專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種有利于散熱且散熱均勻、提高電芯性能、延長(zhǎng)電芯壽命的電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊。
背景技術(shù)：
當(dāng)前我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)快速發(fā)展，然而隨著汽車(chē)保有量的增加，能源和環(huán)保的壓力也日益加大。發(fā)展新能源汽車(chē)來(lái)逐漸取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)成為了人們的共識(shí)和行業(yè)的熱點(diǎn)話題。這可以減少C02的排放量、減緩全球溫室效應(yīng)、優(yōu)良的電池性能有助于改善汽車(chē)的整體性能。鋰離子電池具有工作電壓高、比能量高、比功率大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，弓丨領(lǐng)新一代高性能充電電池。目前國(guó)內(nèi)外的很多動(dòng)力電池廠家的都將車(chē)用電池設(shè)計(jì)成小的電池盒的形式，這樣確實(shí)方便在空間很有限的汽車(chē)上布置，但是這種單體電池會(huì)帶來(lái)以下的問(wèn)題1)電池之間的連接復(fù)雜、笨重而且增加額外的電源系統(tǒng)的重量和成本；2)單體電池在車(chē)上的固定方式不好，不能很好地保護(hù)電池，會(huì)直接影響電池的一致性、壽命等性能；3)由于電池連接不同造成不同的車(chē)型的電池管理系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)；4)電源系統(tǒng)由許多單體電池組成，而單體電池的熱特性各不相同，他們的排列封裝方式不同熱特性也不同，造成電池每塊電芯以及整個(gè)電源系統(tǒng)的內(nèi)部與外圍的溫差很大，影響電芯的性能。特別是熱管理的問(wèn)題，鋰離子動(dòng)力電池工作時(shí)產(chǎn)生了大量的熱量，沒(méi)有或者忽視熱管理對(duì)于電池的一致性、充放電性能等產(chǎn)生很大的影響，直接影響到汽車(chē)整車(chē)的使用性能。由于鋰電池的優(yōu)良性能，包含鋰離子電池的電池組越來(lái)越多地在汽車(chē)和各種電子設(shè)備上應(yīng)用。讓電池保持一個(gè)較長(zhǎng)的生命周期，鋰離子電池在一個(gè)最佳溫度存儲(chǔ)和運(yùn)行是非常重要的。不過(guò)鋰離子電池在超出環(huán)境溫度范圍內(nèi)使用可能是無(wú)法避免的。由于上述原因，由多個(gè)電池或電池單元組裝，從一個(gè)電芯到下一個(gè)出現(xiàn)明顯的溫度差異顯而易見(jiàn)，這不利于電池組的性能。為了增加整個(gè)電池組壽命，電芯必須低于所需的臨界溫度。但是現(xiàn)在傳統(tǒng)的電源系統(tǒng)大部分不采用散熱或冷卻系統(tǒng)，有些也是僅采用簡(jiǎn)單的自然風(fēng)或者強(qiáng)制風(fēng)冷卻，目前風(fēng)冷方式散熱存在的主要問(wèn)題是占用空間大、受外界氣溫、風(fēng)速等影響，很容易造成散熱不均，或者只是電池表面散熱，而電池內(nèi)部沒(méi)有風(fēng)流過(guò)的地方無(wú)法散去熱量，這對(duì)電源系統(tǒng)整體性能尤其是電芯的性能和壽命影響很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決傳統(tǒng)的電源系統(tǒng)大部分不采用散熱或冷卻系統(tǒng)，有些也是僅采用簡(jiǎn)單的自然風(fēng)或者強(qiáng)制風(fēng)冷卻，從而造成所占空間大、易受外界氣溫、風(fēng)速等的影響，散熱不均勻，散熱效果不理想，對(duì)電源系統(tǒng)整體性能尤其是電芯的性能和壽命影響很大的技術(shù)問(wèn)題；提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、所占空間小、不易受外界氣溫及風(fēng)速等的影響、散熱均勻、散熱效果好、提高電芯性能、延長(zhǎng)電芯壽命的電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊。
