как трубки с теплоносителем размещаются в канавках металлических пластин и фиксируются с помощью упругих элементов.The disadvantages of the known technical solution are: the complexity of providing thermal contact with the cells of the module; small area of heat removal directly from the battery cell, and as a result, uneven heating of the cell; a relatively large mass of the plates, since the tubes with the coolant are placed in the grooves of the metal plates and are fixed with the help of elastic elements.

По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким к предложенному является охлаждающий модуль и способ изготовления, по которому тепло от плоских ячеек аккумуляторной батареи отводится с помощью соединительных металлических пластин, которые, в свою очередь, вставляются в рамку из металлического U-образного полого профиля с помощью соединения типа паз-гребень, образуя охлаждающие каналы, концы которых состыкованы с присоединительными патрубками распределителя и коллектора модуля с циркулирующим жидким теплоносителем со стороны полюсных выводов аккумуляторных ячеек. При сборке рамки вставляются друг в друга, образуя пространственную конструкцию, в гнезда которой встраиваются аккумуляторные ячейки посредством прессования или приклеивания к металлическим пластинам (RU №2559214, 10.08.2015).By a set of similar essential features, the closest to the proposed one is a cooling module and a manufacturing method, according to which heat is removed from flat cells of a storage battery using connecting metal plates, which, in turn, are inserted into a frame made of a metal U-shaped hollow profile using a connection groove-ridge type, forming cooling channels, the ends of which are docked with the connecting pipes of the distributor and the collector of the module with a circulating liquid coolant from the side of the battery cells pole terminals. When assembling, the frames are inserted into each other, forming a spatial structure, into the slots of which the battery cells are embedded by pressing or gluing to metal plates (RU No. 2559214, 08/10/2015).

Недостатки известного способа заключаются в том, что под каждую толщину ячейки требуется свой профиль; необходимо обеспечить точную гибку U-образного полого профиля, иначе рамки не вставятся друг в друга; стыковка каналов рамки с распределителем и коллектором модуля сложная и ненадежная: есть большая вероятность утечки теплоносителя, а также в том, что способ предназначен только для охлаждения ячеек.The disadvantages of the known method are that each cell thickness requires its own profile; it is necessary to ensure accurate bending of the U-shaped hollow profile, otherwise the frames will not be inserted into each other; the docking of the frame channels with the distributor and the manifold of the module is complex and unreliable: there is a high probability of coolant leakage, and also that the method is intended only for cooling the cells.

Перед заявленным изобретением была поставлена задача создания такого способа термостабилизации плоских ячеек батарейного модуля тяговой аккумуляторной батареи, при котором конструкция отвода тепла от аккумуляторных ячеек значительно упрощается и слабо зависит от их толщины и точности изготовления каналов для теплоносителя и может быть использована как для охлаждения, так и для нагрева аккумуляторных ячеек.The claimed invention was given the task of creating such a method of thermal stabilization of flat cells of a traction battery module, in which the design of heat removal from battery cells is greatly simplified and weakly depends on their thickness and accuracy of manufacturing channels for the coolant and can be used both for cooling and for heating battery cells.

Поставленная задача решается тем, что предложен способ жидкостной термостабилизации плоских ячеек батарейного модуля тяговой аккумуляторной батареи, при котором тепло от аккумуляторных ячеек отводят с помощью металлических пластин и U-образных каналов с жидким теплоносителем, которые состыковывают с соответствующими патрубками распределителя и коллектора со стороны полюсов батарейных ячеек, и подключают к штуцерам нагнетающей и сливной магистрали батареи.The problem is solved by the fact that a method of liquid thermal stabilization of flat cells of a traction battery module is proposed, in which heat is removed from the battery cells using metal plates and U-shaped channels with a liquid coolant, which dock with the corresponding branch pipes of the distributor and collector from the side of the battery poles. cells, and connected to the unions of the discharge and drain lines of the battery.

