[发明专利]动力电池、动力电池温控方法及新能源车

说明书

本发明公开了一种动力电池、动力电池温控方法及新能源车。用于解决现有动力电池温控不佳的问题。该动力电池包括外壳、电芯、柔性导热条和指板工具，在电芯和电芯之间的缝隙Ⅰ中、以及电芯与电池外壳内壁之间的缝隙Ⅱ中填充有成对设置的柔性导热条，柔性导热条之间的间隙处插入指板工具使得两者之间成面接触；柔性导热条包括柔性导热材料、铜管、电热丝和温度传感器，柔性导热条两端分分别延伸至电池外壳外侧，并连接导热液循环系统和电控系统。该种结构的动力电池具有优异的温控效果，可以实现对电芯保温、升温和降温的多重功效，使得电芯始终处于最佳的工作温度范围内，可以将电池组内各电芯之间的温度差异控制在±3℃以内。

技术领域

该发明涉及新能源汽车核心技术之一的动力电池技术领域。

背景技术

动力电池作为新能源汽车的动力能源，其温控系统的好坏直接影响汽车续航里程。以18650圆柱锂电池电芯为例，每一辆电动汽车车中集成有数千枚的电芯，每次充放电过程中，电芯内部伴随着充放电会产生大量的热量，导致电池温度的急剧增加，温控系统是控制电芯使其处于设定温度范围内正常工作的重要手段，所以，温控系统发挥了至关重要的作用。

目前的动力电池的散热方式主要有两种：风冷散热和水冷散热，其中水冷散热并非是使用纯水，而是使用具有防冻和防气化的导热液(特斯拉使用的为水和乙二醇的混合物)。两种散热方式中，水冷散热温控效果远远优于风冷散热，同样的，水冷散热对于密封性能、可装配性能要求也更高。

动力电池的热设计已经上升为一个专门的学科，用于解决和平衡动力电池中数千枚电芯的热量累计问题。

与其他散热机械不同的是，在动力电池的热设计中，往往需要考虑每个电芯之间的温差、平衡，考虑极冷和极热情况下电芯的有效性，考虑电芯之间的自膨胀空间和缓冲空间等，因此，在动力电池设计中，如何选择热传递介质和路线，不仅要考虑其热传递能力，还要兼顾生产中的工艺、维护操作性、优良的性价比、可装配性等。

以高端电动汽车---特斯拉电动汽车为例，其使用的铝管散热模式，其原理是，通过在电芯之间插入扁口铝管，通过在扁口铝管中流动的导热液对锂电芯产生的热量进行交换、运送，实现温控，扁口铝管的有点是强度高，缺点是，扁口铝管强度高带来的柔性低，不能与圆柱锂电芯进行面接触，而是进行线接触，这种接触方式使得扁口铝管和电芯表面之间的热交换效果较差。

但是温度控制不仅仅是简单的降温，还需要将电芯温度保持在合理的温度范围之内，也就是说，在大多数情况下是如何实现电池组内部各个电芯之间的温度一致性，这是因为电池在不同温度下的热耗率(每产生1kW·h的电能所消耗的热量)是不一样的，如果电芯在绝热或者高温等热传递不充分的内部环境中运行，电芯温度将会显著上升，从而导致电池组中心内部形成“热点”，电芯的一致性一旦出现问题，对于整个电池组的寿命将会产生很大的影响，最终可能导致热失控。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种动力电池及新能源车，用于解决动力电池温控效果不佳，以及如何保持电芯在工作状态下的一温度致性问题，并提供一种使用该动力电池的新能源车。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

动力电池，包括外壳、电芯、柔性导热条和指板工具，所述电芯成经、纬方向矩阵布置，其特征在于，在电芯和电芯之间的缝隙Ⅰ中，以及电芯与电池外壳内壁之间的缝隙Ⅱ中填充有成对设置的柔性导热条，两条连续的长条型柔性导热条相对而放，在成对设置的柔性导热条之间的间隙处插入指板工具，使得所述柔性导热条与相邻的电芯之间形成面接触；

所述柔性导热条包括柔性导热材料、铜管、电热丝和温度传感器，所述铜管、电热丝和温度传感器集成在柔性导热材料内，且铜管走向与所述柔性导热条的长度方向一致；

所述柔性导热条两端分分别延伸至电池外壳外侧。

所述铜管为壁厚为0.1毫米的铜管或者扁铜管。