一種動力電池冷卻結構和動力電池熱管理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明用于電池冷卻技術領域，特別是涉及一種動力電池冷卻結構和動力電池熱管理系統。
【背景技術】
[0002]動力電池是電動汽車核心部件之一，是整車的動力源。動力電池一般由電池單體組成模組，再由模組組裝成電池包。整個電池包充放電時，其工作效率、使用壽命及安全性能都受溫度影響，必須合理控制溫度，控制電池模組間溫差以及電池單體溫差，如果任一值超出合理范圍，都將影響整個電池包的工作效率，或者導致電池包故障，甚至引發安全問題。
[0003]目前圓柱形動力電池大都使用風冷結構或者液冷板結構的液冷方式。上述方案的缺點在于:1、由于冷卻風來源受限，其作用只是冷卻電池，而不能將溫度控制在某個區間；2、無法控制模組間的溫差，風先經過的模組溫度低，后經過的高；3、無法控制電池單體溫差，有風經過的電池單體溫度低，沒風經過的電池單體溫度高；4、電池換熱不充分，由于電池包內部空間影響，可能會造成分量分配不均，導致電池不能充分換熱；5、液冷板結構，與電池接觸面積小，換熱效率低，電池兩段溫差大。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提供一種動力電池冷卻結構和動力電池熱管理系統，其能夠使電池內部充分換熱，使電池工作在合理的溫度范圍內，提高電池的充放電效率，提高續航能力；提高電池包使用壽命；精確控制電池溫度，確保電池安全性。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種動力電池冷卻結構，包括動力電池和水套，所述動力電池由若干電池單體組成模組，模組內在電池單體間形成間隔，所述水套穿過所述間隔并盤繞在模組內，所述水套具有管腔，管腔的兩端形成進水口和出水口，所述水套具有可與電池單體緊密貼合的外表面。
[0006]進一步作為本發明技術方案的改進，所述電池單體均為圓柱形電池，所述水套的外表面具有可與圓柱形電池緊密貼合的圓弧面。
[0007]進一步作為本發明技術方案的改進，所述水套管腔的外壁具有雙層導熱層，雙層導熱層包括絕緣導熱層和包覆在絕緣導熱層外側的軟膠導熱層。
[0008]進一步作為本發明技術方案的改進，所述水套管腔的截面呈0型。
[0009]進一步作為本發明技術方案的改進，所述水套在管腔內沿水流方向設有若干橫隔，管腔通過所述橫隔形成若干彼此隔開的流道。
[0010]本發明還公開了一種動力電池熱管理系統，包括上述的動力電池冷卻結構、控制器、水冷回路以及設在水冷回路上的溫度傳感器和水栗，動力電池中水套的進水口和出水口接入水冷回路，水冷回路上在動力電池的模組內和模組外均設有溫度傳感器，所述溫度傳感器和水栗均與所述控制器相連。
[0011]進一步作為本發明技術方案的改進，所述水冷回路上設有進水端匯流管和出水端匯流管，進水端匯流管和出水端匯流管間設有若干組動力電池，進水端匯流管和出水端匯流管上對應各組動力電池開設引水口，動力電池中水套的進水口與進水端匯流管的引水口連接，動力電池中水套的出水口與出水端匯流管的引水口連接。
[0012]進一步作為本發明技術方案的改進，所述水冷回路上還設有溫控系統，所述溫控系統與控制器連接并可控制水冷回路內的水流溫度。
[0013]本發明的有益效果:本發明中水套盤繞在動力電池的模組中，環繞包裹電池單體，與每個電池單體充分接觸，增大換熱面積，其能夠使電池內部充分換熱，使電池工作在合理的溫度范圍內，提高電池的充放電效率，提高續航能力，提高電池包使用壽命；精確控制電池溫度，確保電池安全性。同時，在動力電池熱管理系統中，水冷回路中，通過控制器調節冷卻水的流量，可以將電池的溫度控制在合理范圍內。
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
圖1是本發明水套盤繞在電池單體內結構示意圖；
圖2是本發明水套和電池單體配合局部俯視圖；
圖3是本發明水套和電池單體配合局部軸測圖；
圖4是本發明水套結構示意圖；
圖5是本發明水套管腔的截面呈0型結構示意圖；
圖6是本發明水套管腔設有若干橫隔結構示意圖；
圖7是本發明動力電池熱管理系統原理結構示意圖；
圖8是本發明多組動力電池在進水端匯流管和出水端匯流管間并聯結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]參見圖1-圖6，本發明提供了一種動力電池冷卻結構，包括動力電池1和水套2，所述動力電池1由若干電池單體11組成模組，模組內在電池單體11間形成間隔，所述水套2穿過所述間隔并盤繞在模組內，模組內部，根據電池單體11數量和排布，水套2蛇形纏繞在可單排或多排電池表面。所述水套2具有管腔21，管腔21的兩端形成進水口 22和出水口 23，所述水套2具有可與電池單體11緊密貼合的外表面，所述電池單體11均為圓柱形電池，所述水套2的外表面具有可與圓柱形電池緊密貼合的圓弧面。水套2表面根據電池單體11形狀做成不同角度的圓弧面，與電池單體11表面緊密貼合，實現兩者最佳換熱效率，達到充分換熱效果，以便精準控制電池單體11溫度，減小單體溫差。
