[發明專利]基于半導體制冷技術的電動汽車動力電池熱管理裝置

在審

• 申請號: 201710792640.4
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107732359A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 鄧武星;盛力;楊槐
• 申請（專利權）人: 北京普萊德新能源電池科技有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/63;H01M10/653;H01M10/6551;H01M10/6552;H01M10/6572;H01M10/658
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及電動汽車的動力電池熱管理裝置，具體涉及一種基于半導體制冷技術的電動汽車動力電池熱管理裝置。

背景技術

動力電池是純電動汽車唯一的動力能源，它的工作性能和使用壽命受環境溫度的影響很大。在高溫環境下，電池內部不可逆反應物生成速度加快，不可逆反應物的增多導致電池的可用容量加速減少，當電池的可用容量小于電池額定容量的80％時，電池的壽命終結；電池在低溫環境下充放電，電池的內阻加大，放電電壓平臺降低，可用容量減少，電池的充放電效率明顯降低，且對電池本身有一定的損害，根據國際電池學會的統計，汽車在冬天要求的啟動功率比夏天高40％到70％。在-18℃時，一個充滿電的全新動力電池也只能提供40％的啟動功率。為提高電動汽車動力電池系統的使用壽命，改善動力電池的高低溫性能，因此，對電動汽車動力電池進行熱管理有著重要意義。動力電池熱管理系統不僅能使電池組在高溫條件下有效散熱，而且要求能夠在低溫下對電池進行有效加熱，使電池組工作在適宜的環境溫度，以保持電池組最佳的工作性能。

目前，電動汽車動力電池常用的熱管理系統分為加熱系統和散熱系統，即加熱功能和散熱功能分開設計。一般采用柔性加熱膜或PTC進行加熱，采用風冷或液冷進行散熱，涉及的器件較多，防護復雜，降低了系統的可靠性，增加了失效風險，且成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種基于半導體制冷技術的電動汽車動力電池熱管理裝置。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：基于半導體制冷技術的電動汽車動力電池熱管理裝置，設置在電芯模組內并與電芯之間留有間隙；包括半導體制冷片、兩個固定連接的散熱器、控制器以及將所述半導體制冷片產生的熱量或冷量均布在所述散熱器上的導熱元件；

兩個所述散熱器分別設置在所述半導體制冷片的熱端和冷端，所述散熱器和所述半導體制冷片的熱端或冷端之間各壓接有若干所述導熱元件；所述控制器與所述半導體制冷片通過導線連接并通過切換電壓極性控制所述半導體制冷片加熱或制冷。

本發明的有益效果是：本發明采用半導體電子技術，通過切換電壓極性，實現加熱和降溫功能，使加熱或制冷降溫功能統一，減少了熱管理相關器件，降低了成本，并在半導體制冷片的兩側面分別設置兩個散熱器，提高了熱傳遞效率；通過在散熱器和半導體制冷片之間壓接導熱元件，提高了半導體制冷片和散熱器之間的導熱效率。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述散熱器靠近所述半導體制冷片的一側面上開設有若干沿其長度方向布置的安裝槽，若干所述導熱元件一一對應的適配安裝在若干所述安裝槽內。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過在散熱器上開設安裝槽，并將導熱元件設置在安裝槽內，使得導熱元件的安裝更加方便，穩固。

進一步，所述導熱元件與所述散熱器靠近所述半導體制冷片的一側面平齊。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過將導熱元件與散熱器靠近半導體制冷片的一側面平齊，使散熱器的一側面與半導體制冷片的一側面充分接觸，增大了導熱元件與半導體制冷片的接觸面積。

進一步，所述導熱元件為熱管。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過采用熱管作為導熱元件，由于熱管是依靠自身內部工作液體相變來實現傳熱的傳熱元件，具有很高的導熱性、優良的等溫性、熱流密度可變性、熱流方向的可逆性、恒溫特性以及環境適應性等特點，因此熱管利用介質在熱端蒸發后在冷端冷凝的相變過程(利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱)，使熱量快速傳導。

進一步，還包括固定在兩個所述散熱器之間的隔熱板，所述隔熱板的兩側面分別與兩個所述散熱器密封壓接，所述隔熱板上開設有貫通的安裝孔，所述半導體制冷片適配安裝在所述安裝孔內。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過在兩個散熱器之間設置隔熱板，在隔熱板上開設安裝孔，并將半導體制冷片適配安裝在安裝孔，使半導體制冷片被封裝在安裝孔內，避免了半導體制冷片產生熱量或冷量的從兩個散熱器之間的縫隙中散失。

進一步，所述隔熱板上開設有將所述安裝孔與外部連通的制冷片出線避位孔，所述半導體制冷片上的導線從所述制冷片出線避位孔穿出。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過在隔熱板上開設制冷片出線避位孔，方便半導體制冷片上的導線從制冷片出線避位孔穿出。

進一步，還包括分別與所述控制器電連接的溫度監測元件和報警裝置；