電源設備及汽車的制作方法

本實用新型涉及電池熱管理領域，具體而言，涉及一種電源設備及汽車。

背景技術：

目前，由于能源成本以及環境污染的問題越來越突出，新能源汽車以其節能、環保、經濟等特性，被上升到國家戰略的高度。純電動汽車以及混合動力汽車以其能夠大幅消除甚至零排放汽車尾氣的優點，受到政府以及各汽車企業的重視。然而純電動以及混合動力汽車尚有很多技術問題需要突破，電池的熱相關問題是決定其使用性能、安全性、壽命及使用成本的關鍵因素。電池的溫度水平直接影響其使用中的能量與功率性能。溫度較低時，電池的可用容量將迅速發生衰減。在過低溫度下對電池進行充電，可能引發瞬間電壓過充現象從而引發短路。

在現有技術中，對電池加熱采用的方式是通過整車加熱器統一對所有電池模組進行加熱，不能分別單獨控制(即分布式控制)。在使用過程中，電池會由于自身質量差異及位置設置等原因出現有的電池溫度高有的電池溫度低的差異情況，若對所有電池統一加熱，則會影響整個電池模組的使用壽命，不能有效均衡加熱效果。

技術實現要素：

為了克服現有技術中的上述不足，本實用新型提供了一種電源設備及汽車，其能夠對所述電池模組的加熱管理進行單獨控制(即分布式控制)，可根據電池模組的實際溫度情況靈活動態調整，使加熱效果更均勻，有效延長電池模組的使用壽命。

本實用新型較佳實施例提供一種電源設備及汽車，所述電源設備包括：多個電池模組、繞行于所述多個電池模組之間的液冷扁管、多個加熱件、多個溫度傳感器及處理控制器；

所述多個電池模組平行設置；

每個所述加熱件設置于所述液冷扁管上，與所述電池模組接觸；

每個所述溫度傳感器設置于電池模組上用于測量所述電池模組的溫度；

所述溫度傳感器和所述加熱件分別與處理控制器電性連接；

所述處理控制器在所述溫度傳感器檢測的電池模組溫度小于第一預設溫度值時，控制所述加熱件工作為所述電池模組加熱。

在本實用新型較佳實施例中，所述液冷扁管繞行于平行設置的相鄰電池模組之間，所述液冷扁管與相鄰的電池模組接觸。

在本實用新型較佳實施例中，所述液冷扁管與所述電池模組接觸的一側設置有絕緣導熱層。

在本實用新型較佳實施例中，所述加熱件包括加熱膜，所述加熱膜包括膜本體及設置于所述膜本體內的加熱絲，所述加熱膜還包括金屬電極，所述金屬電極與所述加熱絲電性連接。

在本實用新型較佳實施例中，所述的電源設備還包括用于為所述加熱件提供電能的電源；

所述電源與所述金屬電極電性連接，所述電源還與所述處理控制器電性連接，所述處理控制器在所述溫度傳感器檢測的電池模組溫度小于所述第一預設溫度值時，控制所述電源為所述加熱件提供電能。

在本實用新型較佳實施例中，多個所述加熱件等間距設置在所述液冷扁管上。

在本實用新型較佳實施例中，所述電源設備還包括用于控制所述液冷扁管內液體流動的液冷泵，所述液冷泵與所述處理控制器電性連接，所述處理控制器在所述溫度傳感器檢測的電池模組溫度大于第二預設溫度值時，控制所述液冷泵工作以使所述液冷扁管內的液體流動，其中，所述第二預設溫度值大于所述第一預設溫度值。