Новым в предложенном способе является то, что батарейный модуль собирают в виде пакетной конструкции, состоящей из перемежающихся плоских спаренных аккумуляторных ячеек и двух спаренных металлических теплоотводящих пластин, по периметру которых по трем сторонам с их торцов из самих пластин выполняют фигурные выштамповки, в которые укладывают тонкостенную U- образную металлическую трубку для жидкого теплоносителя с образованием теплообменника; одноименные полюсные выводы двух соседних аккумуляторных ячеек, между которыми пластины не устанавливают, для соединения в параллель сгибают в одну сторону с образованием накопителя, а для соединения накопителей в последовательную электрическую цепь их полюсные выводы сгибают так, чтобы совместить разноименные выводы соседних накопителей, которые перфорируют и формуют, после чего накопители и теплообменники собирают в пакетную конструкцию в один ряд в порядке: теплообменник-накопитель-теплообменник, которую стягивают с помощью больших струбцин, механически фиксируют болтами к стенкам и уголкам батарейного модуля и сверху на конструкцию в зависимости от числа накопителей в модуле устанавливают одну или две печатных платы сопряжения, в которые предварительно вставляют резьбовые элементы к которым прижимают винтами выводы накопителей через ранее сделанные в них отверстия; U-образные трубки теплообменников с одного конца подключают к распределителю, а с другого к коллектору, которые в свою очередь подсоединяют с помощью соответствующих штуцеров к шлангам нагнетающей и сливной магистрали батареи и далее к системе охлаждения и подогрева теплоносителя транспортного средства.New in the proposed method is that the battery module is assembled in the form of a package structure consisting of alternating flat paired battery cells and two paired metal heat sink plates, along the perimeter of which on three sides from their ends from the plates themselves, figured stampings are made into which a thin-walled A U-shaped metal tube for the heat transfer fluid to form a heat exchanger; the same-name pole terminals of two adjacent battery cells, between which the plates are not installed, are bent to one side to connect in parallel to form a storage device, and to connect the storage devices into a serial electrical circuit, their pole terminals are bent so as to combine the opposite terminals of adjacent storage cells, which are perforated and are formed, after which the accumulators and heat exchangers are assembled into a package structure in one row in the following order: heat exchanger-accumulator-heat exchanger, which is pulled together with the help of large clamps, mechanically bolted to the walls and corners of the battery module and from above onto the structure, depending on the number of accumulators in the module one or two printed circuit boards are installed, into which the threaded elements are preliminarily inserted to which the drive leads are pressed with screws through the holes previously made in them; U-shaped tubes of heat exchangers from one end are connected to the distributor, and from the other to the manifold, which in turn are connected by means of appropriate fittings to the hoses of the discharge and drain lines of the battery and then to the cooling and heating system of the vehicle coolant.

Технический результат заявленного изобретения состоит в упрощении конструкции устройства жидкостной термостабилизации плоских ячеек батарейного модуля тяговой аккумуляторной батареи, которая не критична к толщине ячеек и точности сгибания металлических трубок для теплоносителя и позволяет использовать аккумуляторную батарею как при повышенных, так и пониженных температурах окружающей среды.The technical result of the claimed invention is to simplify the design of a device for liquid thermal stabilization of flat cells of a battery module of a traction battery, which is not critical to the thickness of the cells and the accuracy of bending of metal tubes for the coolant and allows the battery to be used both at high and low ambient temperatures.

На фиг. 1 представлен общий вид батарейного модуля в сборе, реализующего предлагаемый способ жидкостной термостабилизации плоских ячеек батарейного модуля тяговой аккумуляторной батареи. На фиг. 2 изображен батарейный модуль без накопителей, на фиг. 3 - батарейный модуль без накопителей и теплообменников, на фиг. 4 представлена одиночная плоская аккумуляторная ячейка, на фиг. 5 представлен накопитель в сборе, на фиг. 6 изображена U-образная трубка теплообменника, на фиг. 7 - теплоотводящая металлическая пластина теплообменника с фигурными выштамповками, на фиг. 8 изображен теплообменник в сборе.FIG. 1 shows a general view of a battery module assembly that implements the proposed method for liquid thermal stabilization of flat cells of a traction battery battery module. FIG. 2 shows a battery module without storage, FIG. 3 - battery module without storage and heat exchangers, FIG. 4 shows a single flat battery cell, FIG. 5 shows the drive assembly, FIG. 6 shows a U-shaped heat exchanger tube, FIG. 7 - heat-removing metal plate of the heat exchanger with figured stampings, FIG. 8 shows an assembled heat exchanger.

