[發(fā)明專利]電池組熱管理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310034486.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN103094640A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊世春;郭斌;李明;麻翠娟;劉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/50
• 分類號(hào): H01M10/50
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電池組熱管理裝置，具體涉及一種采用液體介質(zhì)的電池組熱管理裝置。

背景技術(shù)

隨著電動(dòng)汽車整車技術(shù)和關(guān)鍵零部件技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車電動(dòng)化成為了全球汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，純電動(dòng)汽車等主要采用電能驅(qū)動(dòng)的汽車成為我國(guó)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

近年來(lái)，鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，在諸多的鋰離子電池種類中，我國(guó)主要使用的是磷酸鐵鋰電池。

就單體性能參數(shù)來(lái)講，已基本能夠滿足電動(dòng)汽車的使用要求，然而由于生產(chǎn)和使用過(guò)程中的一致性問(wèn)題，必須使用電池管理系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)、管理和控制。目前的電池管理系統(tǒng)主要功能有：數(shù)據(jù)采集、SOC估算、均衡管理、熱管理和故障診斷等，其中熱管理是電池管理系統(tǒng)開發(fā)中公認(rèn)的難點(diǎn)問(wèn)題之一，不僅涉及到使用過(guò)程的一致性，還涉及到電池使用過(guò)程中的安全和SOC估算精度等。同時(shí)，汽車一般的使用環(huán)境溫度范圍為-30℃～80℃，磷酸鐵鋰電池的最佳使用環(huán)境溫度為20℃～40℃，并且0℃以下對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電，存在短路的危險(xiǎn)，因此，要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的推廣普及，特別是純電動(dòng)汽車的商業(yè)化，必須對(duì)電池進(jìn)行完善的熱管理，包括加熱和散熱，使電池始終工作在最佳的溫度范圍內(nèi)。

目前，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)廠家都是采用空氣作為介質(zhì)進(jìn)行電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)，由于空氣比熱容小，與電池對(duì)流換熱系數(shù)小，散熱、加熱速度很慢，存在溫度不一致等問(wèn)題，并且加熱僅采用電加熱的方式，通過(guò)空氣對(duì)流傳遞給電池，或采用電熱膜直接加熱電池，加熱所需時(shí)間很長(zhǎng)，且消耗大量的電池儲(chǔ)能，影響電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，也嚴(yán)重影響到電動(dòng)汽車的推廣使用，因此實(shí)際使用中電池管理系統(tǒng)的熱管理功能主要還是實(shí)現(xiàn)溫度的監(jiān)測(cè)、報(bào)警和過(guò)溫保護(hù)，或僅有散熱功能，均沒有完善的電池?zé)峁芾砉δ堋?/p>

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種采用液體介質(zhì)的電池組熱管理裝置，擁有完善的電池組熱管理功能，能夠完成電池組的加熱和散熱，使電池組始終工作在最佳的溫度范圍內(nèi)，且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各單體電池溫度的精確管理，顯著縮短電池組加熱所需的時(shí)間，從而更好地保證電池組的一致性和良好的性能表現(xiàn)。

一種電池組熱管理裝置，包括液體冷卻箱、電子扇、節(jié)溫器、液體介質(zhì)、副液罐、半導(dǎo)體與溫度傳感器單元、電池箱溫度傳感器、電池單體、電池箱內(nèi)殼、電池箱保溫層、電池箱外殼、電動(dòng)泵、電池管理單元和加熱模塊。

電池單體串聯(lián)或并聯(lián)，組成了電池組，電池箱內(nèi)殼、電池箱保溫層和電池箱外殼共同組成電池組箱體，電池箱保溫層位于電池箱內(nèi)殼、電池箱外殼之間，電池組的各個(gè)電池單體安裝固定在電池組箱體內(nèi)，電池組箱體內(nèi)部設(shè)有液體介質(zhì)，電池組的正負(fù)極端子位于電池組箱體之外，電池組箱體為密封結(jié)構(gòu)；半導(dǎo)體與溫度傳感器單元包括半導(dǎo)體制冷元件和溫度傳感器，每個(gè)電池單體均配有一組半導(dǎo)體制冷元件與溫度傳感器單元，半導(dǎo)體制冷元件和溫度傳感器均通過(guò)線束與電池管理單元連接；電池箱溫度傳感器測(cè)量電池組箱體內(nèi)液體介質(zhì)的溫度，通過(guò)線束與電池管理單元連接；電池組箱體的一側(cè)通過(guò)管路連接節(jié)溫器的入口，節(jié)溫器的一個(gè)出口通過(guò)管路連接液體冷卻箱的入口，液體冷卻箱的出口通過(guò)管路分別連接節(jié)溫器的另一個(gè)出口和加熱模塊，加熱模塊通過(guò)管路連接電動(dòng)泵，電動(dòng)泵又通過(guò)管路連接電池組箱體的另一側(cè)，組成液體介質(zhì)的液體回路；副液罐通過(guò)管路連接液體冷卻箱，實(shí)現(xiàn)膨脹儲(chǔ)存和缺液補(bǔ)償；電動(dòng)泵通過(guò)線束與電池管理單元連接；電子扇固定在液體冷卻箱上，通過(guò)線束連接電池管理單元。