在本實用新型較佳實施例中，所述電池模組包括多個單體電池，所述多個單體電池相互之間平行設置，所述加熱件位于相鄰的所述單體電池之間和/或所述液冷扁管的U型彎曲處。

本實用新型較佳實施例還提供一種汽車，所述汽車包括發動機及與該發動機電性連接的電源設備，其中：

所述電源設備包括：多個電池模組、繞行于所述多個電池模組之間的液冷扁管、及設置在所述液冷扁管上的多個加熱件、多個溫度傳感器及處理控制器；

所述多個電池模組平行設置；

設置在所述液冷扁管的每個所述加熱件與所述電池模組接觸；

每個所述溫度傳感器設置于電池模組上用于測量所述電池模組的溫度；

所述溫度傳感器和所述加熱件分別與處理控制器電性連接；

所述處理控制器在所述溫度傳感器檢測的電池模組溫度小于第一預設溫度值時，控制所述加熱件工作為所述電池模組加熱；

所述電源設備提供電能給所述發動機，所述發動機將電能轉化為機械能帶動所述汽車運動。

在本實用新型較佳實施例中，所述加熱件包括加熱膜，所述加熱膜包括膜本體及設置于所述膜本體內的加熱絲，所述加熱膜還包括金屬電極，所述金屬電極與所述加熱絲電性連接；

所述的電源設備還包括用于為所述加熱件提供電能的電源，所述電源與所述金屬電極電性連接，所述電源還與所述處理控制器連接，所述處理控制器在所述溫度傳感器檢測的電池模組溫度小于所述第一預設溫度值時，控制所述電源為所述加熱件提供電能。

相對于現有技術而言，本實用新型提供的電源設備及汽車具有以下有益效果：

所述電源設備包括：多個平行設置的電池模組、繞行于多個電池模組之間的液冷扁管、處理控制器、多個加熱件及溫度傳感器。每個加熱件設置于液冷扁管上，與所述電池模組接觸。每個溫度傳感器設置于電池模組上用于測量所述電池模組的溫度。所述溫度傳感器和所述加熱件與處理控制器電性連接。所述處理控制器在所述溫度傳感器檢測的電池模組溫度小于第一預設溫度值時，控制所述加熱件工作為所述電池模組加熱。由此，能夠對電池模組的加熱管理進行單獨控制(即分布式控制)，可根據電池模組的實際溫度情況，對電池模組的溫度進行靈活、動態調整，使加熱效果更均勻，可有效延長電池模組的使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型較佳實施例提供的電源設備的結構示意圖。

圖2為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的液冷扁管的結構示意圖。

圖3為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的電池模組、液冷扁管及加熱件的位置結構示意圖。

圖4為本實用新型較佳實施例提供的液冷扁管、單體電池及溫度傳感器的位置結構示意圖。

圖5為本實用新型較佳實施例提供的圖4所示的單體電池及溫度傳感器的位置結構示意圖。

圖6為本實用新型較佳實施例提供的加熱膜的結構示意圖。

圖標：10-電源設備；100-電池箱；110-電池模組；112-單體電池；120-液冷扁管；130-加熱件；132-加熱膜；1320-膜本體；1322-金屬電極；140-溫度傳感器；150-處理控制器；160-絕緣導熱層；170-電源；200-液冷泵；300-儲液箱。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

請參閱圖1，圖1為本實用新型較佳實施例提供的電源設備10的結構示意圖。所述電源設備10包括：多個電池模組110、繞行于所述多個電池模組110之間的液冷扁管120、多個加熱件130、多個溫度傳感器140及處理控制器150。

在本實施例中，多個電池模組110平行設置，加熱件130設置于所述液冷扁管120上，與所述電池模組110接觸。溫度傳感器140設置于電池模組110上用于測量所述電池模組110的溫度。所述溫度傳感器140和所述加熱件130與處理控制器150電性連接，所述處理控制器150在所述溫度傳感器140檢測的電池模組110溫度小于第一預設溫度值時，控制所述加熱件130為所述電池模組110加熱。

請參閱圖2，圖2為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的液冷扁管120的結構示意圖。所述液冷扁管120為蛇形彎曲結構，制造所述液冷扁管120的材料可以選用，但不限于，鋁質口琴管，即由鋁合金制成的口琴扁管。鋁合金密度低，但強度較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導熱性和抗腐蝕性，使用所述鋁質口琴管既便于將其制作為本實施例所需的扁管形狀，又能提升散熱效率。

請再次參閱圖1及圖2，所述液冷扁管120上設置有多個加熱件130，所述多個加熱件130等間距地設置在所述液冷扁管120上，所述間距的距離可根據實際情況靈活設定。在本實施例中，所述加熱件130與所述處理控制器150電性連接，所述處理控制器150可控制所述加熱件130對所述電池模組110進行加熱。

請參閱圖3，圖3為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的電池模組110、液冷扁管120及加熱件130的位置結構示意圖。