Примером реализации заявленного способа может служить батарейный модуль 1 в виде пакетной конструкции (см. фиг. 1), содержащей накопители 2 (см. фиг. 5) из соединенных в параллель плоских аккумуляторных ячеек 3 (см. фиг. 4), теплообменники 4 (см. фиг. 8) из спаренных металлических теплоотводящих пластин 5 (см. фиг. 7), в фигурные выштамповки 6 которых по торцам пластин с трех сторон укладываются U-образные металлические тонкостенные трубки 7(см. фиг. 6) для жидкого теплоносителя. U-образные трубки 7 со стороны полюсных выводов 8 плоских аккумуляторных ячеек 3 состыковываются с распределителем 9 и коллектором 10 с помощью соответствующих патрубков 11 (см. фиг. 1). Сверху пакетной конструкции устанавливаются две печатных платы сопряжения 12 (см. фиг 1), с помощью которых аккумуляторные ячейки 3, между которыми не установлены теплообменники 4, попарно соединяются в параллель, для чего их одноименные выводы 8 сгибаются в одну сторону и совмещаются с разноименными выводами соседнего накопителя для соединения в последовательную электрическую цепь, затем перфорируются, а полученные отверстия 13 в количестве, например, четырех штук, формуются (см. фиг. 5). Соединенные таким образом в параллель аккумуляторные ячейки 3 в накопителях 2 соединяются в последовательную электрическую цепь с фиксацией с помощью печатных плат сопряжения 12, в которые устанавливаются резьбовые элементы 14, в которые вкручиваются винты 15 для крепления накопителей 2 к платам сопряжения 12. Вся конструкция батарейного модуля 1 стягивается в пакет с помощью больших струбцин (на чертежах не показаны) и механически фиксируется с помощью болтов 16 к центральной и боковым стенкам 17 и уголкам 18 батарейного модуля. Батарейный модуль 1 крепится к контейнеру батареи (на чертежах не показан) с помощью винтов 19 через отверстия 20 в уголках 18 батарейного модуля 1. Для электрического соединения двух половин батарейного модуля 1, соответствующих платам сопряжения 12, используется металлическая перемычка 21, которая, как и центральная стенка, не требуется в варианте устройства с одной платой сопряжения (при меньшем числе накопителей).An example of the implementation of the claimed method can serve as a battery module 1 in the form of a package structure (see Fig. 1), containing storage devices 2 (see Fig. 5) from parallel-connected flat battery cells 3 (see Fig. 4), heat exchangers 4 ( see Fig. 8) from paired metal heat-dissipating plates 5 (see Fig. 7), in the figured stampings 6 of which U-shaped thin-walled metal tubes 7 (see Fig. 6) for the heat carrier are placed on the ends of the plates on three sides. U-shaped tubes 7 from the side of the pole terminals 8 of the flat battery cells 3 are docked with the distributor 9 and the collector 10 by means of the corresponding branch pipes 11 (see Fig. 1). On top of the package structure, two printed circuit boards 12 are installed (see Fig. 1), with the help of which the battery cells 3, between which the heat exchangers 4 are not installed, are connected in parallel in pairs, for which their conclusions of the same name 8 are bent in one direction and are combined with opposite leads adjacent storage for connection in a series electrical circuit, then perforated, and the resulting holes 13 in an amount of, for example, four pieces, are molded (see Fig. 5). The battery cells 3 connected in this way in parallel in the drives 2 are connected into a serial electrical circuit with fixation by means of printed circuit boards 12, into which threaded elements 14 are installed, into which screws 15 are screwed to fasten the drives 2 to the interface boards 12. The whole structure of the battery module 1 is pulled into a package using large clamps (not shown in the drawings) and mechanically fixed with bolts 16 to the central and side walls 17 and corners 18 of the battery module. The battery module 1 is attached to the battery container (not shown in the drawings) with screws 19 through the holes 20 in the corners 18 of the battery module 1. To electrically connect the two halves of the battery module 1 corresponding to the interface boards 12, a metal jumper 21 is used, which, like central wall, not required in the device version with one interface board (with fewer drives).

