技术领域
[0001] 该发明涉及新能源动力车技术领域,具体地说是一种电池性能更加的新能源车。
相关背景技术
[0002] 动力电池是电动汽车的核心部件,其性能的高低直接影响电动汽车性能的好坏,其中动力电池一般体积较大,占据在车辆的底盘位置,其散热效果很差。
[0003] 现在的都更努力电池一般采用自然冷却、风冷或者水冷的方式进行,由于动力电池一般为锂电池,以锂电池为例,其内部最佳充放电温度不能高于140℃,外部温度不能高于80℃,否则就会降低电池的使用寿命和充放电效果。
[0004] 其中,三种散热方式各有各的优势,自然冷却由于冷却效率低,逐步被淘汰,风冷结构简单,是目前的市场主流,水冷由于结构复杂,但是其冷却效率和可控性是最高的,目前应用较少,申请人发现,目前的水冷一般都是采用大流量的循环水对电池芯进行强制冷却,或者对电池包的壳体进行强制冷却,在这一过程中,冷却水往往是在所有电池芯中完成一个大循环,这一过程中,以一百块电池芯为例,冷却开始和结束处的冷却介质的温度温差在几十度以上,使得电池包内不同部位的温度极度不均衡,这种现象会造成彼此串联、并联的电池芯之间的出现个体差异,进而影响整体的性能。
[0005] 上述的电池温控问题带来的新能源车在安全性能上大打折扣,如何从动力电池入手,解决新能源车的整体安全问题是本技术的关键所在。
具体实施方式
[0042] 如图1至图10所示,针对动力电池均温效果差、冷却液对电池芯冷却不均匀、以及冷却系统构造复杂等缺陷,本发明的保护主体如下:
[0043] 新能源车,包括车架、底盘、动力电池组和动力电池散热系统,所述动力电池组安装在底盘上,所述动力电池散热系统位于前箱盖位置,其中,车架、底盘等属于车辆现有的配置,不在赘述。
[0044] 所述动力电池组包括电池芯、均温组件和壳体,其特征在于,所述壳体为密闭壳体,在所述壳体中有:
[0045] 电池芯,其中电池芯1为平板状,例如锂电池电池芯,其中的电池芯的电极集成在一侧,包括正负电极,一般设计为平板状、或者块状,并在其上设置有电极,根据位置安排,下面重点对均温组件进行详细的分析。由于本发明的重点不在于电池芯的改进,故对电池芯的结构不做详细的介绍。
[0046] 动力电池在充放电过程中由于内部温度的累积,会有较大的温度上升现象,尤其是在汽车加速行驶的过程中,更是会形成较大的升温,这种升温的现象在外会变现为电池芯体积的略微增大,壳体的膨胀,通过温度计进行测试,温度可以升至100度甚至以上,这种升温会造成动力电池的寿命降低,进一步地影响其安全性能,例如自燃。
[0047] 在制作均温组件的过程中,需要对电池芯1升温过程造成的变形、膨胀进行考量,并综合利用其变形,达到有效控制温度升温的过程目的。
[0048] 均温组件包括波纹板2和接头3,其中波纹板2为金属冲压件,波纹板上具有多个波纹和波谷,在波谷处使用压力焊的方式将波纹板焊接在电池芯的两侧面板上,这样在每一个波纹和电池芯表层之间形成一个冷却介质通道21,这种结构的冷却介质通道密封性较好,且压力焊连接强度可靠。其中冷却介质通道的两端为敞口,用于和接头进行插接配合,并可以根据需要使用结构密封胶进行密封。
[0049] 接头3,整体为半圆柱状,为陶瓷构件,包括一个平面31、一个大弧形面32、一个小弧形面33和两个半圆形的端面34,其中大弧形面与平面之间构成一个半圆柱状,用于定位,形成定位端,小弧形面33与平面之间构成一个插入端,用于和上述的冷却介质通道21进行配合,在上述的的小弧形面的表面涂覆有硅胶层331,硅胶层和冷却介质通道之间形成密封构造。
[0050] 上述的接头根据安装位置的不同被划分为上接头3’和下接头3”,其中上接头3’安装在冷却介质通道的上端,下接头3”安装在冷却介质通道的下端,其中上端为冷却介质出口,下端为冷却介质进口。
