[发明专利]一种动力电池液冷成组箱

说明书

本发明公开了一种动力电池液冷成组箱，其特征是包括箱体、设置在箱体侧壁上的总进出水模块、固定在箱体内部的多组电池模组；呈长方体的单体电池为立式排放构成电池列，每个电池模组是由两个电池列并列设置，并有液冷换热薄板直立在两列单体电池之间；液冷换热薄板的本体内腔设置有液体流道，进水接头和出水接头与液体流道相贯通。本发明适用用于长方体型锂离子电池或软包聚合物电池，能够实现动力电池的高效、均一的降温散热和升温加热，并大力提升动力电池箱体的能量密度。

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池成组结构设计技术领域，具体涉及纯电动汽车或混合动力汽车用动力电池液冷成组箱体及其液冷换热薄板。

背景技术

电动汽车的技术关键是动力电池，动力电池性能的优劣直接决定了电动汽车的整车性能、安全与使用寿命等。在动力电池各项性能参数中，温度是影响电池的安全、性能和寿命的关键参数，过低则会导致整车性能下降，过高则可能会引发安全事故。

在高温环境下，特别是在炎热的夏季，动力电池在充放电过程中和高温环境下使用时会释放出大量的热，受空间影响产生热量累积，如果该热量不能及时被排出，热量将会使得电池包的温度上升，此时须启动散热系统对动力电池冷却；在低温情况下，特别在寒冷的冬季，动力电池工作性能很差，甚至无法正常运行，此时必须对电池进行加热升温，使之处于最佳的使用温度水平。

动力电池组的散热和加热结构不完善会引起电池包各个模块温度分布不均匀，使得每个电池单体的工作环境不一样，严重影响单体电池性能的一致性，影响整个动力电池组的使用寿命。

随着新能源汽车对动力电池容量需求的增大，动力电池箱体内装载的单体电池数量在增多，但箱体空间有限，如何在一定空间内布置足够多的单体电池，并组织有效的加热与散热结构设计，就显得异常关键。

长方体动力电池是新能源汽车行业普遍采用的一种形状规格，考虑到成本、密封性和安全性的因素，目前电动汽车动力电池组散热和加热的传热介质大都是气体空气。但是，使用空气为介质存在有局限，包括：由于需要加热或冷却的空气需要流过每一块电池单体，而车内上千块电池单体，电池单体之间的空隙很小，空气流通的阻力太大，使得选用的风机转速和功率增加，造成不必要的电能消耗，风机噪声增加；一些结构设计甚至没有空隙，无法实现针对每一块电池单体进行空气温度调节。

近年来使用液体为传热介质的电动汽车热管理方案也在逐渐得到重视，但其密封性要求高，液体的流道布局复杂，且大都由于电池箱体内的单体电池布局不规整，使得与单体电池直接换热的单个液冷换热元件的结构不统一，导致每个液冷换热元件内部流过的液体阻力损失不一致，即液体流过所需的压头不一致，容易导致液体流量与所需换热量不成比例关系，造成换热效果不均匀，使得单体电池的温差过大。

在动力电池的成组结构设计上，国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》已明确了至2020年动力电池模块的能量密度达到300Wh/kg，对应的单体电池能量密度至少达到330Wh/kg以上的目标；该目标一方面对单体电池性能指标提出要求，另一方面在电池模块设计上，对于电池箱体内尽可能放置比较多的单体电池提出要求，是在保证固定安装的前提下减轻箱体的重量。据文献报道，现阶段单体电池比能量仅为120-200Wh/kg，组合成电池包后，电池系统能量密度还不到90-120Wh/kg。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存的不足，针对长方体动力电池提供一种动力电池液冷成组箱，实现长方体动力电池的高效、均一的降温散热和升温加热，并通过模块化设计，实现电池模组的紧凑布置以提高动力电池箱的能量密度。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明动力电池液冷成组箱的结构特点是：包括箱体、设置在箱体侧壁上的总进出水模块、固定在箱体内部的多组电池模组；