При эксплуатации устройство термостабилизации 1 по заявленному способу работает следующим образом. Тепло от работающих аккумуляторных ячеек 3 накопителей 2 передается к теплоотводящим металлическим пластинам 5 теплообменников 4 за счет их плотного механического прижима к ячейкам 3 с помощью стягивания всей пакетной конструкции на этапе сборки батарейного модуля с помощью больших струбцин (на чертежах не показаны). Теплоотводящие пластины 5 передают полученное от ячеек 3 накопителей 2 тепло через U- образные металлические трубки 7, уложенные в фигурные выштамповки 6 пластин 5 к циркулирующей по ним жидкости. Жидкий теплоноситель может направляться от коллектора 10 к теплообменнику транспортного средства (на чертеже не показан), чтобы довести его до нужной температуры прежде, чем он снова будет направлен в распределитель 9. Этим обеспечивается возможность эксплуатации батареи из модулей 1 как при положительной, так и при отрицательной температуре окружающей среды. Измерение и регулирование температуры батареи может осуществляться батарейной системой управления (BMS), размещенной с одного из торцов батарейного модуля 1 и подключенной к накопителям 2 с помощью гибкого кабеля, проложенного поверх печатной платы сопряжения 12 (на чертеже не показаны как и другие элементы батарейного модуля 1, не имеющие отношения к заявленному способу) по информации от датчиков температуры, установленных в клеммах каждого накопителя 2 (на чертежах не показаны).During operation, the thermal stabilization device 1 according to the claimed method operates as follows. Heat from the operating battery cells 3 of the storage units 2 is transferred to the heat-removing metal plates 5 of the heat exchangers 4 due to their tight mechanical clamping to the cells 3 by tightening the entire package structure at the stage of assembling the battery module using large clamps (not shown in the drawings). The heat-removing plates 5 transfer the heat received from the cells 3 of the accumulators 2 through the U-shaped metal tubes 7, laid in the figured stampings 6 of the plates 5 to the liquid circulating through them. The heat transfer fluid can be directed from the manifold 10 to the vehicle heat exchanger (not shown in the drawing) to bring it to the desired temperature before it is sent back to the distributor 9. This makes it possible to operate the battery from modules 1 in both positive and negative ambient temperature. Measurement and regulation of the battery temperature can be carried out by a battery management system (BMS) located at one of the ends of the battery module 1 and connected to the storage units 2 using a flexible cable laid over the printed circuit board 12 (not shown in the drawing like other elements of the battery module 1 , not related to the claimed method) according to information from temperature sensors installed in the terminals of each drive 2 (not shown in the drawings).

В качестве плоских аккумуляторных ячеек 3 могут быть использованы литий-полимерные ячейки южно-корейской фирмы «КОКАМ». В качестве жидкого теплоносителя может быть использован 50% раствор этиленгликоля в воде. Металлические теплоотводящие пластины 5 и U -образные трубки для них 7 могут быть изготовлены из алюминия и термически отделяют соединенные в параллель аккумуляторные ячейки 3 накопителей 2 друг от друга, не давая распространяться теплу по батарее.As flat battery cells 3 can be used lithium-polymer cells of the South Korean company "KOKAM". A 50% solution of ethylene glycol in water can be used as a heat transfer fluid. The metal heat-removing plates 5 and U-shaped tubes for them 7 can be made of aluminum and thermally separate the battery cells 3 of the accumulators 2 connected in parallel from each other, preventing heat from spreading through the battery.

Распределитель 9 и коллектор 10 могут быть изготовлены в виде пластиковой или алюминиевой отливки под давлением или прецизионным литьем. Они герметично состыковываются с трубками 7 теплообменников 4 за счет патрубков 11, обеспечивающих влагонепроницаемое соединение.The valve 9 and the manifold 10 can be made in the form of plastic or aluminum injection molding or precision casting. They are hermetically docked with the tubes 7 of the heat exchangers 4 by means of the nozzles 11, which provide a moisture-tight connection.

