带有冷却装置的电池组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带有冷却装置的电池组。
【背景技术】
[0002]目前现有电池组冷却采取了液体冷却、气流冷却、相变介质冷却、热管冷却等方式。这些方式中气流冷却结构最简单，但存在冷却能力小、电池单体间的温差大、电池寿命受影响、放电功率受限等问题，虽可通过调整电池材料进行弥补，但多以损失储电容量为代价。
[0003]液体冷却需要有复杂的循环回路，系统的重量增加较多，成组后电池组的单体占比只有50%左右，在目前电池重量比能量不足的情况下，损失了宝贵的重量。
[0004]相变介质冷却，通过介质的相变点和相变潜热，实现了电池组的温度的恒定，通过热管散热后一定程度上可以保证电池组的散热，CN102231447公开了一种相变材料热管耦合散热动力电池组，包括电池组壳体，在电池组壳体内放置有若干单体电池，单体电池之间缝隙内填充相变材料，相变材料中插入若干根热管，热管与相变材料接触的蒸发端以及热管与电池组外部环境接触的冷凝段均设置有翅片或螺纹。电池充放电产生的热量通过相变材料以潜热形式储存，相变材料中的热量再通过热管导出散到电池组外部环境。但该方案中当高于或低相变温度点时是不具备恒温条件的，当环境温度长时间高于相变点时，相变介质因环境影响下已经相变，需要消耗能能量强制对外散热，或失去恒温能力；当温度低于相变点时，相变介质相当于普通的材料。同时该方案需要利用的介质和热管的数量较多，系统中的有效的电池重量占比小。
[0005]因此，上述现有的方案中，存在或有效重量少，导致电池组的重量增加；或冷却效果不佳电池组的寿命受影响等问题。
[0006]同时根据已有事件显示，成组后的电池组仍不够安全，当在遇到意外情况下仍有热失控并导致燃烧的事件发生。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是提供一种电池组冷却装置。本实用新型通过改进电池组的冷却方式，减轻电池组系统重量，提高电池单体的冷却和均温效果，进而保证电池组的使用寿命和可靠性。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种带有冷却装置的电池组，包括壳体和位于壳体内腔中的电池单体;在壳体的内腔中设置电池小组，所述电池小组由若干个电池单体电连接而成;在具备真空度的壳体内灌注有冷却液，冷却液与需冷却的电池单体表面相接触(冷却液充满需冷却的电池单体表面);
[0009]壳体内的冷却液吸收热量后形成了冷却液蒸汽，壳体内的冷却液蒸汽能相互流通，壳体内的冷却液能相互流通；
[0010]当所述电池单体的正负极位于壳体的内腔中时，在壳体内腔的上方和下方分别设置隔离罩，电池单体的正极和负极均分别处于隔离罩内，从而使电池单体的正极和负极与壳体内腔中的冷却液相隔离；
[0011]当所述电池单体的正负级位于壳体之外时，壳体与电池单体的外表面保持无间隙的密封接触。
[0012]备注说明:所述真空度的要求一般为:壳体内残余不凝气体的分压要小于最低工作温度下的冷却液的蒸汽压。
[0013]作为本实用新型的带有冷却装置的电池组的改进:
[0014]所述冷却液具有导电性能，所述电池单体为外表面与正负极之间绝缘的电池单体。
[0015]所述冷却液为绝缘性介质，所述电池单体的外表面与正负极之间无需绝缘。
[0016]所述冷却液具有导电性能，且依靠冷却液相连通的电池组单体的外表面具有相等的电位，所述电池单体的外表面与正负极回路之间为无需绝缘或者为有绝缘。
[0017]作为本实用新型的带有冷却装置的电池组的进一步改进:
[0018]在壳体的内腔中设置由纵横交错的隔板组合而成的网格状的分割区，在分割区内设置电池小组；
[0019]在隔板的上半部设置通孔，从而使隔板由位于下部的隔板实心块和位于上部的通孔隔板结构块组成，冷却液受热形成的冷却液蒸汽能通过通孔隔板结构块在壳体内流通，高度超过隔板实心块的冷却液能通过通孔隔板结构块在壳体内流通；
[0020]或者，隔板的顶端与壳体顶盖保持间隙，冷却液受热(蒸发)形成的冷却液蒸汽能通过该间隙在壳体内流通，高度达到该间隙的冷却液能通过该间隙在壳体内流通；
[0021]所述隔板的底部与壳体的底部密封的固定相连;从而确保位于分割区底部的冷却液(为部分的冷却液)能被相对定位于分割区内。