本發(fā)明同時(shí)解決原有電動(dòng)汽車(chē)用電池模塊不具有減震設(shè)備，不能很好地保護(hù)電芯，會(huì)直接影響電芯的一致性、壽命等性能的技術(shù)問(wèn)題；提供一種通過(guò)增設(shè)減震設(shè)備，從而能很好地保護(hù)電芯，確保電芯的一致性，有效延長(zhǎng)使用壽命的電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊。本發(fā)明還解決原有電動(dòng)汽車(chē)采用多個(gè)單體電池，連接復(fù)雜且笨重，在車(chē)上的固定方式不好，而單體電池的熱特性各不相同，它們的排列封裝方式不同熱特性也不同，造成每塊電芯以及整個(gè)電源系統(tǒng)的內(nèi)部與外圍的溫差很大，影響電芯的性能的技術(shù)問(wèn)題；提供一種采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于安裝到電動(dòng)汽車(chē)上，安裝穩(wěn)定且牢固，而且減少電氣連接，更加方便有效地進(jìn)行電池的熱管理，更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的本發(fā)明包括若干電芯，所述的電芯之間安裝有導(dǎo)熱裝置，所述的導(dǎo)熱裝置和液冷設(shè)備相連。電芯產(chǎn)生的熱量通過(guò)導(dǎo)熱裝置傳遞給液冷設(shè)備，液冷設(shè)備內(nèi)的冷卻液吸熱，通過(guò)冷卻液的流動(dòng)將熱量帶走，從而達(dá)到整個(gè)電源模塊的冷卻效果，提高電芯的性能，延長(zhǎng)壽命，從而提高電動(dòng)汽車(chē)整個(gè)電源系統(tǒng)的可靠性。采用液冷方式，結(jié)構(gòu)可以做得很緊湊，占用空間小，不易受外界氣溫及風(fēng)速等的影響，散熱均勻，散熱效果好。作為優(yōu)選，所述的液冷設(shè)備包括液冷散熱板，液冷散熱板上設(shè)有和液冷散熱板的內(nèi)腔連通的總進(jìn)液管和總出液管。冷卻液從總進(jìn)液管流入液冷散熱板，吸走導(dǎo)熱裝置傳來(lái)的熱量后，再?gòu)目偝鲆汗芰髯?。作為?yōu)選，所述的導(dǎo)熱裝置包括若干呈L型的散熱鋁板，散熱鋁板的橫面位于兩兩電芯之間，散熱鋁板的豎面和所述的液冷設(shè)備相連。散熱鋁板既起到支承電芯的作用，又起到傳熱作用。作為優(yōu)選，所述的電芯的頂面和其上方的散熱鋁板之間設(shè)有減震片，電芯的底面和其下方的散熱鋁板之間設(shè)有導(dǎo)熱片。電芯產(chǎn)生的熱量通過(guò)導(dǎo)熱片傳遞給散熱鋁板，再由散熱鋁板傳遞給液冷散熱板。每個(gè)電芯和散熱鋁板之間都有減震片，在搬運(yùn)或汽車(chē)顛簸行駛中起到很好的保護(hù)電芯的作用，確保電芯的一致性，有效延長(zhǎng)電芯的使用壽命。由于電芯表面的不平整，為了增大電芯表面和散熱鋁板表面之間的接觸面積，將導(dǎo)熱片置于兩者之間作為填縫材料。導(dǎo)熱片所用材料可選擇導(dǎo)熱硅酯和導(dǎo)熱硅膠片。導(dǎo)熱硅酯是一種熱界面材料，當(dāng)它填入粗糙、不平的接觸表面時(shí)，將消除表面之間的空隙，因此使接合處熱阻減少，使熱源溫度減低。導(dǎo)熱硅酯在常態(tài)時(shí)是粘稠狀流體，有不同的導(dǎo)熱系數(shù)可以選擇，導(dǎo)熱系數(shù)一般在 0. 5 6. 0之間，絕緣等級(jí)在20KV/MM左右。阻燃等級(jí)在V-0，可以有效地降低電池起火的可能。工作溫度在-40 80攝氏度之間性能穩(wěn)定，滿足具體的使用工況。導(dǎo)熱硅膠片在導(dǎo)熱原理中和硅酯接近，不同的是它成固體片狀結(jié)構(gòu)，可以背膠貼在電芯的表面，在拆裝和清潔程度上有優(yōu)勢(shì)。它的絕緣能力和阻燃能力和導(dǎo)熱硅酯接近。減震材料的選取大方向是彈性良好，有一定支撐性，永久回彈力好，絕緣，阻燃，工作溫度在電池范圍內(nèi)無(wú)不良變化。防水，性價(jià)比高等等?？蛇x擇使用兩種選型材料，一為聚乙烯發(fā)泡材料，一為聚胺酯發(fā)泡材料。作為優(yōu)選，所述的液冷散熱板的內(nèi)側(cè)面設(shè)有導(dǎo)熱層，所述的散熱鋁板的豎面和所述的導(dǎo)熱層貼合。電芯產(chǎn)生的熱量通過(guò)導(dǎo)熱片傳遞給散熱鋁板，再由散熱鋁板傳遞給導(dǎo)熱層，最后由導(dǎo)熱層傳遞給液冷散熱板。確保傳遞熱量的效果更好，散熱效果更理想。導(dǎo)熱層
