[发明专利]一种集成式电池包冷却装置

说明书

本发明公开了一种集成式电池包冷却装置，集成式电池包包括壳体、电池模组及冷却管道，所述的冷却管道至少包括一条正向冷却管道和一条反向冷却管道，所述的正向冷却管道与反向冷却管道并列设置且为同质一体的扁平导热结构，冷却管道的一侧外壁与电池模组内的每个电池的至少一个侧面紧贴，正向冷却管道与反向冷却管道内的冷却介质其流动方向相反，冷却介质的输入管道及输出管道设置在壳体的侧壁内。它有效地解决了现有的集成式电池包其电池模组中电池的温差较大，从而影响整个电池模组可靠性及使用寿命的问题，也解决了现有技术的集成式电池包其冷却管路成本高、占用空间大的问题，具有很高的实用价值。

技术领域

本发明涉及电动汽车电池热管理技术领域，具体涉及一种集成式电池包冷却装置。

背景技术

电动汽车动力电池为锂离子电池，锂离子电池的性能对温度变化较为敏感，其适宜工作温度范围为20℃~40℃。动力电池因为内阻等因素的存在，在充放电过程中不可避免的会产生大量热量，从而导致温度上升，温度的上升会影响电池的诸多特性参数，比如内阻、电压、电量及电池寿命。锂电池在工作过程中，若不进行有效的冷却，电池温度会上升。为保证电池在任何工况下维持在合适的温度区间内，有必要在电池包内增设热管理系统，对电池进行有效冷却。另外，电池空间排布及冷却系统流向等原因，电池温度不均匀，进而影响电池单体的一致性。现有技术中对电池冷却通常采用风冷、液冷和直冷方案。风冷方案通过风机引入低温空气对电池包内部进行冷却。该方案技术优点是，方案简单，成本低廉。但因为空气的本身换热效率低等原因，电池散热效果并不理想，大多数时候满足不了散热需求；液冷方案是利用液体的对流换热，将电池产生的热量带走，降低电池温度。相比起风冷方案，液冷方案换热效率大幅度提升，能满足大部分工况散热需求，但相应的结构布置复杂，成本提高；直冷方案是在冷却板中充满制冷剂，利用气液相变过程中吸收大部分热量的原理从而达到直冷效果的。相比起液冷方案，冷却效率提升，能够快速的将电池产生的热量带走，降低电池温度，但直冷方案结构更为复杂，成本更高，通常在高档汽车上使用。液冷方案为现阶段电池包热管理的主流方案，对于圆柱形电池，通常采用的液冷方式为铝质蛇形管结构，蛇形管与每个电池侧面接触，通过圆柱形电池侧面散热将电池热量带走，从而降低电池温度。图8为整个电池模组3与蛇形管14布置结构图，冷却液从蛇形管的一端进入，历经电池模组内每个电池，从蛇形管的另一端流出，但这种布置方案中单个电池模组的冷却液为一进一出方式，冷却液在冷却电池的过程中被加热，冷却液出口温度较进口温度明显上升，造成了电池换热的差异性，表现为单个电池模组中电池的温差较大，靠近冷却液出口处的电池温升显著高于靠近冷却液进口处的电池温升，使得靠近冷却液出口处电池的寿命显著低于靠近冷却液进口处电池的寿命，从而影响整个电池模组的可靠性及使用寿命。另一方面，由于每个电池包包含多个电池模组，冷却液从电池包入口流入后，在目前已有的结构中，需流经主管路15（如图9）才能进入每个电池模组的蛇形管中，为电池模组内的电池降温。该主管路具有成本高，占用空间大的缺点。公开日为2018年3月2日、公开号为CN107749506A的中国专利文献公开了一种电池包冷却系统，用于对电动车辆或混合动力车辆的电池包进行冷却，电池包是由多个电池模组组成，冷却系统包括：多组冷却模组，每组冷却模组包括一电池模组和一冷却元件，多组冷却模组层叠设置，冷却元件用于传输冷却介质以冷却相应的电池模组；两个分配器，每一分配器具有多个通道，用于将冷却介质分别输入不同的冷却单元中，以作为介质输入分配器，或将来自输入通道并经由冷却单元处的冷却介质从输出通道输出，以作为介质输出分配器；两个分配器中任一分配器能够作为介质输入分配器或介质输出分配器。冷却模组层叠设置，使得相邻两个冷却模组的冷却单元能够冷却到电池单元面积较大的两个面，提高了冷却效果。但这种电池包冷却系统对单个电池模组采用冷却介质一进一出的方式对其进行冷却降温，靠近冷却介质出口处的电池温升显著高于靠近冷却介质进口处的电池温升，使得靠近冷却介质出口处电池的寿命显著低于靠近冷却介质进口处电池的寿命，从而影响了整个电池模组的可靠性及使用寿命。

发明内容