[發明專利]分層式電動汽車電池包

在審

• 申請號: 201810755552.1
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN108807730A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 欒義軍;莫小寶;胡學功;唐瑾晨
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6554;H01M10/6562
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 喻穎

一種分層式電動汽車電池包，包括：產熱域、散熱域以及隔板，其中，產熱域為電池部分；散熱域為散熱片部分，散熱域包覆有前后開口的殼體；隔板位于電池部分與散熱片部分之間，將分層式電動汽車電池包分隔為產熱域和散熱域。本公開的分層式電動汽車電池包對電池包進行了分層結構設計，將電池部分與散熱功能件分區隔離，可省去很多出于安全防護考慮的絕緣、密封部件，同時，冷媒不會對電池造成機械損傷、化學腐蝕、電化學腐蝕等物理、化學侵害，對電池的防護性提高，及提高了整體的安全性，又可延長電池包的使用壽命。

技術領域

本公開屬于新能源電動汽車電力儲存領域，具體涉及一種分層式電動汽車電池包。

背景技術

為適應夏季的高溫環境，電動汽車的電池包需要進行散熱設計，以保持鋰離子電池工作于適宜的環境中。在散熱方面，目前常用的散熱方式主要有四種：自然散熱、強制風冷、液冷和制冷劑直接冷卻(簡稱直冷)。

自然散熱是利用電池周圍的空氣及所接觸固體結構件作為熱傳輸介質，相應地，散熱方式為空氣的自然對流散熱和固體結構件的熱傳導。最終將熱量傳輸到大氣環境中。

強制風冷是利用風機將冷空氣引入到電池包內，冷空氣可為大氣環境空氣或汽車空調冷風。冷風以一定流速掠過電池或模組表面，將熱量傳輸到大氣環境空氣中。

液冷方式是電池直接或間接與液體冷媒接觸，液體冷媒帶走電池工作所產生熱量，在循環回路中設置換熱器，將熱量傳輸到大氣環境中，或者間接地先傳輸到汽車空調的蒸發器，再借助汽車空調將熱量散失到大氣環境中。

直冷方式是為電池包設計空調冷卻劑循環支路，利用空調冷卻劑的蒸發相變帶走熱量，熱量通過空調的冷凝器再散失到大氣環境中。

這四種散熱方式的缺點如下：

自然散熱，輕量化、緊湊性、密封性是目前電池包產品的三項重要設計指標，而這三個方面均對自然散熱產生嚴重的削弱作用。緊湊性使得電池周圍的空氣有限，且空氣的流動能力被削弱，密封性使得電池周圍被加熱空氣無法直接流入大氣環境空氣中，輕量化使得電池接觸的固體件更傾向于選擇導熱較差的塑料件。因此自然散熱效率較低。

強制風冷，冷風流通與電池之間或電池模組之間的空隙中，流動阻力較大，實際布置中，難以實現各個電池散熱狀況一致，部分電池會處于冷風流動的“死區”位置，電池散熱的均勻性較差，會導致電池充放電的一致性較差。

液冷，在選擇液體工質時，需要對傳熱能力、絕緣性、使用溫度范圍、黏性，甚至其可燃性、毒性等物理、化學等方面的特性進行全方面的綜合考察。受空間及質量所限，液冷系統在設計中，會涉及到小尺寸零件的設計配合、連接、固定，小流道流動阻力大等問題，且對液冷系統的密封性、機械強度等方面要求較高。因此，液冷系統存在流動阻力大、各個單體電池間溫差較大、工質泄露、電氣線路短路等缺點。

直冷，由于發生相變傳熱，散熱效率最高。但目前由于成本高、技術不成熟等缺點，目前在電池包產品設計中未得到廣泛應用。

以上現有技術共同的缺點為：對動力電池的防護措施有所欠缺。冷卻媒介(空氣或液體)直接或間接地流經電池周圍(自然散熱和強制風冷中冷風會直吹電池散熱，液冷和制冷中冷卻液流淌于緊貼電池的冷卻管道中)，電池組合冷卻媒介、冷卻配件處于一個區域內，冷卻媒介極易對電池造成機械損傷、化學腐蝕、電化學腐蝕等傷害，極易造成動力電池及整個電池包性能下降、壽命縮短，甚至會進一步造成短路危險，安全性不高。現有技術在散熱和安全防護這兩方面統籌性不足，對散熱技術有所偏重，而在安全防護方面的考慮和措施明顯不足。

公開內容

本公開提供了一種分層式電動汽車電池包，以至少部分解決以上所提出的技術問題。