4的選材和導(dǎo)熱片類(lèi)同。作為優(yōu)選，所述的電源模塊的一側(cè)設(shè)有一塊柔性線路板，所述的電芯的正、負(fù)電極分別通過(guò)該柔性線路板電連接，柔性線路板的一側(cè)設(shè)有電源模塊總正極，柔性線路板的另一側(cè)設(shè)有電源模塊總負(fù)極，電芯的正極和電源模塊總正極相連，電芯的負(fù)極和電源模塊總負(fù)極相連。采用柔性線路板，有效減少電氣連接，整個(gè)電源模塊整齊、整潔，確保整個(gè)電源模塊有很好的整體性，便于安裝到電動(dòng)汽車(chē)上，連接更加牢固，也便于維修和維護(hù)，更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)液冷設(shè)備、導(dǎo)熱裝置和電芯的巧妙連接及布置，使得整個(gè)電源模塊結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，散熱效果不易受外界氣溫及風(fēng)速等的影響，散熱均勻、 散熱效果好。而且具有很好的減震性能，確保電芯的一致性，達(dá)到保護(hù)電芯的目的，有效提高電芯性能，延長(zhǎng)電芯壽命。同時(shí)采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于安裝到電動(dòng)汽車(chē)上，安裝穩(wěn)定且牢固，而且電氣連接簡(jiǎn)潔、整齊，維護(hù)方便，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的一種側(cè)視放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明中電芯的上、下連接結(jié)構(gòu)的一種立體分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.電芯，2.液冷散熱板，3.總進(jìn)液管，4.總出液管，5.散熱鋁板，6.減震片， 7.導(dǎo)熱片，8.導(dǎo)熱層，9.柔性線路板，10.電源模塊總正極，11.電源模塊總負(fù)極。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例1 本實(shí)施例的一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊，如圖1所示，包括左、右兩塊液冷散熱板2及安裝于兩塊液冷散熱板2之間的38塊電芯1，38塊電芯用兩個(gè)相互用卡扣卡緊的塑料件固定，最上面的電芯的上方放置一塊金屬板，金屬板上方再安裝有一個(gè)LE⑶電池管理系統(tǒng)，金屬板起隔離強(qiáng)電干擾作用。每個(gè)電源模塊一個(gè)LE⑶可以更好地發(fā)揮模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，避免了目前電源系統(tǒng)由于電池單體排布不同造成重復(fù)設(shè)計(jì)的問(wèn)題。電芯的極耳正負(fù)首尾相連，電芯極耳外側(cè)用厚2mm的銅條壓緊，該方式極耳接觸面大，極大地降低電芯連接接觸電阻。采用這樣的電芯極耳連接方式可以很方便地從目前的機(jī)械連接向電芯極耳激光焊接過(guò)渡。每塊液冷散熱板2的頂部安裝有和其內(nèi)腔連通的總進(jìn)液管3和總出液管 4，液冷散熱板2的內(nèi)側(cè)面有一層導(dǎo)熱層8。如圖2、圖3所示，多個(gè)呈L型的散熱鋁板5交錯(cuò)相對(duì)地布置在兩兩電芯之間，散熱鋁板5的橫面位于兩兩電芯1之間，散熱鋁板5的豎面和液冷散熱板2上的導(dǎo)熱層8貼合。電芯1的頂面和其上方的散熱鋁板5之間安裝有減震片6，電芯1的底面和其下方的散熱鋁板5之間安裝有導(dǎo)熱片7。電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊的前側(cè)(即電芯的電極所在的方向)安裝有一塊柔性線路板9，柔性線路板9的一側(cè)安裝有一個(gè)電源模塊總正極10，柔性線路板9的另一側(cè)的頂部安裝有一個(gè)電源模塊總負(fù)極11。電芯 1的正、負(fù)電極分別通過(guò)該柔性線路板9電連接，電芯1的正極和電源模塊總正極10相連， 電芯1的負(fù)極和電源模塊總負(fù)極11相連。