[發(fā)明專利]均衡散熱式動力蓄電池組

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110275144.4
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102332622A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 司新民;許周澐;司源
• 申請（專利權(quán)）人: 司新民
• 主分類號: H01M10/50
• 分類號: H01M10/50
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民;張國防

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動汽車和混合動力車用蓄電池組，特別涉及一種均衡散熱式動力蓄電池組。

背景技術(shù)

隨著對環(huán)保的要求和能源緊缺問題日益突出，給電動汽車和混合動力車的發(fā)展提供了前所未有的契機(jī)，也是全球汽車產(chǎn)業(yè)在節(jié)能和環(huán)保發(fā)展領(lǐng)域迄今為止最為可行的技術(shù)，因而將逐漸成為公路的主流車型，眾多相關(guān)企業(yè)已看到這一潛在市場，如雨后春筍般紛紛涉足電動汽車的開發(fā)，而電動汽車發(fā)展的瓶頸，主要受制于蓄電池組的性能，一個蓄電池組理想的工作環(huán)境，可使蓄電池組的使用壽命和充電次數(shù)達(dá)到像蓄電池生產(chǎn)廠家承諾的2000次以上。然而蓄電池組在實(shí)際運(yùn)用中，由于其工作環(huán)境多變復(fù)雜，其充放電過程是典型的化學(xué)反應(yīng)，伴生的反應(yīng)熱，由于各個蓄電池單元放置的位置不同，所產(chǎn)生的熱量散不出去，會使各個蓄電池單元的溫度出現(xiàn)差異，內(nèi)阻和容量等特性就有了區(qū)別，隨著溫度逐漸上升，各蓄電池芯的之間的性能參數(shù)差異越來越大，小容量者提前失效；內(nèi)阻大者成為耗能的串聯(lián)電阻，加速發(fā)熱，在蓄電池組中心部分的，溫度可達(dá)近200度，因此實(shí)際的使用壽命和充電次數(shù)往往大打折扣，只有期望值的四成左右。使蓄電池組性能變差的根源與其工作環(huán)境的溫度密切相關(guān)。因此對蓄電池組小環(huán)境散熱系統(tǒng)的研究，也成為人們要攻克的目標(biāo)之一。動力蓄電池組的工作溫度最佳范圍是攝氏20?度～50?度，相鄰蓄電池芯的溫差要在攝氏5?度以下，從而才能保證蓄電池組的性能，延長其壽命和充電次數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種均衡散熱式動力蓄電池組。本發(fā)明的蓄電池組通過均衡散熱調(diào)節(jié)，保證各蓄電池單元在最適宜的狀態(tài)下工作，最大限度地保護(hù)蓄電池單元，確保整個蓄電池組在使用中的一致性，可使蓄電池的壽命和充電次數(shù)達(dá)到廠家標(biāo)準(zhǔn)的2000次以上，也可實(shí)現(xiàn)電動汽車終身不再更換蓄電池。同時本裝置代替了原單體蓄電池的外包裝，其結(jié)構(gòu)緊湊，給電動汽車能源容量的增加，提供了寬松的有效空間。

本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的均衡散熱式動力蓄電池組包括殼體、灌裝在殼體內(nèi)腔中的導(dǎo)熱液、以均布方式豎直安裝在殼體內(nèi)腔中下部的若干個用于封裝放置蓄電池組單體蓄電池芯的中空柱體、以水平均布的方式設(shè)置在中空柱體上方殼體內(nèi)腔中的至少三根相互連通中空柱形翅片式散熱器、以及封裝在殼體頂部的散熱板；所述導(dǎo)熱液的充入量為中空柱體高度的三分之二。

本發(fā)明中所述的散熱板的上平面為普通散熱片結(jié)構(gòu)，可通過空氣的自然流動將熱量帶走；所述的中空柱形翅片式散熱器是由中空柱形管體和環(huán)繞管體外壁以散射狀設(shè)置的縱向翅片組成，其管腔與冷卻介質(zhì)源相連通；所述冷卻介質(zhì)源可以是冷卻水、冷氣或液氮廢氣，在極低的負(fù)壓形態(tài)下與冷卻介質(zhì)源相連通,利用其散射狀縱向翅片起到強(qiáng)制吸熱的功能，強(qiáng)行帶走由散熱器吸收到的熱量；所述散熱器的長度和數(shù)量，取決于所采用的單體蓄電池芯的數(shù)量和容量。所述的殼體外形的高度、寬度及長度由所采用的單體蓄電池芯的數(shù)量和容量來決定，要求有足夠的強(qiáng)度和采取密封良好措施；用于放置蓄電池組單體蓄電池芯的中空柱體的數(shù)量取決于蓄電池組的電壓，尺寸和形狀，以及所采用的單體蓄電池芯的體積大小和容量，要求單體蓄電池芯與中空柱體的腔體緊配合即可；所述導(dǎo)熱液的啟動溫度為30—40度。

本發(fā)明的工作原理為：在蓄電池組充放電的工作狀態(tài)中，各單體蓄電池芯會因?yàn)槌浞烹姷姆磻?yīng)過程，放出大量熱量，因蓄電池芯與中空柱體的腔體處于緊配合結(jié)構(gòu)，蓄電池芯的溫度在充入殼體內(nèi)的導(dǎo)熱液的作用下，通過中空柱體外壁的傳導(dǎo)始終與導(dǎo)熱液的溫度保持一致，當(dāng)溫度升至近40度時，殼體內(nèi)的導(dǎo)熱液立即自動變成蒸汽將熱量帶走，因?yàn)闅んw內(nèi)始終處于負(fù)壓狀態(tài)，帶有熱量的蒸汽，在毫無阻礙的形態(tài)下，迅速傳給設(shè)置在中空柱體上方的散熱器和散熱板，在熱蒸汽與散熱器和散熱板相遇后，溫度降低，又恢復(fù)其液體形態(tài)流向殼體下部，就這樣在溫度升高時，導(dǎo)熱液在殼體內(nèi)部形成自動上下循環(huán)，將熱量由散熱板和太陽管內(nèi)流動的冷卻水或冷空氣帶走，達(dá)到降溫之目的。?

本發(fā)明的有益效果如下：

由于本發(fā)明不依賴車載能源，結(jié)構(gòu)簡單緊湊工作可靠，各單體蓄電池芯雖然相鄰，但有殼體內(nèi)的導(dǎo)熱液的隔離和導(dǎo)熱液的循環(huán)流動，殼體的溫度就是各單體蓄電池芯的溫度，很好的保持了各單體蓄電池芯溫度的一致性，從而保證了各單體蓄電池性能的一致性，蓄電池組均衡穩(wěn)定的良好工作環(huán)境，使會使蓄電池的壽命和充電次數(shù)達(dá)到廠家所給出的標(biāo)準(zhǔn)，也會使消費(fèi)者將來的使用成本大大降低。