[发明专利]动力电池包冷却装置

说明书

背景技术

介绍

随着石油资源的逐渐枯竭，以及燃烧汽油带来的环境污染，电动汽车(EVs)将是交通的未来。但电池有其严重的缺点：短的行驶里程，短的使用寿命和高成本，这些阻碍了电动汽车的普及。

在连续充电和放电过程中调节电池的温度是一个大的挑战。

对于绝大多数电动汽车锂电池，其温度规格通常如下：

工作温度：-20℃至60℃

充电温度：0℃至45℃

存放温度：-10℃至45℃

电池在20～25℃达到其额定容量，温度每升高10℃，其容量将下降～10％。

在冬季，当温度很容易低至0℃时，电池很难或是完全不能充电。

其他季节，在连续大电流充电和放电过程中，电池的工作温度很容易达到60℃，使得它很难放电。高温也会造成电池性能恶化，缩短使用寿命，或造成安全隐患。

锂电池这些专有的特性需要适应良好和设计良好的电池温度管理与控制系统。

为叙述简单，在随后的段落里：

“冷却”就代表热交换，也即冷却或加热。

“冷却液”就代表具有防冻，阻燃，无腐蚀性和不生霉菌特性的液体，用于电池热交换。

现有电池包的弊端

当今电池包由一定数量的电池模块连接组成，每个电池模块由一定数量的电池单元连接组成。结果造成位于模块中间的单元具有更大程度上的热绝缘性，也就更不易进行热交换。

现有的电池冷却方案通常将电池模块放置于或附着于冷却板上(平的金属板，内有冷却回路)，弊端是冷却效率低，冷却效果差，原因是每个电池模块的一小部分接收到冷却效果。另外，由于内有冷却回路，冷却板通常又厚又重。结果是每个电池模块，每个电池单元的温度均不相同。即使在同一电池单元中，不同部位的温度也不相同。如果用冷却板冷却每个电池单元，就会造成不切实际的过重和过大。

电池包中每个电池单元的一致性和均匀性对电池包的寿命和效能至关重要。一旦电池单元生产出来并装配于电池包，唯一能影响其一致性和均匀性的因素就是每个电池单元的温度。温度的改变能影响电池单元的内阻，内阻的改变又反过来影响温度变化的速度。电池单元之间的温度差异将导致不同电池单元的老化速度，结果是一些电池单元的寿命缩短。由于电池包是由电池单元联成一体一起工作而运作，单一电池单元的失效将会引起整个电池包的损坏。

电动汽车电池包也受空间和重量的限制，电池包的冷却系统必须紧凑和轻量，同时满足功率和能量的需求。

发明内容

一个紧凑，轻量和长使用寿命的高功率大能量电池包解决方案

基于以上的观察，我设计出一个适合于电动汽车的独特电池包冷却装置。尽管该设计是针对电动汽车的运用并且是针对真正电动汽车的概念验证设计，这并不局限和影响它的新颖概念，原则和结构在其它应用中的专利保护。

附图说明

下列图说构成说明的一部分，

图1/31是一个大规格层压式电池芯(100Ah，3.7V)；

图2/31是一个双电池芯串联(简称双芯)；

图3/31是一个小夹子；

图4/31是一个大夹子；

图5/31是一个端头夹子；

图6/31是一个冷却通道板；

图7/31是一个冷却通道端板；

图8/31是一个冷却格栅；

图9/31是一个前橡胶板；

图10/31是一个前盖板；

图11/31是一个前盖板带前橡胶板；

图12/31是一个后橡胶板；

图13/31是一个后盖板；

图14/31是一个后盖板带后橡胶板；

图15/31是一个底板；

图16/31是一个侧板；

图17/31是一个空电池箱；

图18/31是一个充满双芯的电池箱；

图19/31是图18/31的C视详细；

图20/31是图18/31的D视详细；

图21/31是一个顶盖；

图22/31是一个电池箱体；

图23/31是流向示意图；

图24/31是冷却格栅带前橡胶板前视图；

图25/31是图24/31的A&C视详细；

图26/31是冷却格栅带后橡胶板后视图；

图27/31是图26/31的A视详细；