[實用新型]液冷式動力電池熱管理系統

有效

• 申請號: 201822168933.8
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN208460930U
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 權偉偉;胡大成;錢龍
• 申請（專利權）人: 江蘇銀基烯碳能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/635;H01M10/6554;H01M10/6555;H01M10/6556;H01M10/6557;H01M10/6567;H01M10/6571
• 代理公司: 常州唯思百得知識產權代理事務所(普通合伙) 32325
• 代理人: 周穎潔

本實用新型涉及一種液冷式動力電池熱管理系統，具有依次相連呈環形回路的儲蓄系統、冷卻系統、加熱系統、換熱系統和數據采集系統；串聯后的冷卻系統和加熱系統的兩端并聯有供能系統。本實用新型采用控制降溫均勻的液冷式熱管理系統，提供液體冷卻和液體加熱的雙重運行模式，操作流程簡單，循環介質成本低，提高電動汽車使用溫度環境范圍；當電池在大電流下充放電時，液冷系統需滿足換熱的高效性和及時性，具有較強的加熱與冷卻能力，能在短時間內使電池達到額定工作溫度。

技術領域

本實用新型涉及電動汽車技術領域，特別涉及一種液冷式動力電池熱管理系統。

背景技術

隨著市場對電動汽車行業需求不斷增大，整車廠對動力電池的高效性和快充便捷性要求愈發嚴格。因此，動力電池的熱管理散熱設計至為關鍵。

現有的動力電池熱管理系統大多是風冷式和液冷式熱管理系統，風冷式降溫效率低，無法達到電動汽車的使用需求，液冷式易出現溫度變化不均勻現象，且大部分液冷式系統僅有冷卻功能無加熱功能。

上市的電動汽車大部分使用液冷式熱管理系統，因其具有滿足電池工作溫度范圍的冷卻（加熱）能力，可控制單體溫差于10～15℃以內，適應大部分溫度環境使用，是目前較為先進的熱管理系統。

動力電池采用的主動式液冷系統是在電池包中排布冷卻管道，通過冷卻介質與電池包進行熱量交換，但這種換熱效率較低，換熱不夠均勻，緊貼著電芯的部位溫度低，產熱位置大多是極柱部位，極柱因需要導電匯流無法安裝散熱裝置，形成嚴重的溫差對比。對于已定容量的電芯，溫度是影響容量的重要因素，電池溫度在0℃時容量縮減20%；溫度處于-20℃時容量縮減30%；溫度處于-40℃時，容量僅為額定容量的1/3。同時單體電池溫差也會影響電池充放電效率、電池容量、倍率性能和使用壽命，當溫差＞10℃時，容量亦會縮減，選擇合理控制管道排布是可均勻散熱的有效途徑。

液冷式熱管理系統在制冷模式運行下，在溫度和濕度較大的工作環境下，冷卻介質溫度較低時，與環境溫度差值易達到露點溫度值。此時，液冷板表面形成冷凝水膜，內部管道凝結成水珠。車輛在行進過程中發生震動或抖動時，冷凝水聚集導致電池包內部發生短路隱患，長時間的潮濕環境，電芯內部緊固件等防氧化等級低的器件出現生銹現象。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種增加換熱面積，提高換熱均勻性，可以控制單體電池之間的溫差于5℃以內，單體電池極柱與底部位置溫差于5℃以內的液冷式動力電池熱管理系統。

實現本實用新型目的的技術方案是：一種液冷式動力電池熱管理系統，具有依次相連呈環形回路的儲蓄系統、冷卻系統、加熱系統、換熱系統和數據采集系統；串聯后的冷卻系統和加熱系統的兩端并聯有供能系統。

上述技術方案所述冷卻系統為由壓縮機、膨脹閥、風扇、蒸發器和熱交換系統組成的壓縮機制冷系統；所述加熱系統包括PTC加熱器和溫度數顯表；所述換熱系統包括水管、液冷板和電池包；所述數據采集系統包括依次相連的壓縮機控制器、第一度采集器、水壓進采集器、流量進采集器、流量出采集器、水壓出采集器和第二溫度采集器；所述壓縮機制冷系統的輸出端經過水泵與第一度采集器相連；所述PTC加熱器的兩端分別與流量出采集器的輸出端和水壓出采集器的輸入端相連。

上述技術方案所述電池包之間穿插液冷板排布；所述液冷板包括側板和底板；所述側板和底板對應設置于電池包底部和兩側且緊密貼合，液冷板的內部設有內部管路；所述內部管路的進水口和出水口中心對稱設置在該液冷板一組對邊上；相鄰的兩個側板中心對稱設置且通過第一換熱劑管道相連，其中一個側板與底板之間通過第二換熱劑管道相連；相鄰兩個電池包共用一塊液冷板；中間及兩側的液冷板由通過焊接固定的呈方環形的外層保護板固定，底部的液冷板通過粘膠固定。

上述技術方案所述液冷板表面粘貼有導熱硅膠墊。

上述技術方案所述儲蓄系統為外部涂覆了絕熱材料的水箱；所述水箱的出水口與壓縮機制冷系統的進口相連接。