U-образная форма трубки 7 для теплоносителя может быть получена путем сгиба прямолинейного отрезка трубки в двух местах под прямым углом. За счет этого накопители 2 охлаждаются с трех сторон.The U-shape of the coolant tube 7 can be obtained by bending a straight section of the tube at two points at right angles. As a result, the storage units 2 are cooled from three sides.

Таким образом, заявленный способ жидкостной термостабилизации плоских ячеек батарейного модуля тяговой аккумуляторной батареи может иметь компактную и простую реализацию и обеспечивать эффективный теплообмен аккумуляторных ячеек с жидким теплоносителем так, чтобы поддерживать температуру батарейных модулей в узких пределах во избежание локальных перегревов отдельных ячеек при повышенных или пониженных температурах окружающей среды.Thus, the claimed method of liquid thermal stabilization of flat cells of a traction battery module can have a compact and simple implementation and provide efficient heat exchange of battery cells with a liquid coolant so as to maintain the temperature of the battery modules within narrow limits in order to avoid local overheating of individual cells at high or low temperatures. environment.

Claims (1)

Способ жидкостной термостабилизации плоских ячеек батарейного модуля тяговой аккумуляторной батареи, при котором тепло от аккумуляторных ячеек отводят с помощью металлических пластин и U-образных каналов с жидким теплоносителем, которые состыковывают с соответствующими патрубками распределителя и коллектора со стороны полюсных выводов аккумуляторных ячеек, и подключают к штуцерам нагнетающей и сливной магистрали батареи, отличающийся тем, что батарейный модуль собирают в виде пакетной конструкции, состоящей из перемежающихся плоских спаренных аккумуляторных ячеек и двух спаренных металлических теплоотводящих пластин, по периметру которых по трем сторонам с их торцов из самих пластин выполняют фигурные выштамповки, в которые укладывают тонкостенную U-образную металлическую трубку для жидкого теплоносителя с образованием теплообменника; одноименные полюсные выводы двух соседних аккумуляторных ячеек, между которыми пластины не устанавливают, для соединения в параллель сгибают в одну сторону с образованием накопителя батарейного модуля, а для соединения накопителей в последовательную электрическую цепь их полюсные выводы сгибают так, чтобы совместить разноименные выводы соседних накопителей, которые перфорируют и формуют, после чего накопители и теплообменники собирают в пакетную конструкцию в один ряд в порядке: теплообменник - накопитель - теплообменник, которую стягивают с помощью больших струбцин и механически фиксируют болтами к стенкам и уголкам батарейного модуля и сверху на конструкцию устанавливают в зависимости от числа накопителей в модуле одну или две печатных платы сопряжения, в которые предварительно вставляют резьбовые элементы, к которым прижимают винтами полюсные выводы накопителей через ранее сделанные в них отверстия; U-образные трубки теплообменников с одного конца подключают к распределителю, а с другого - к коллектору, которые в свою очередь подсоединяют с помощью соответствующих штуцеров к шлангам нагнетающей и сливной магистрали батареи и далее к системе охлаждения и подогрева теплоносителя транспортного средства.A method of liquid thermal stabilization of flat cells of a traction battery module, in which heat is removed from the battery cells using metal plates and U-shaped channels with a liquid coolant, which dock with the corresponding branch pipes of the distributor and collector from the side of the pole terminals of the battery cells, and connect to the fittings the discharge and drain line of the battery, characterized in that the battery module is assembled in the form of a package structure consisting of alternating flat paired battery cells and two paired metal heat sink plates, along the perimeter of which on three sides from their ends from the plates themselves, figured stampings are made into which a thin-walled U-shaped metal tube for the heat transfer fluid is laid to form a heat exchanger; the same-name pole terminals of two adjacent battery cells, between which the plates are not installed, are bent to one side for parallel connection to form a battery module storage, and to connect the storage devices into a serial electrical circuit, their pole terminals are bent so as to combine opposite terminals of neighboring storage devices, which perforated and molded, after which the accumulators and heat exchangers are assembled into a package structure in one row in the following order: heat exchanger - accumulator - heat exchanger, which is pulled together using large clamps and mechanically bolted to the walls and corners of the battery module and installed on top of the structure depending on the number drives in the module, one or two printed circuit boards for interfacing, into which the threaded elements are pre-inserted, to which the pole terminals of the drives are pressed with screws through the holes previously made in them; U-shaped tubes of heat exchangers from one end are connected to the distributor, and from the other to the manifold, which in turn are connected with the help of appropriate fittings to the hoses of the discharge and drain lines of the battery and then to the cooling and heating system of the vehicle coolant.
RU2020131477A 2020-09-23 2020-09-23 Method for liquid thermal stabilisation of flat cells of the battery module of a traction accumulator battery RU2756389C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131477A RU2756389C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Method for liquid thermal stabilisation of flat cells of the battery module of a traction accumulator battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131477A RU2756389C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Method for liquid thermal stabilisation of flat cells of the battery module of a traction accumulator battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756389C1 true RU2756389C1 (en) 2021-09-30

