[实用新型]喷淋式制热制冷一体化安全电池包

说明书

技术领域

本申请涉及一种电池技术领域，尤其是一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包。

背景技术

为缓解日趋严重的城市环境(尤其是大气)污染和不可再生能源的枯竭，全球气温上升的危害加剧等问题的不断加深，电动汽车已经成为汽车行业的热门话题。各国政府和国内外汽车企业都普遍认识到电动汽车产业发展的重要性和紧迫性。发展电动汽车从根本上解决汽车产业涉及上述问题最佳解决途径。动力电池是电动汽车的力量之源，在行驶过程中，电池的工作状况和使用寿命不仅与电池本身的结构和原理有关系，而且与其工作环境有密切联系。恶劣的外界环境和错误的使用方法都会给电池本身产生极大的危害，严重时导致电池无法正常工作，此时需要为电池设计热管理系统，以实现对电池组热的状况的监控、管理、保护和报警等功能，实现电池的自动维护，从而提供电池组的使用效率和使用寿命。

目前，液冷是车用电池的冷却的主要方式之一，通过首尾相接的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流设备组成的冷却系统来降温。传统的，液冷方式主要分为两种：一是电池单体或模块沉浸于液体中，二是在电池模块间设置冷却通道或在电池底部采用冷却板。为确保电池组的冷却效果，通常第一种方式需要将电池包完全浸没于制冷剂中，确保每一节电池与制冷剂充分接触，增加热交换面积，以提高温度均一性，这样的方式不仅要保证液体绝缘，而且对液冷系统的气密性要求较高，此外对电池箱的机械强度、耐振动性以及寿命有特殊要求。第二种方式若是单纯靠底部冷却板进行冷却，冷却效果不佳，且在功率不合适的情况下甚至会进一步增加温差；或者在电池单体或者模块间安装冷板，此种方式对于结构较为紧凑的电池包来讲，设计难度较大，同时，蛇形冷板较大程 度上增加了液冷系统的压力损失。所以，此处，提出一种喷淋式的制热制冷一体化的安全电池包，用于解决传统液冷方式的缺陷，有望发展为新一代电池组热管理技术。

发明内容

本申请目的是：为了以解决现有电池包中电池组温度过高、电池组内部温度均一性较差而对电池性能产生影响甚至造成安全事故的问题，提出一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包。一方面使电池包一直处于适宜的使用环境，及时带走电池包运行过程产生的大量热量。另一方面使电池包内各电池单体之间保持温度均一、避免由于温差过大导致的电池压差，不仅可以有效改善电池的电化学性能和使用寿命，而且可以避免局部过热导致的热失控隐患。同时还能在电池温度过低时对电池进行加热升温，保证电池正常使用。

本申请的技术方案是：一种喷淋式制热制冷一体化安全电池包，包括：

电池箱，以及

收容于所述电池箱内的电池；

还包括：

喷淋液，其装于所述电池箱内；

喷淋器，其固定在所述电池箱内，且位于所述电池组的上方；

喷淋液循环管，其布置在所述电池箱外部，且其首、尾两端分别与所述电池箱内的喷淋液和所述喷淋器相连通；

液泵，其连接在所述喷淋液循环管上，以将所述电池箱内的喷淋液沿该喷淋液循环管泵取至所述喷淋器；以及

换热系统，其与所述喷淋液循环管相连，以对该喷淋液循环管内的喷淋液进行冷却/加热。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述换热系统包括压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器，所述压 缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器通过冷媒流通管依次首尾连接而形成闭合回路，所述第二换热器连接在所述喷淋液循环管上。

所述喷淋器的喷淋口朝下布置。

所述喷淋液循环管的进液口设置在所述电池箱的底部。

所述电池箱由顶部敞口的箱体和布置在该箱体顶部敞口处的箱盖构成。

所述喷淋器安装在所述箱盖的内侧。

所述电池为锂电池组结构，其包括若干串并联组合在一起的电池单体。

所述电池箱内的喷淋液至少淹没一部分所述电池单体。

所述喷淋液为非导电液体。

所述喷淋液选自氢氟烃、氢氟醚、全氟化碳中的至少一种。

本申请通过淋洗的方式使每一节电池单体与喷淋液充分接触，进行热量交换，具有以下优点：

1、电池箱内的喷淋液无需完全浸没电池，大大节约了喷淋液的用量，在降低成本的同时可以同样保证电池组的温度均一性。

2、喷淋液用量减少，降低电池包重量，提高电池包的能量密度。

3、设计简单，功能更易实现，对电池包内部模块的结构要求较低，对电池箱的机械强度、耐振动性以及寿命要求无需非常严苛，即使单体电池之间间隙小于5mm，也能实现热量交换。