[發明專利]集成加熱功能的電池冷板、動力電池系統及新能源車輛

有效

• 申請號: 201910761989.0
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN112397806B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 徐坤豪
• 申請（專利權）人: 格朗吉斯鋁業（上海）有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/6556;H01M10/6551
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 俞世杰

本發明公開了一種集成加熱功能的電池冷板、動力電池系統及新能源車輛。所述電池冷板與電池模組貼合并包括蓋板和底板，蓋板和/或底板上設有散熱流道，散熱流道的入口端和出口端分別與流體進管和流體出管流體連通，散熱流道為并行布置的多列流道，電池冷板包括加熱元件以及與加熱元件位置對應的散熱翅片，加熱元件對應于多列流道之間的區域布置。本發明的電池冷板通過集成加熱功能，實現了對電池模組的加熱或散熱，保證了電池模組的溫度均勻性，延長了電池模組的使用壽命并提高使用安全性。本發明的電池冷板應用于動力電池系統時，減少了系統中的零件數量，使用可靠，可廣泛應用于新能源車輛的動力電池的熱管理。

技術領域

本發明總的涉及新能源車輛(電動車輛、混合動力車輛)技術領域，尤其是動力電池系統領域。更具體地，涉及一種應用于新能源車輛的電池熱管理領域中的電池冷板，用于車輛的動力電池系統及具有動力電池系統的新能源車輛。

背景技術

隨著新能源汽車的日益普及，對于其關鍵技術的電池熱管理，也不斷提出越來越高的要求。鋰電池因其能量密度高、循環特性好而常被用作新能源汽車的動力來源。由于汽車在行駛過程中會不定時出現大功率的充放電現象，電池會產生較嚴重的發熱現象。眾所周知，電池在高溫下循環壽命及日歷壽命大幅下降，同時在低溫下相對容量下降，充電緩慢，極端低溫下充電還有引起短路的風險。例如，鋰電池的最佳使用溫度為20～30度之間，正常使用中溫度應當保持在0～55度之間。當電芯溫度小于0度，充電過程易出現析鋰等現象；當溫度大于55度時，鋰電池的電芯循環壽命則會急劇下降。因此，只有將電池保持在合適的運行溫度范圍內，才能獲得高效安全的運行。

目前電池模組的冷卻方式主要包括空氣冷卻、電池包底部冷板冷卻、電池單體間導熱片冷卻，以及電池包側面冷板冷卻。其中，電池包底部冷板不僅起到冷卻作用，還具有結構支撐的效果，從而被應用于較多場合。然而，一般的液冷板均為直流道，溫度梯度在流向上呈衰減趨勢，不符合電池系統溫度均勻性的要求。此外，傳統的水冷加熱方式通常是通過在電池包外部加熱流體后，再將加熱流體用于加熱冷板和電池的方式來實施，這種方式使得熱流體在管道流動過程中能量大幅損失，加熱效果不理想。

發明內容

本發明旨在克服上述現有技術中的缺陷，提出一種更為高效的電池冷板方案，該電池冷板在加熱和散熱兩種模式下都能夠實現溫場梯度一致。

為此，根據本發明的一個方面，提供一種集成加熱功能的電池冷板，所述電池冷板與電池模組貼合并包括蓋板和底板，所述蓋板和/或底板上設有散熱流道，所述散熱流道的入口端和出口端分別與流體進管和流體出管流體連通，其中，所述散熱流道為并行布置的多列流道，所述電池冷板包括加熱元件以及與所述加熱元件位置對應的散熱翅片，所述加熱元件對應于多列流道之間的區域布置。

根據上述技術構思，本發明可進一步包括任何一個或多個如下的可選形式。

在某些可選形式中，所述加熱元件布置于所述蓋板和/或底板的外側，并鄰近所述散熱流道的入口端布置。

在某些可選形式中，所述散熱翅片布置于所述蓋板和/或底板的內側并與所述加熱元件尺寸匹配，所述散熱翅片包括與所述蓋板和/或底板的內側表面連接的基部，以及從基部延伸出的多個散熱部。

在某些可選形式中，所述多個散熱部中的至少一個具有矩形、U形、V形或梯形的橫截面。

在某些可選形式中，所述多個散熱部中的至少一個被設置為沿縱向具有線型或波紋型的一體結構，或者為沿縱向錯位布置的分體結構。

在某些可選形式中，所述多個散熱部中的至少一個沿縱向設有多個散熱缺口。

在某些可選形式中，所述散熱流道的多列流道之間限界主流道，多列流道中的每一列流道包括依次排布的多個子流道，各個子流道具有蛇形迂回形狀并通過分支流道與所述主流道連通。