Family

ID=77999969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131477A RU2756389C1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Method for liquid thermal stabilisation of flat cells of the battery module of a traction accumulator battery

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756389C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212340U1 (en) * 2021-12-17 2022-07-18 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Radiator for battery temperature control system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291960A (en) * 1992-11-30 1994-03-08 Ford Motor Company Hybrid electric vehicle regenerative braking energy recovery system
US20060093889A1 (en) * 2004-03-31 2006-05-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell stack
RU2559214C2 (en) * 2010-09-02 2015-08-10 Акасол Гмбх Cooling module and manufacturing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291960A (en) * 1992-11-30 1994-03-08 Ford Motor Company Hybrid electric vehicle regenerative braking energy recovery system
US20060093889A1 (en) * 2004-03-31 2006-05-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell stack
RU2559214C2 (en) * 2010-09-02 2015-08-10 Акасол Гмбх Cooling module and manufacturing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212340U1 (en) * 2021-12-17 2022-07-18 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Radiator for battery temperature control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2814089B1 (en) Battery pack with a bus bar having novel structure
US8687366B2 (en) Apparatus for supplying voltage to a motor vehicle having optimized heat dissipation
US8846226B2 (en) Electric storage device and electric storage apparatus
CN204732499U (en) A kind of expandable type liquid cooling battery modules for electric automobile
US20120301771A1 (en) Energy store device
CN107644960A (en) Battery system
KR101781923B1 (en) Battery cooler for vehicle
CN102856516A (en) Power supply device and vehicle including the same
CN112886093A (en) Active control type full-immersion liquid cooling power battery thermal management system
CN106356584A (en) Battery system with thermal management function
KR20170044006A (en) Battery module including a cooling plate and manufacturing method the same cooling plate
CN113471604A (en) Power battery pack
JP7305025B2 (en) A battery pack that integrates a mechanical fixing structure and an electrical fixing structure of a battery module
US20220278393A1 (en) Battery cooling module and device, and corresponding battery
KR102330410B1 (en) Connectable battery module
RU2756389C1 (en) Method for liquid thermal stabilisation of flat cells of the battery module of a traction accumulator battery
WO2011092073A1 (en) Battery pack for an electric powertrain vehicle
CN111900510A (en) Partitioned cooling device for lithium ion battery of electric forklift
CN115000568A (en) Battery cell module and power battery assembly
CN112490569B (en) Micro-channel type battery liquid cooling structure
RU164502U1 (en) UNIFIED BATTERY POWER BATTERY FOR ELECTRIC CAR
CN212033099U (en) Battery box and power battery
RU138982U1 (en) DEVICE OF BATTERY MODULE WITH LIQUID THERMAL STABILIZATION OF STORAGE
CN112352343A (en) Modular assembly for the circulation of a heat transfer fluid in a motor vehicle battery
WO2023169395A1 (en) High-capacity battery pack