[發(fā)明專利]基于極耳散熱的電動(dòng)汽車軟包動(dòng)力電池包及其熱管理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910949761.4
• 申請(qǐng)日: 2019-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN110600788B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞楠;王正坤;李華;練晨;厲青峰;何鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/04
• 分類號(hào): H01M10/04;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/637;H01M10/6568
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種基于極耳散熱的電動(dòng)汽車軟包動(dòng)力電池包及其熱管理系統(tǒng)，包括可閉合的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有至少兩列軟包動(dòng)力電池組，每列電池組具有多層軟包動(dòng)力電池單體；兩列電池組之間設(shè)置有若干層液冷管道，所述液冷管道包括設(shè)置在兩側(cè)的進(jìn)水管和設(shè)置在中間的出水管，所述軟包動(dòng)力電池單體具有正極耳和負(fù)極耳，所述正極耳和負(fù)極耳通過(guò)導(dǎo)熱硅膠與液冷管道的外表面緊密貼合。本公開通過(guò)極耳將軟包動(dòng)力電池工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出，大幅度增強(qiáng)了電池的散熱效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于新能源汽車電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于極耳散熱的電動(dòng)汽車軟包動(dòng)力電池包及其熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

伴隨著傳統(tǒng)燃油汽車所帶來(lái)的全球環(huán)境問(wèn)題和資源問(wèn)題的日益加重，電動(dòng)汽車逐漸成為汽車工業(yè)發(fā)展的主力軍。動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車上的關(guān)鍵組成部分，其工作性能直接影響和制約著電動(dòng)汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)型、可靠性和安全性。在電動(dòng)汽車的運(yùn)行和充放電過(guò)程中，由于電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程以及電池本身的內(nèi)阻會(huì)使電池產(chǎn)生大量的熱，這些熱量在動(dòng)力電池包有限的空間內(nèi)聚集會(huì)造成劇烈的溫升，從而影響電池的壽命，甚至導(dǎo)致熱失控，嚴(yán)重威脅車輛和乘員的安全。因此應(yīng)設(shè)計(jì)合理有效的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)將熱量從電池包內(nèi)導(dǎo)出，并使各動(dòng)力電池單體的溫度分布盡可能均勻。

目前電動(dòng)汽車上普遍采用的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要是通過(guò)液冷或者風(fēng)冷的方式將熱量從動(dòng)力電池單體的表面帶走。但是，由于電池單體內(nèi)部通常是由正極、隔膜、負(fù)極三層組件循環(huán)疊加構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且隔膜的導(dǎo)熱性較差，因此電池單體在垂直于極片方向上的熱導(dǎo)率要顯著低于平行于極片方向上的熱導(dǎo)率，通過(guò)電池單體表面散熱時(shí)，不僅散熱效率較低，還可能在電池單體內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度梯度，進(jìn)而導(dǎo)致電池單體各部位衰降速率不一致，嚴(yán)重影響電池單體的使用壽命。而電池單體的正、負(fù)極耳直接與正、負(fù)極集流體相連，可以將熱量直接從電池單體內(nèi)部導(dǎo)出，從而大幅度提高散熱效率，并降低電池單體內(nèi)部的溫度梯度，這已經(jīng)在相關(guān)研究中得到證實(shí)。因此，通過(guò)極耳散熱是下一代先進(jìn)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的良好選擇。中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局于2017年5月24日公開了一項(xiàng)公開號(hào)為CN106711543A，名稱為“一種極耳水冷散熱的電池模組”；該技術(shù)在方形電池單體產(chǎn)熱最多的極耳上方設(shè)置散熱片和水冷板，熱量通過(guò)散熱片經(jīng)水冷板導(dǎo)出，但將散熱片和水冷板設(shè)置在極耳的上方會(huì)影響極耳與外部電路的連接，造成接線困難、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題，且該布置方案不適用于軟包電池單體。中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局于2019年1月1日公開了一項(xiàng)公開號(hào)為CN109119724A，名稱為“一種電池極耳溫度散熱裝置”；該技術(shù)是在方形電池單體的外部設(shè)置散熱箱和排熱箱，電池單體產(chǎn)生的熱量通過(guò)極耳和散熱箱上的散熱翅片經(jīng)散熱箱和排熱箱排出，但是散熱翅片使電池組的體積大幅增加，降低了電池組的成組率和電池系統(tǒng)的能量密度，同時(shí)該布置方案也是針對(duì)方形電池單體設(shè)計(jì)的，不適用于軟包電池單體。

發(fā)明內(nèi)容

本公開為了解決上述問(wèn)題，提出了一種基于極耳散熱的電動(dòng)汽車軟包動(dòng)力電池包及其熱管理系統(tǒng)，本公開能夠?qū)④洶鼊?dòng)力電池單體工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量通過(guò)極耳導(dǎo)出，大幅度增強(qiáng)了電池單體的散熱效果，同時(shí)提高了電池單體之間的溫度一致性。

根據(jù)一些實(shí)施例，本公開采用如下技術(shù)方案：

一種基于極耳散熱的電動(dòng)汽車軟包動(dòng)力電池包，包括可閉合的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有至少兩列軟包動(dòng)力電池組，每列電池組具有多層軟包動(dòng)力電池單體；

兩列電池組之間設(shè)置有若干層液冷管道，所述液冷管道包括設(shè)置在兩側(cè)的進(jìn)水管和設(shè)置在中間的出水管，所述軟包動(dòng)力電池單體具有正極耳和負(fù)極耳，所述正極耳和負(fù)極耳通過(guò)導(dǎo)熱硅膠與液冷管道的外表面緊密貼合。

作為進(jìn)一步的限定，所述液冷管道包括設(shè)置于管道內(nèi)的兩個(gè)隔流板，形成兩個(gè)進(jìn)水管和一個(gè)出水管，進(jìn)水管和出水管之間連通，且連通處設(shè)置有導(dǎo)流板。

作為進(jìn)一步的限定，出水管的截面積與兩個(gè)進(jìn)水管的總截面積相同。