一种动力电池冷却结构和动力电池热管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明用于电池冷却技术领域，特别是涉及一种动力电池冷却结构和动力电池热管理系统。
【背景技术】
[0002]动力电池是电动汽车核心部件之一，是整车的动力源。动力电池一般由电池单体组成模组，再由模组组装成电池包。整个电池包充放电时，其工作效率、使用寿命及安全性能都受温度影响，必须合理控制温度，控制电池模组间温差以及电池单体温差，如果任一值超出合理范围，都将影响整个电池包的工作效率，或者导致电池包故障，甚至引发安全问题。
[0003]目前圆柱形动力电池大都使用风冷结构或者液冷板结构的液冷方式。上述方案的缺点在于:1、由于冷却风来源受限，其作用只是冷却电池，而不能将温度控制在某个区间；2、无法控制模组间的温差，风先经过的模组温度低，后经过的高；3、无法控制电池单体温差，有风经过的电池单体温度低，没风经过的电池单体温度高；4、电池换热不充分，由于电池包内部空间影响，可能会造成分量分配不均，导致电池不能充分换热；5、液冷板结构，与电池接触面积小，换热效率低，电池两段温差大。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种动力电池冷却结构和动力电池热管理系统，其能够使电池内部充分换热，使电池工作在合理的温度范围内，提高电池的充放电效率，提高续航能力；提高电池包使用寿命；精确控制电池温度，确保电池安全性。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种动力电池冷却结构，包括动力电池和水套，所述动力电池由若干电池单体组成模组，模组内在电池单体间形成间隔，所述水套穿过所述间隔并盘绕在模组内，所述水套具有管腔，管腔的两端形成进水口和出水口，所述水套具有可与电池单体紧密贴合的外表面。
[0006]进一步作为本发明技术方案的改进，所述电池单体均为圆柱形电池，所述水套的外表面具有可与圆柱形电池紧密贴合的圆弧面。
[0007]进一步作为本发明技术方案的改进，所述水套管腔的外壁具有双层导热层，双层导热层包括绝缘导热层和包覆在绝缘导热层外侧的软胶导热层。
[0008]进一步作为本发明技术方案的改进，所述水套管腔的截面呈0型。
[0009]进一步作为本发明技术方案的改进，所述水套在管腔内沿水流方向设有若干横隔，管腔通过所述横隔形成若干彼此隔开的流道。
[0010]本发明还公开了一种动力电池热管理系统，包括上述的动力电池冷却结构、控制器、水冷回路以及设在水冷回路上的温度传感器和水栗，动力电池中水套的进水口和出水口接入水冷回路，水冷回路上在动力电池的模组内和模组外均设有温度传感器，所述温度传感器和水栗均与所述控制器相连。
[0011]进一步作为本发明技术方案的改进，所述水冷回路上设有进水端汇流管和出水端汇流管，进水端汇流管和出水端汇流管间设有若干组动力电池，进水端汇流管和出水端汇流管上对应各组动力电池开设引水口，动力电池中水套的进水口与进水端汇流管的引水口连接，动力电池中水套的出水口与出水端汇流管的引水口连接。
[0012]进一步作为本发明技术方案的改进，所述水冷回路上还设有温控系统，所述温控系统与控制器连接并可控制水冷回路内的水流温度。
[0013]本发明的有益效果:本发明中水套盘绕在动力电池的模组中，环绕包裹电池单体，与每个电池单体充分接触，增大换热面积，其能够使电池内部充分换热，使电池工作在合理的温度范围内，提高电池的充放电效率，提高续航能力，提高电池包使用寿命；精确控制电池温度，确保电池安全性。同时，在动力电池热管理系统中，水冷回路中，通过控制器调节冷却水的流量，可以将电池的温度控制在合理范围内。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明水套盘绕在电池单体内结构示意图；
图2是本发明水套和电池单体配合局部俯视图；
图3是本发明水套和电池单体配合局部轴测图；
图4是本发明水套结构示意图；
图5是本发明水套管腔的截面呈0型结构示意图；
图6是本发明水套管腔设有若干横隔结构示意图；
图7是本发明动力电池热管理系统原理结构示意图；
图8是本发明多组动力电池在进水端汇流管和出水端汇流管间并联结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]参见图1-图6，本发明提供了一种动力电池冷却结构，包括动力电池1和水套2，所述动力电池1由若干电池单体11组成模组，模组内在电池单体11间形成间隔，所述水套2穿过所述间隔并盘绕在模组内，模组内部，根据电池单体11数量和排布，水套2蛇形缠绕在可单排或多排电池表面。所述水套2具有管腔21，管腔21的两端形成进水口 22和出水口 23，所述水套2具有可与电池单体11紧密贴合的外表面，所述电池单体11均为圆柱形电池，所述水套2的外表面具有可与圆柱形电池紧密贴合的圆弧面。水套2表面根据电池单体11形状做成不同角度的圆弧面，与电池单体11表面紧密贴合，实现两者最佳换热效率，达到充分换热效果，以便精准控制电池单体11温度，减小单体温差。
