專利名稱：一種混合動力汽車用鋰離子電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及插電式混合動力汽車用電池組的散 熱系統(tǒng)設(shè)計。
背景技術(shù)：
動力電池是混合動力汽車核心零部件，其性能的優(yōu)越直接影響整車性能的好壞。 鋰離子電池是上世紀(jì)90年代新興起的電池，具有體積小、比能量和比功率高、電壓高、壽命 長和環(huán)保無污染等優(yōu)點。但鋰離子電池對溫度較為敏感，其在不同的溫度下表現(xiàn)出不同的 充放電曲線特性(容量、內(nèi)阻、功率等)，同一電池包中溫度的差異是導(dǎo)致電池一致性差的主 要原因，且造成電池成組后電池包整體壽命大幅度下降。對于整車使用的大型動力電池，由于電池單體布置較多，且受布置空間的局限影 響流場均勻性，其本身就存在溫度不均勻的潛在問題。如果僅靠電池配方調(diào)正和電池包結(jié) 構(gòu)設(shè)計不能很好解決電池包的均勻散熱，必須配備散熱系統(tǒng)。電池組溫度過高時的有效散熱與通風(fēng)可以保證溫度場的均勻分布；且有害氣體產(chǎn) 生時通過有效通風(fēng)快速抽出電池箱體之外，降低對駕駛者的損害。通過監(jiān)測設(shè)備、傳熱介 質(zhì)、風(fēng)機、電池箱、制冷系統(tǒng)設(shè)計以達(dá)到熱管理的目的。選擇合適的冷卻方式是均衡化各電 池模塊溫度的前提。按照冷卻介質(zhì)可以分為水冷、風(fēng)冷；其中水冷采用水或乙醇作為冷卻 介質(zhì)，具備對位置不敏感，適應(yīng)溫度范圍廣的優(yōu)點，但是存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維護(hù)復(fù)雜等 缺點，所以目前應(yīng)用較少；風(fēng)冷方式雖然具有效率低和適應(yīng)溫度范圍窄等缺點，但是和整車 空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合后會有很大程度的改善，再加上具備設(shè)計簡單、成本低、易于實現(xiàn)等優(yōu)點是目 前應(yīng)用的主流。電池的風(fēng)冷系統(tǒng)分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種，雖然串聯(lián)具有簡單和成本低的特點， 但是存在電池組溫差大的缺點，并聯(lián)散熱系統(tǒng)受到整車布置空間局限性，冷卻效率較低。串聯(lián)式混合動力電池組作為整車動力主要動力源，其運行條件相當(dāng)惡劣，本發(fā)明 針對串聯(lián)式混合動力汽車方形鋰離子電池組采用空氣冷卻，有效的克服了空氣冷卻方式上 述缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目地是滿足插電式混合動力汽車開發(fā)需要，公開了一種混合動力汽車用 鋰離子電池系統(tǒng)，針對方形鋰離子電池系統(tǒng)的散熱結(jié)構(gòu)，提升電池組在使用過程中的溫度 場的均勻性及冷卻效率，提高電池性能的可靠性和一致性，從而提高整車的性能和運行安 全性，以促進(jìn)混合動力汽車開發(fā)。一種混合動力汽車用鋰離子電池系統(tǒng)，其包括有電池箱體，安裝在電池箱體內(nèi)的 電池模塊組，安裝在電池箱體內(nèi)靠近整車前機艙一端的電池管理系統(tǒng)及高壓器件部分；電 池箱體通過螺栓固定在整車底盤下；
其特征在于所述電池箱體在靠近整車前機艙一端設(shè)計電池箱體進(jìn)風(fēng)口，在電池箱體 另一端靠近后備箱一端設(shè)計電池箱體出風(fēng)口 ；所述電池模塊組具有若干組，它們順著電池箱體的進(jìn)出風(fēng)方向成兩列左右對稱布置，每一列中的電池模塊組平行排列；在左右兩列電 池模塊組之間留有進(jìn)風(fēng)楔形槽道，進(jìn)風(fēng)楔形槽道在靠近進(jìn)風(fēng)口處的內(nèi)徑大，隨著進(jìn)風(fēng)路徑 的延長，內(nèi)徑逐漸縮小，提高冷卻效率。