[实用新型]一种电池换热单元、液冷系统和电池包

说明书

本实用新型提供一种电池换热单元、液冷系统和电池包，所述电池换热单元包括依次接触的导热发泡硅橡胶层、液冷板和隔热缓冲层。用导热发泡硅橡胶层代替传统的导热层例如导热脂层或导热胶层使电池换热单元具有更优异的换热效率；由于导热发泡硅橡胶层拥有良好的压缩永久变形性能，长时间压缩后，可以恢复一定厚度，减少因为长时间使用导致液冷板与电池组之间因为距离的变化，出现导热层无法传热的情况；导热发泡硅橡胶层的变形能够吸收振动及碰撞对液冷板的挤压，从而代替传统液冷板底部的悬浮缓冲结构，节省电池包空间及制造成本，且能减轻电池包重量。

技术领域

本实用新型属于储能器件技术领域，具体涉及一种电池换热单元、液冷系统和电池包。

背景技术

电池的热管理是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。由于车辆上空间有限，电池在工作中产生的大量热量受空间影响而累积，造成各处温度不均匀从而影响电池单体的一致性。因此将降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响系统安全性与可靠性。另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10-30℃之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。

因此，使电池包内温度维持的一定的温度范围区间内就显示尤其重要。这主要是通过冷却与加热来实现，常用冷却系统有风冷、液冷、直冷三种冷却方式。其中液冷方式因其液冷介质的换热系数高、热容量大、冷却速度快，对降低最高温度、提升电池组温度场一致性的效果显著，被广泛使用。

液冷系统一般由液冷管道、冷却泵、冷却阀、液冷板等组成。其中液冷板作为电池包液冷系统中最关键的零部件之一，液冷板与电池组间的传热性能会极大影响整个液冷系统热管理功能。现有液冷板与电池之间使用的导热材料，以导热脂与导热胶片为主，其中导热脂由于其为膏状，拥有一定流动性，这就要求液冷板与电池能够完全贴合，才能表现出优异传热性能，对整个电池包的工件加工工艺公差有着很高要求，而较少使用。

导热胶片是现在使用最多传热材料，为了保证导热胶片在较小压缩应力的情况下，能够完全吸收液冷板与电池组间的距离公差，保证电池与液冷板在低压力下能够与导热胶片实现完全贴敷，从而使用未完全硫化的导热胶片，其表现出较低硬度及良好的可压缩性，但是由于其未完全硫化，其拥有以下缺点：①容易在使用过程中析出填料与硅油；②为了达到更高导热系数，密度高；③压缩后，无法回弹，容易在长时间使用后，局部地区的导热垫与液冷板、电池组之间出现缝隙，导致无法传热，对电池组寿命与安全造成影响；④材料力学性能差，容易长时间使用，出现撕裂的情况，且材料不可回弹，无法重复使用，安装出错后，只能丢弃。而悬浮液冷板技术(液冷板下面的悬浮缓冲结构)虽能缓解上述问题，但其价格昂贵，制备成分很高，不具有普适性。

因此，开发出一种传热稳定且成本低的电池换热单元是非常有意义的。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池换热单元、液冷系统和电池包。

为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种电池换热单元，所述电池换热单元包括依次接触的导热发泡硅橡胶层、液冷板和隔热缓冲层。

本实用新型所涉及的电池换热单元中用导热发泡硅橡胶层代替传统的导热层例如导热脂层或导热胶层使其具有更优异的性能，其具有更好的贴附性、力学性能和回弹性；导热发泡硅橡胶层的压缩回弹力与其压缩率成正比关系，其拥有良好的压缩永久变形性能，长时间压缩后，导热层可以恢复一定厚度，减少因为长时间使用导致液冷板与电池组之间因为距离的变化，出现导热层无法传热的情况；能够利用导热发泡硅橡胶层的变形，吸收振动及碰撞对液冷板的挤压，从而代替液冷板底部的悬浮缓冲结构，节省电池包空间及制造成本，且能减轻电池包重量。