[0016]所述水套管腔21的外壁具有双层导热层，双层导热层包括绝缘导热层24和包覆在绝缘导热层24外侧的软胶导热层25，绝缘导热层24以隔离电池单体11与水套2，避免漏电；软胶导热层25主要是电池单体11与水套2装配时，压缩软胶导热层25，使两者之间无间隙贴合，减少热阻，增大导热效率。水套2内部根据散热量需求，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内沿水流方向设有若干横隔26，管腔21通过所述横隔26形成若干彼此隔开的流道，以增大散热面积和增加水套2强度。
[0017]同时，参照图7、图8，本发明还公开了一种动力电池热管理系统，包括上述的动力电池冷却结构、控制器3、水冷回路以及设在水冷回路上的温度传感器4、温控系统5和水栗6，动力电池1中水套2的进水口 22和出水口 23接入水冷回路，水冷回路上在动力电池1的模组内和模组外均设有温度传感器4，所述温度传感器4、温控系统5和水栗6均与所述控制器3相连，温控系统5可采用热栗或半导体制冷器提供热源和冷源控制水冷回路内的水流温度。
[0018]其中，所述水冷回路上设有进水端汇流管7和出水端汇流管8，进水端汇流管7和出水端汇流管8间设有若干组动力电池1，进水端汇流管7和出水端汇流管8上对应各组动力电池1开设引水口，动力电池1中水套2的进水口 22与进水端汇流管7的引水口连接，动力电池1中水套2的出水口 23与出水端汇流管8的引水口连接，动力电池模组在进水端汇流管7和出水端汇流管8间并联布置，并联结构设计可实现每个模组的进、出水流量和温度基本相同，以减小模组间的温差。
[0019]动力电池热管理系统工作时，温控系统5调节冷却水温度，进入水栗6，水栗6提供动力，将冷却水通过水套2推入动力电池模组内，经进水端汇流管7分配到各个动力电池1模组内，并联结构设计，可使每个模组的入口水温和流量基本相同；冷却水进入动力电池1模组内部水套2，水套2环绕包裹电池单体11，使流经的冷却水与电池单体11间充分换热，然后再从模组中水套2出水口流出，进入出水端汇流管8，再留回温控系统5内，完成一个循环；在循环期间，温度传感器4实时监测动力电池1内部温度和循环水温，并反馈给控制器3，控制器3将设定值与反馈值进行判定，实时控制水栗6转速和调节温控系统5初始水温，确保动力电池1工作在合理的温度范围内。
[0020]当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种动力电池冷却结构，其特征在于:包括动力电池和水套，所述动力电池由若干电池单体组成模组，模组内在电池单体间形成间隔，所述水套穿过所述间隔并盘绕在模组内，所述水套具有管腔，管腔的两端形成进水口和出水口，所述水套具有可与电池单体紧密贴合的外表面。2.根据权利要求1所述的动力电池冷却结构，其特征在于:所述电池单体均为圆柱形电池，所述水套的外表面具有可与圆柱形电池紧密贴合的圆弧面。3.根据权利要求1或2所述的动力电池冷却结构，其特征在于:所述水套管腔的外壁具有双层导热层，双层导热层包括绝缘导热层和包覆在绝缘导热层外侧的软胶导热层。4.根据权利要求1或2所述的动力电池冷却结构，其特征在于:所述水套管腔的截面呈O型。5.根据权利要求1或2所述的动力电池冷却结构，其特征在于:所述水套在管腔内沿水流方向设有若干横隔，管腔通过所述横隔形成若干彼此隔开的流道。6.一种动力电池热管理系统，其特征在于:包括权利要求1?5中任一项所述的动力电池冷却结构、控制器、水冷回路以及设在水冷回路上的温度传感器和水栗，动力电池中水套的进水口和出水口接入水冷回路，水冷回路上在动力电池的模组内和模组外均设有温度传感器，所述温度传感器和水栗均与所述控制器相连。7.根据权利要求6所述的动力电池热管理系统，其特征在于:所述水冷回路上设有进水端汇流管和出水端汇流管，进水端汇流管和出水端汇流管间设有若干组动力电池，进水端汇流管和出水端汇流管上对应各组动力电池开设引水口，动力电池中水套的进水口与进水端汇流管的引水口连接，动力电池中水套的出水口与出水端汇流管的引水口连接。8.根据权利要求6或7所述的动力电池热管理系统，其特征在于:所述水冷回路上还设有温控系统，所述温控系统与控制器连接并可控制水冷回路内的水流温度。
【专利摘要】本发明公开了一种动力电池冷却结构和动力电池热管理系统，动力电池冷却结构包括动力电池和水套，动力电池由若干电池单体组成模组，模组内在电池单体间形成间隔，水套穿过间隔并盘绕在模组内，水套具有管腔，管腔的两端形成进水口和出水口，水套具有可与电池单体紧密贴合的外表面。动力电池热管理系统包括上述的动力电池冷却结构、控制器、水冷回路以及设在水冷回路上的温度传感器和水泵，动力电池中水套的进水口和出水口接入水冷回路，水冷回路上在动力电池的模组内和模组外均设有温度传感器，温度传感器和水泵均与控制器相连。本发明能够使电池内部充分换热，使电池工作在合理的温度范围内，提高充放电效率、续航能力、电池包使用寿命。
【IPC分类】H01M10/613, H01M10/6557, H01M10/625, H01M10/637, H01M10/6568
【公开号】CN105280982
【申请号】CN201510591143
【发明人】付永健, 杨春雷
【申请人】广州橙行智动汽车科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月16日