在本實施例中，所述液冷扁管120的繞行于平行設置的相鄰電池模組110之間，所述液冷扁管120與相鄰的電池模組110接觸。具體地，在保證散熱效果的前提下，為節省液冷扁管120的制作材料以節約成本，所述液冷扁管120可以僅與所述電池模組110中的上表面和/或下表面相接觸。

在本實施例中，所述電池模組110包括多個單體電池112，所述多個單體電池112相互之間平行設置。每個單體電池112的接觸面可為曲面形狀，所述液冷扁管120與所述電池模組110表面相接觸的接觸面可呈波浪形曲面。通過上述設置可以有效增大液冷扁管120與電池模組110的接觸面積，以提高散熱效率。

在本實施例中，所述加熱件130可設置在，但不限于，相鄰的所述單體電池112之間，所述液冷扁管120的U形彎曲處，或者在所述相鄰的單體電池112之間及所述液冷扁管120的U形彎曲處均設置所述加熱件130。所述加熱件130的具體設置位置可根據實際情況設定，以實現加熱管理的單獨控制(即分布式控制)，使加熱效果更加均勻。

請再次參閱圖3，所述液冷扁管120上還設置有絕緣導熱層160。所述絕緣導熱層160的設置方式可以是，但不限于，采用粘性部件將所述絕緣導熱層160粘貼在與所述電池模組110接觸一側的所述液冷扁管120的表面上，采用絕緣導熱材料涂抹所述液冷扁管120外側表面，采用絕緣導熱套套設在所述液冷扁管120外側。

具體地，所述絕緣導熱層160的材料可以是，但不限于，高熱導率絕緣云母帶、導熱絕緣橡膠等。所述絕緣導熱層160能夠在防止電池模組110與液冷扁管120之間發生短路或單體電池112漏電造成危險事故的同時，又能保證液冷扁管120有效吸收單體電池112散發的熱量以達到散熱的目的。

請參閱圖4及圖5，圖4為本實用新型較佳實施例提供的液冷扁管120、單體電池112及溫度傳感器140的位置結構示意圖，圖5為本實用新型較佳實施例提供的圖4所示的單體電池112及溫度傳感器140的位置結構示意圖。

在本實施例中，所述溫度傳感器140設置在所述單體電池112外側壁上，所述溫度傳感器140與所述處理控制器150電性連接。所述溫度傳感器140用于檢測所述電池模組110的溫度，并將檢測到的溫度發送給所述處理控制器150，再由所述處理控制器150控制所述加熱件130完成電池模組110的加熱管理的工作。

具體地，所述溫度傳感器140(temperature transducer)是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。電阻傳感是指金屬隨著溫度變化，其電阻值也發生變化。對于不同金屬來說，溫度每變化一度，電阻值變化是不同的，而電阻值又可以直接作為輸出信號。熱電偶是由兩個不同材料的金屬線組成，在末端焊接在一起。測出不加熱部位的環境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質的導體，所以稱之為熱電偶。不同材質做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時，輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數值大約在5～40微伏/℃之間。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的響應速度，可以測量快速變化的過程。

在本實施例中，所述加熱件130可以采用，但不限于，加熱器、加熱膜等具有加熱功能的器件。下面將以加熱膜為例進行具體說明。

請參閱圖6，圖6為本實用新型較佳實施例提供的加熱膜132的結構示意圖。所述加熱膜132包括膜本體1320及設置于所述膜本體1320內的加熱絲，所述加熱膜132還包括金屬電極1322，所述金屬電極1322與所述加熱絲電性連接。

具體地，所述膜本體1320由耐高溫絕緣材料制成。所述加熱絲由導電材料制成，所述加熱絲的材料可以是，但不限于，鐵鉻鋁、鎳鉻電熱合金等。目前，加熱絲分為鐵鉻鋁電熱絲和鎳鉻電熱絲。鐵鉻鋁合金的優點是：使用溫度高，最高使用溫度可達1400度，使用壽命長、表面負荷高、抗氧化性能好、電阻率高，價格便宜等，缺點是：主要是高溫強度低，隨著使用溫度升高其塑性增大，元件易變形，不易彎曲和修復。

而鎳鉻電熱合金系列的優點是：高溫強度較鐵鉻鋁高，高溫使用下不易變形，其結構不易改變，塑性較好，易修復，其輻射率高，無磁性，耐腐蝕性強，使用壽命長等，缺點是：由于采用較稀缺的鎳金屬材料制成，故該系列產品價格高出鐵鉻鋁最多達幾倍，使用溫度較鐵鉻鋁低。