[0016]所述水套管腔21的外壁具有雙層導熱層，雙層導熱層包括絕緣導熱層24和包覆在絕緣導熱層24外側的軟膠導熱層25，絕緣導熱層24以隔離電池單體11與水套2，避免漏電；軟膠導熱層25主要是電池單體11與水套2裝配時，壓縮軟膠導熱層25，使兩者之間無間隙貼合，減少熱阻，增大導熱效率。水套2內部根據散熱量需求，可使用不同截面的管腔21，所述水套管腔21的截面呈0型，或者所述水套2在管腔21內沿水流方向設有若干橫隔26，管腔21通過所述橫隔26形成若干彼此隔開的流道，以增大散熱面積和增加水套2強度。
[0017]同時，參照圖7、圖8，本發明還公開了一種動力電池熱管理系統，包括上述的動力電池冷卻結構、控制器3、水冷回路以及設在水冷回路上的溫度傳感器4、溫控系統5和水栗6，動力電池1中水套2的進水口 22和出水口 23接入水冷回路，水冷回路上在動力電池1的模組內和模組外均設有溫度傳感器4，所述溫度傳感器4、溫控系統5和水栗6均與所述控制器3相連，溫控系統5可采用熱栗或半導體制冷器提供熱源和冷源控制水冷回路內的水流溫度。
[0018]其中，所述水冷回路上設有進水端匯流管7和出水端匯流管8，進水端匯流管7和出水端匯流管8間設有若干組動力電池1，進水端匯流管7和出水端匯流管8上對應各組動力電池1開設引水口，動力電池1中水套2的進水口 22與進水端匯流管7的引水口連接，動力電池1中水套2的出水口 23與出水端匯流管8的引水口連接，動力電池模組在進水端匯流管7和出水端匯流管8間并聯布置，并聯結構設計可實現每個模組的進、出水流量和溫度基本相同，以減小模組間的溫差。
[0019]動力電池熱管理系統工作時，溫控系統5調節冷卻水溫度，進入水栗6，水栗6提供動力，將冷卻水通過水套2推入動力電池模組內，經進水端匯流管7分配到各個動力電池1模組內，并聯結構設計，可使每個模組的入口水溫和流量基本相同；冷卻水進入動力電池1模組內部水套2，水套2環繞包裹電池單體11，使流經的冷卻水與電池單體11間充分換熱，然后再從模組中水套2出水口流出，進入出水端匯流管8，再留回溫控系統5內，完成一個循環；在循環期間，溫度傳感器4實時監測動力電池1內部溫度和循環水溫，并反饋給控制器3，控制器3將設定值與反饋值進行判定，實時控制水栗6轉速和調節溫控系統5初始水溫，確保動力電池1工作在合理的溫度范圍內。
[0020]當然，本發明創造并不局限于上述實施方式，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【主權項】
1.一種動力電池冷卻結構，其特征在于:包括動力電池和水套，所述動力電池由若干電池單體組成模組，模組內在電池單體間形成間隔，所述水套穿過所述間隔并盤繞在模組內，所述水套具有管腔，管腔的兩端形成進水口和出水口，所述水套具有可與電池單體緊密貼合的外表面。2.根據權利要求1所述的動力電池冷卻結構，其特征在于:所述電池單體均為圓柱形電池，所述水套的外表面具有可與圓柱形電池緊密貼合的圓弧面。3.根據權利要求1或2所述的動力電池冷卻結構，其特征在于:所述水套管腔的外壁具有雙層導熱層，雙層導熱層包括絕緣導熱層和包覆在絕緣導熱層外側的軟膠導熱層。4.根據權利要求1或2所述的動力電池冷卻結構，其特征在于:所述水套管腔的截面呈O型。5.根據權利要求1或2所述的動力電池冷卻結構，其特征在于:所述水套在管腔內沿水流方向設有若干橫隔，管腔通過所述橫隔形成若干彼此隔開的流道。6.一種動力電池熱管理系統，其特征在于:包括權利要求1?5中任一項所述的動力電池冷卻結構、控制器、水冷回路以及設在水冷回路上的溫度傳感器和水栗，動力電池中水套的進水口和出水口接入水冷回路，水冷回路上在動力電池的模組內和模組外均設有溫度傳感器，所述溫度傳感器和水栗均與所述控制器相連。7.根據權利要求6所述的動力電池熱管理系統，其特征在于:所述水冷回路上設有進水端匯流管和出水端匯流管，進水端匯流管和出水端匯流管間設有若干組動力電池，進水端匯流管和出水端匯流管上對應各組動力電池開設引水口，動力電池中水套的進水口與進水端匯流管的引水口連接，動力電池中水套的出水口與出水端匯流管的引水口連接。8.根據權利要求6或7所述的動力電池熱管理系統，其特征在于:所述水冷回路上還設有溫控系統，所述溫控系統與控制器連接并可控制水冷回路內的水流溫度。
【專利摘要】本發明公開了一種動力電池冷卻結構和動力電池熱管理系統，動力電池冷卻結構包括動力電池和水套，動力電池由若干電池單體組成模組，模組內在電池單體間形成間隔，水套穿過間隔并盤繞在模組內，水套具有管腔，管腔的兩端形成進水口和出水口，水套具有可與電池單體緊密貼合的外表面。動力電池熱管理系統包括上述的動力電池冷卻結構、控制器、水冷回路以及設在水冷回路上的溫度傳感器和水泵，動力電池中水套的進水口和出水口接入水冷回路，水冷回路上在動力電池的模組內和模組外均設有溫度傳感器，溫度傳感器和水泵均與控制器相連。本發明能夠使電池內部充分換熱，使電池工作在合理的溫度范圍內，提高充放電效率、續航能力、電池包使用壽命。
【IPC分類】H01M10/613, H01M10/6557, H01M10/625, H01M10/637, H01M10/6568
【公開號】CN105280982
【申請號】CN201510591143
【發明人】付永健, 楊春雷
【申請人】廣州橙行智動汽車科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月16日