在左右兩列電池模塊組的外側(cè)與電池箱體之間留 有出風(fēng)槽道，出風(fēng)槽道與電池箱體出風(fēng)口相通；在所述每一組電池模塊組靠進(jìn)風(fēng)楔形槽道 一面的末端位置設(shè)置有導(dǎo)流柵板，導(dǎo)流柵板的前端與電池模塊組的末端連接，導(dǎo)流柵板的 末端朝向進(jìn)風(fēng)楔形槽道的進(jìn)風(fēng)方向。風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)來以后，如果沒有導(dǎo)流柵板，空氣從進(jìn)風(fēng) 口進(jìn)來以后會直接流向電池箱體后部，對兩邊電池沒有起到冷卻效果，那么需要增加風(fēng)阻 使空氣向電池組兩邊均勻擴散，與電池表面經(jīng)過熱交換后的空氣最后通過出風(fēng)槽道匯集到 出風(fēng)口處，被風(fēng)機抽出電池箱體之外，對電池總成起到冷卻的作用。在所述電池模塊組靠向出風(fēng)方向的最末端設(shè)置有擋風(fēng)板，擋風(fēng)板的兩端一直延伸 至電池箱體兩側(cè)的出風(fēng)槽道，將進(jìn)風(fēng)楔形槽道的風(fēng)引向出風(fēng)槽道。本發(fā)明與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)相比，優(yōu)點是充分利用電池模組之間的布置間隙來設(shè)計 風(fēng)道，克服了現(xiàn)有電池包散熱結(jié)構(gòu)存在的串行散熱模式及并聯(lián)散熱結(jié)構(gòu)空間大的問題，解 決了氣體流程長，冷卻效果不明顯，進(jìn)、出風(fēng)口溫差較大的矛盾，且該散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅 保證了電池組內(nèi)部電池單體的溫度均勻性，而且結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，制造工藝簡單，成本 較低。
圖1本汽車用鋰離子電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。(圖中箭頭所示為進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)流 向)。
具體實施例方式
本發(fā)明提出的鋰離子電池系統(tǒng)可用于插電式混合動力汽車，參見圖1，其包括1.擋風(fēng) 板；2.電池模塊組；3.進(jìn)風(fēng)楔形槽道；4.電池箱體進(jìn)風(fēng)口 ；5.導(dǎo)流柵板；6.出風(fēng)槽道；7.電 池管理系統(tǒng)及高壓器件部分；8.電池箱體出風(fēng)口 ；9電池箱體。電池箱體9通過螺栓固定 在整車底盤下，在電池箱體靠近整車前機艙一端設(shè)計電池箱體進(jìn)風(fēng)口 4，在電池箱體另一端 靠近后備箱一端設(shè)計電池箱體出風(fēng)口 8。電池模塊組2共10組呈單層左右對稱排列成兩 列布置在電池箱體9內(nèi)，兩列之間形成楔形進(jìn)風(fēng)槽道3，其由兩側(cè)電池對稱布置間隙減小形 成。楔形進(jìn)風(fēng)槽道3靠近進(jìn)風(fēng)口處內(nèi)徑較大，隨著進(jìn)風(fēng)路徑的延長，風(fēng)道的內(nèi)徑逐漸縮小， 其設(shè)計目地就是風(fēng)道越狹窄，風(fēng)流速越快，帶走的熱量也就越多，這可以緩解由于進(jìn)風(fēng)路徑 過長導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)口處與遠(yuǎn)離進(jìn)風(fēng)口處電池溫差過大的弊端。在楔形進(jìn)風(fēng)槽道3中我們還設(shè)計 了一些導(dǎo)流柵板5，每塊導(dǎo)流柵板5的前端與對應(yīng)的電池模塊組2的末端連接，導(dǎo)流柵板5 的末端朝向進(jìn)風(fēng)楔形槽道3的進(jìn)風(fēng)方向。