[0022]所述隔板的底部与壳体的底部密封高度可以为O;注:这时利用吸水材料的吸附性能保持局部冷却液分布均匀。
[0023]备注说明:该电池隔板还起到阻挡电池小组受挤压与相邻的电池小组短路的作用，也起到对冷却液做局部留存的作用。
[0024]作为本实用新型的带有冷却装置的电池组的进一步改进:电池单体之间具有0.1?5_的小间隙，从而确保冷却液的气体和液体的连通。
[0025]作为本实用新型的带有冷却装置的电池组的进一步改进:
[0026]在电池单体的外表面包裹吸水层，该吸水层由能有效吸附冷却液的材料制成;所述吸水层与冷却液相接触，吸收了冷却液后的吸水层紧贴电池单体的外表面，从而使电池单体的外表面与冷却液相接触；
[0027]或者，在电池单体的外表面设置细微沟槽，从而依靠毛细效应实现电池单体的外表面与冷却液相接触。
[0028]备注说明:即，细微沟槽能代替吸水层。
[0029]所述能有效吸附冷却液的材料例如为脱脂棉、海绵、吸水泡沫体等等。
[0030]作为本实用新型的带有冷却装置的电池组的进一步改进:
[0031]带有冷却装置的电池组还包括检测系统(电池的安全系统)，所述检测系统包括用于检测壳体内腔中的温度、压力的温度传感器和压力传感器;在壳体上设置用于抽真空的预留口；
[0032]备注说明:所述检测系统还包括用于检测电池组内部的绝缘失效的冷却液电压传感器;并在蒸汽腔内部设有低温氧化氢气的催化反应器；
[0033]在隔离罩内设置湿度检测传感器，用于检测从壳体内腔泄露至隔离罩内的冷却液;即，湿度检测传感器用于实现冷却液泄漏的检测和报警。
[0034]作为本实用新型的带有冷却装置的电池组的进一步改进:
[0035]若干个电池组配套使用时，在壳体的上部设置气体导管，在壳体的下部设置液体导管;冷却液蒸发所产生的冷却液蒸汽通过气体导管相流通，冷却液通过液体导管相流通。
[0036]作为本实用新型的带有冷却装置的电池组的进一步改进:在壳体内腔的上半部或者在壳体的外部设置用于使冷却液蒸汽被冷却的散热装置，在壳体内腔的下半部设置用于加热冷却液的加热装置。
[0037]本实用新型还同时提供一种电池组的冷却方法(利用上述装置)，包括如下步骤:
[0038]当壳体中的电池单体的温度上升时，该电池单体周围的冷却液立刻沸腾蒸发，蒸发时吸收的潜热能实现对该电池单体的降温;产生的冷却液蒸汽分布至壳体内腔，使壳体内腔中的压力上升，从而使壳体内腔中的部分的冷却液被冷凝，进而使壳体内的温度上升，使壳体内形成新蒸气压所对应的温度；
[0039]当壳体中的电池单体或冷却部件的温度下降时，该电池单体或冷却部件周围的冷却液蒸汽冷凝，释放潜热，冷却液蒸汽冷凝引起的壳体内腔压力下降，从而使部分的冷却液蒸发，进而使壳体内的温度下降，使壳体内形成新蒸气压所对应的温度;蒸发所消耗的冷却液或凝结所产生的冷却液通过流动和毛细作用重新平衡分布。
[0040]作为本实用新型的电池组的冷却方法的改进:
[0041 ]冷却液为纯净水、乙二醇、甘油、酒精或它们的水溶液、氟利昂、丙酮；
[0042 ] 冷却液占壳体内空余空间的1?90 %。
[0043]备注说明:壳体内空余空间是指壳体的空间去除电池单体、隔板等零部件后的空间。
[0044]作为本实用新型的电池组的冷却方法的进一步改进:
[0045]冷却液优选水。
[0046]当采用水作为冷却液时，其工作特性符合电池的需要，当电池单体发生意外放热时，升高温度能够通过冷却液迅速的散发，其散热功率大于电池的内部传导功率，可以有效阻止电池单体的热失控的发生，在生产、退役、使用中遭受严重破损时、或维修维护时对环境无害。
[0047]作为本实用新型的进一步改进:当电池单体的正极/负极位于隔离罩内时，在隔离罩内部填充驱水的绝缘材料(如绝缘硅油，合成油脂等液体或半固体材料)，所述电池单体的正极/负极、线路均分别被驱水的绝缘材料所密封覆盖。从而进一步确保电池单体的正极和负极与壳体内腔中的冷却液相隔尚。
[0048]在本实用新型中，在分割区中设置用于固定电池单体的电池支架，该电池支架可与隔离罩设计成一体的形式。
[0049]该电池支架例如可如图7所述，制备成圆环状，从而实现电池单体相互之间保持一定的小间隙或气、液通道的联通，且使电池单体稳固相连成