[实用新型]一种液冷式温度均衡动力电池系统及车辆

说明书

本实用新型涉及一种液冷式温度均衡动力电池系统及车辆，该结构包括电池模块和冷却系统，所述电池模块由多个电池单体串并相连，该结构还包括用于温度均衡的多个翅片结构和至少一个水冷板，所述翅片结构包括粘结有导热硅胶的金属翅片，该翅片结构插入所述电池模块的空隙中；所述至少一个水冷板具有固定孔位及进水管和出水管，位于所述电池模块的侧面，一面固定连接所述翅片结构，另一面与所述冷却系统相连。本实用新型满足了动力电池系统中的加热、冷却以及均衡要求，翅片结构能够将电池缝隙间的热量从电池模块内部引导到电池模块外部进而均衡电池的温度，进一步通过外部冷却加热循环措施改变模块内部温度并且使得电池间温度一致达到均衡。

技术领域

本实用新型涉及电动车动力电池系统，尤其涉及液冷式温度均衡动力电池系统及其具有该电池系统的车辆。

背景技术

电动汽车在行驶过程中，动力电池系统不断的进行充放电，并伴随大量热量的产生，需要对动力电池系统进行散热措施；同时，动力电池的特性是0℃以下可以进行限功率的放电，但是不能进行充电，在冬天，温度较低的地区为了能够正常使用动力电池系统，必须对动力电池系统进行加热。而温度会影响电化学反映速率、充放电接受能力、安全性、循环寿命、比功率和比能量。由于动力电池系统中的电池排布方式、散热方式的不同也会导致电池间温度不一致。这种温度的不均匀性会严重影响动力电池系统的性能，因此有必要在电池组内部采取措施解决温度过高和电池间温度不均衡的问题。

目前动力电池系统多采用风冷结构，但是由于电池之间空隙较小、风阻较大，效果不明显且冷却的温度不均衡。目前在《电动客车安全技术条件》中要求电动客车的防护等级不低于IP67，这就意味着电动客车中使用的动力电池箱体不能够有进风口和出风口，也就是说不能使用风冷系统对动力电池箱体进行冷却。这个时候需要对动力电池系统进行液体冷却或者相变冷却。相变冷却的优点在于能够导热系数大、安全系数高，能够均衡电池间的温度，且所占的体积小；缺点在于相变冷却吸收的热量有限，在一定程度内可以吸收热量，热量持续放出后达到饱和量，不再吸收热量。液体冷却的优点在于不需要对动力电池箱体进行开口设计，密封好，冷却效果好，温升小，且温差比较小；缺点是结构复杂、重量大、在车辆运行过程中所要面对的震动问题比较严峻。在高防护等级下，存在动力电池系统在使用过程中电池温度过高或者过低及电池间温度不均衡的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种液冷式温度均衡动力电池系统，包括电池模块和冷却系统，所述电池模块由多个电池单体串并相连，该结构还包括用于温度均衡的多个翅片结构和与所述翅片结构连接的至少一个水冷板，其中：所述翅片结构包括粘结有导热硅胶的金属翅片，该翅片结构插入所述电池模块的空隙中，使得所述金属翅片上的导热硅胶与电池模块直接接触，传导热量；所述至少一个水冷板具有固定孔位及进水管和出水管，位于所述电池模块的侧面，一面固定连接所述翅片结构，具有进水管和出水管的另一面与所述冷却系统相连，使得冷却系统、进水管、水冷板和出水管形成闭合循环回路。

优选地，所述翅片结构包括三层，中间为金属翅片，两边为导热硅胶，其中所述金属翅片可以为铝片。

优选地，所述金属翅片上包裹着的导热硅胶厚0.8mm，导热系数为6-8W/(m·k)。

优选地，该结构还包括支架，位于所述电池模块上下两端，用于固定所述电池模块和所述翅片结构，所述电池模块由多个电池单体通过所述支架和铜镍排进行串并相连。

优选地，所述至少一个水冷板与所述翅片结构连接的一面具有卡槽，用于固定所述翅片结构。

优选地，该结构还包括卡座，位于所述至少一个水冷板的上下两端，所述卡座具有与固定孔位对应的孔，用于固定所述至少一个水冷板于所述电池模块的侧面上。

优选地，所述冷却系统包括水泵和水箱，与所述至少一个水冷板相连接。

优选地，所述冷却系统还包括温度传感器和流量传感器以及主控板，主控板与电池管理系统相连接，用于控制冷却系统的流量及温度。