風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口 4進(jìn)來以后，向電池模塊組2兩邊擴 散，導(dǎo)流柵板5的設(shè)計就是增加風(fēng)阻提高流場均勻性。另外，在最后兩個電池模組一側(cè)垂直 楔形進(jìn)風(fēng)槽道3方向安裝擋風(fēng)板1，擋風(fēng)板1的兩端一直延伸至電池箱體兩側(cè)的出風(fēng)槽道 6，將進(jìn)風(fēng)楔形槽道3的風(fēng)引向出風(fēng)槽道6，阻止進(jìn)風(fēng)空氣直接從出風(fēng)口抽出，盡量使空氣向 電池模組兩邊均勻流動，最后流經(jīng)電池管理系統(tǒng)及高壓器件被風(fēng)機抽出電池箱體之外，對 電池總成起到良好的冷卻作用。
權(quán)利要求
1.一種混合動力汽車用鋰離子電池系統(tǒng)，其包括有電池箱體(9)，安裝在電池箱體內(nèi) 的電池模塊組(2)，安裝在電池箱體內(nèi)靠近整車前機艙一端的電池管理系統(tǒng)及高壓器件部 分(7)；電池箱體(9)通過螺栓固定在整車底盤下；其特征在于所述電池箱體(9)在靠近整車前機艙一端設(shè)計電池箱體進(jìn)風(fēng)口(4)，在電 池箱體(9)另一端靠近后備箱一端設(shè)計電池箱體出風(fēng)口(8);所述電池模塊組(2)具有若干 組，它們順著電池箱體(9)的進(jìn)出風(fēng)方向成兩列左右對稱布置，每一列中的電池模塊組(2) 平行排列；在左右兩列電池模塊組(2)之間留有進(jìn)風(fēng)楔形槽道(3)，進(jìn)風(fēng)楔形槽道(3)在靠 近進(jìn)風(fēng)口處的內(nèi)徑大，隨著進(jìn)風(fēng)路徑的延長，內(nèi)徑逐漸縮小；在左右兩列電池模塊組(2)的 外側(cè)與電池箱體(9)之間留有出風(fēng)槽道(6)，出風(fēng)槽道(6)與電池箱體出風(fēng)口(8)相通；在 所述每一組電池模塊組(2 )靠進(jìn)風(fēng)楔形槽道(3 ) 一面的末端位置設(shè)置有導(dǎo)流柵板(5 )，導(dǎo)流 柵板(5)的前端與電池模塊組(2)的末端連接，導(dǎo)流柵板(5)的末端朝向進(jìn)風(fēng)楔形槽道(3) 的進(jìn)風(fēng)方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力汽車用鋰離子電池系統(tǒng)，其特征在于在所述電池 模塊組(2 )靠向出風(fēng)方向的最末端設(shè)置有擋風(fēng)板(1)，擋風(fēng)板(1)的兩端一直延伸至電池箱 體兩側(cè)的出風(fēng)槽道(6)，將進(jìn)風(fēng)楔形槽道(3)的風(fēng)引向出風(fēng)槽道(6)。
全文摘要
一種插電式混合動力汽車用鋰離子電池系統(tǒng)，其包括有電池箱體，安裝在電池箱體內(nèi)的電池模塊組，安裝在電池箱體內(nèi)靠近整車前機艙一端的電池管理系統(tǒng)及高壓器件部分。所述電池箱體設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。電池模塊組順著進(jìn)出風(fēng)方向成兩列左右對稱布置，并在中間留有進(jìn)風(fēng)楔形槽道。在左右兩列電池模塊組的外側(cè)與電池箱體之間留有出風(fēng)槽道，出風(fēng)槽道與電池箱體出風(fēng)口相通；在進(jìn)風(fēng)楔形槽道中設(shè)置有導(dǎo)流柵板，增加風(fēng)阻使空氣向電池組兩邊均勻擴散。本發(fā)明充分利用電池模組之間的布置間隙來設(shè)計風(fēng)道，解決了氣體流程長，冷卻效果不明顯，進(jìn)、出風(fēng)口溫差較大的矛盾，可保證電池組內(nèi)部電池單體的溫度均勻性，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。
文檔編號H01M10/0525GK102074749SQ201010566478
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者任勇, 岳剛, 楊培蕾, 蘇嶺, 袁昌榮 申請人:重慶長安新能源汽車有限公司, 重慶長安汽車股份有限公司