請再次參閱圖1及圖6，所述的電源設備10還包括用于為所述加熱件130提供電能的電源170。所述電源170與所述金屬電極1322電性連接，所述電源170還與所述處理控制器150電性連接，所述處理控制器150在所述溫度傳感器140檢測的電池模組110溫度小于所述第一預設溫度值時，控制所述電源170為所述加熱件130提供電能。所述第一預設溫度值可根據實際情況設定。

請再次參閱圖1，所述的電源設備10還包括一電池箱100，所述電池模組110、液冷扁管120、加熱件130、溫度傳感器140、處理控制器150及電源170均設置在所述電池箱100內。

在本實施例中，所述的電源設備10還包括用于控制所述液冷扁管120內液體流動的液冷泵200，所述液冷泵200通過管道與所述液冷扁管120連接。所述液冷泵200還與所述處理控制器150電性連接。具體地，所述處理控制器150在所述溫度傳感器140檢測的電池模組110的溫度大于第二預設溫度值時，控制所述液冷泵200工作以使所述液冷扁管120內的液體流動，以此降低所述電池模組110的溫度。其中，所述第二預設溫度值大于所述第一預設溫度值，所述第二預設溫度值可更據實際情況具體設定。

在本實施例中，所述的電源設備10還包括儲液箱300，所述儲液箱300與所述液冷泵200通過管道連接。所述儲液箱300中儲存有制冷液體，用于提供給所述液冷泵200使用。

本實用新型實施例還提供一種汽車，所述汽車包括發動機及與該發動機電性連接的電源設備10。所述電源設備10包括：多個電池模組110、繞行于所述多個電池模組110之間的液冷扁管120、及設置在所述液冷扁管120上的多個加熱件130、多個溫度傳感器140及處理控制器150。

具體地，所述多個電池模組110平行設置。設置在所述液冷扁管120上的每個所述加熱件130與所述電池模組110接觸。每個所述溫度傳感器140設置于電池模組110上用于測量所述電池模組110的溫度。所述溫度傳感器140和所述加熱件130與處理控制器150電性連接。所述處理控制器150在所述溫度傳感器140檢測的電池模組110溫度小于第一預設溫度值時，控制所述加熱件130工作為所述電池模組110加熱。所述電源設備10提供電能給所述發動機，所述發動機將電能轉化為機械能帶動所述汽車運動。

在本實施例中，所述加熱件130包括加熱膜132，所述加熱膜132包括膜本體1320及設置于所述膜本體1320內的加熱絲，所述加熱膜132還包括金屬電極1322，所述金屬電極1322與所述加熱絲電性連接。所述的電源設備10還包括用于為所述加熱件130提供電能的電源170，所述電源170與所述金屬電極1322電性連接，所述電源170還與所述處理控制器150連接，所述處理控制器150在所述溫度傳感器140檢測的電池模組110溫度小于所述第一預設溫度值時，控制所述電源170為所述加熱件130提供電能。

在本實施例中，所述汽車采用的電源設備10與本實施例中在上述提供的電源設備10結構相同，具體情況請參照上述說明。

綜上所述，本實用新型提供一種電源設備及汽車。所述電源設備包括：多個平行設置的電池模組、繞行于多個電池模組之間的液冷扁管、處理控制器、若干個加熱件及溫度傳感器。每個加熱件設置于液冷扁管上，與所述電池模組接觸。每個溫度傳感器設置于電池模組上用于測量所述電池模組的溫度。所述溫度傳感器和所述加熱件與處理控制器電性連接。所述處理控制器在所述溫度傳感器檢測的電池模組溫度小于第一預設溫度值時，控制所述加熱件工作為所述電池模組加熱。由此，能夠對電池模組的加熱管理進行單獨控制(即分布式控制)，可根據電池模組的實際溫度情況，對電池模組的溫度進行靈活、動態調整，使加熱效果更均勻，可有效延長電池模組的使用壽命。

除此之外，所述電源設備還包括液冷泵及儲液箱，用于在電池模組溫度較高時，通過處理控制器控制所述液冷泵為電池模組降溫，防止所述電池模組因高溫而損壞。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。