[0051] 即,冷却介质是自下而上循环的。
[0052] 上述的两个接头结构上是相同的,在上述的接头中设置有一个圆孔35,圆孔35的两端分别设置在两个端面上,形成两个敞口结构,在圆孔35中设置一个橡胶套筒,并在橡胶套筒36中插入一个导管37,导管根据进出功能的不同结构有所区别,其中设置在进口处的下接头中的第一导管371的结构如下:第一导管具有一个定位块,通过插接的方式固定。
[0053] 位于出口处的上接头中的导管定义为第二导管372,其中第二导管端部具有一个定位块3721和阀瓣3722,其中阀瓣采用记忆合金制作,包括三个阀瓣,阀瓣具有两种状态,在出口处冷却液的温度低于20摄氏度时,阀瓣是关闭的,在温度高于20摄氏度时,阀瓣是打开的,打开状态下,冷却介质流动阻力较小,且流量变大,可以迅速的对锂电池的表面进行降温,当冷却介质低于设定温度时,冷却介质的通道被关闭,形成保温效果,避免电池温度过低。同时,冷却介质和冷却介质通道可以形成有效的保温层,对电池芯形成有效的保护。
[0054] 上述的阀瓣3722可以对通道进行启闭控制,采用具有记忆功能的合金制作。
[0055] 上述的下接头外端彼此并列设置,并通过一个总进管4进行汇集,汇集后与液泵进行连接,液泵与冷水箱51和热水箱52进行同时连接,并在冷水箱和热水箱的出水口分别设置第一电磁阀41。
[0056] 所有第一导管汇集后由总进管引出至壳体外侧,
[0057] 所有第二导管汇集后由总出管引出至壳体外侧。
[0058] 上述的上接头3”外端彼此并列设置,并通过一个总出管6进行汇集,汇集后与冷水箱和热水箱进行同时连接,并在冷水箱和热水箱的进水口分别设置第二电磁阀62。
[0059] 通过上述电磁阀的切换,可以实现冷却介质的更换,实现冷却和加热的功能。
[0060] 进一步地,上述的冷水箱采用风冷强制冷却,对冷水箱中的冷却介质进行冷却,进而实现对电池芯的温控。
[0061] 上述电池芯多个彼此并列设置,冷却介质的温度可控,使得电池包内的温度可控,并在出口处设计阀瓣,可以在一定温度下自动打开,冷却液在循环后将电池芯的热量带走,形成冷却。
[0062] 上述的电池芯和均温组件彼此间隔叠加,且波纹板的存在可以使得两个电池芯之间的间隙可以微微自动适应,最后放置在壳体即可,形成一体,也就是本发明所称的动力电池组。
[0063] 冷却介质外循环采用液泵和散热模式,其中液泵采用微型液泵,散热与汽车自带的散热器进行连通,利用汽车散热器将热量散发掉,散热器充当冷水箱的作用,参考图11。
[0064] 为保证系统的安全性能,在外循环中设置有一个安全蓄压泄压装置61,该装置为一个液压囊,在外界重大冲击下具有自动泄压的功能,降低冷却液的自身压力,更加安全,防止爆管。
[0065] 液压囊安装在汽车前方,并通过橡胶带等柔性带进行捆绑固定,形成一种柔性安装,在液压囊的正上侧设置有一个泄压阀。
[0066] 上述的冷却液可以采用水,使用在南方等冬季温度不低于0摄氏度的地区。也可以采用低粘度混合油,具有防爆效果,其成分包括:由质量比为95-99%的150N三类基础油,1.0-5.0%的乙醇,0.005%甲基硅油或甲基硅油酯,0.05%磷酸三甲酚酯,以及0.2-0.3%的琥珀酸酯磺酸盐组成,该专用混合油具有良好的高温稳定性,具有防爆性能,能够满足动力电池在高温、低温情况下的使用要求,尤其是能够降低动力电池闪爆引发的危险,适用于广大的北方低于。
[0067] 可以使得动力电池保持在基本稳定的温度范围内,并将波动控制在合理的范围内。
[0068] 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进,均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。