柔性線路板背面貼片熱敏電阻，有效檢測(cè)電芯極耳的溫度，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊、安裝方便、提高了工作效率。柔性線路板的板基材料是聚脂或聚酰亞胺，其特點(diǎn)是柔性好，可彎曲成90°安裝，其厚度一般為0. Imm左右，所占體積小， 節(jié)省空間。電芯產(chǎn)生的熱量通過(guò)導(dǎo)熱片傳遞給散熱鋁板，再由散熱鋁板傳遞給液冷散熱板上的導(dǎo)熱層，因?yàn)橐豪渖岚鍨殇X制，熱量直接由導(dǎo)熱層傳至液冷散熱板內(nèi)的冷卻液，然后被冷卻液吸收。冷卻液由總進(jìn)液管流入液冷散熱板，冷卻液吸熱后，又從總出液管處流出，熱量最終由冷卻液帶出?？傔M(jìn)液管也可以進(jìn)行分流，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電源系統(tǒng)內(nèi)的若干個(gè)電源模塊子系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。本發(fā)明也可以在原風(fēng)冷電源模塊基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，只需要在原風(fēng)冷散熱系統(tǒng)內(nèi)加入以上部件，同時(shí)對(duì)散熱鋁片稍作結(jié)構(gòu)改進(jìn)或更換即可。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，散熱效果不易受外界氣溫及風(fēng)速等的影響，散熱均勻、散熱效果好。而且具有很好的減震性能，確保電芯的一致性，達(dá)到保護(hù)電芯的目的，有效提高電芯性能，延長(zhǎng)電芯壽命。同時(shí)采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于安裝到電動(dòng)汽車(chē)上，安裝穩(wěn)定且牢固，而且電氣連接簡(jiǎn)潔、整齊，維護(hù)方便，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊，包括若干電芯(1)，其特征在于所述的電芯(1)之間安裝有導(dǎo)熱裝置，所述的導(dǎo)熱裝置和液冷設(shè)備相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊，其特征在于所述的液冷設(shè)備包括液冷散熱板(2)，液冷散熱板(2)上設(shè)有和液冷散熱板的內(nèi)腔連通的總進(jìn)液管(3)和總出液管(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊，其特征在于所述的導(dǎo)熱裝置包括若干呈L型的散熱鋁板(5)，散熱鋁板(5)的橫面位于兩兩電芯(1)之間，散熱鋁板 (5)的豎面和所述的液冷設(shè)備相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊，其特征在于所述的電芯(1)的頂面和其上方的散熱鋁板(5)之間設(shè)有減震片(6)，電芯(1)的底面和其下方的散熱鋁板 (5)之間設(shè)有導(dǎo)熱片(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊，其特征在于所述的液冷散熱板 (2)的內(nèi)側(cè)面設(shè)有導(dǎo)熱層(8)，所述的散熱鋁板(5)的豎面和所述的導(dǎo)熱層(8)貼合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊，其特征在于所述的電源模塊的一側(cè)設(shè)有一塊柔性線路板(9)，所述的電芯(1)的正、負(fù)電極分別通過(guò)該柔性線路板 (9)電連接，柔性線路板(9)的一側(cè)設(shè)有電源模塊總正極(10)，柔性線路板(9)的另一側(cè)設(shè)有電源模塊總負(fù)極(11)，電芯(1)的正極和電源模塊總正極(10)相連，電芯(1)的負(fù)極和電源模塊總負(fù)極(11)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)液冷電源模塊，包括兩塊液冷散熱板及安裝于兩塊液冷散熱板之間的多個(gè)電芯，液冷散熱板上設(shè)有和其內(nèi)腔連通的總進(jìn)液管和總出液管，液冷散熱板的內(nèi)側(cè)面有一層導(dǎo)熱層。多個(gè)呈L型的散熱鋁板布置在電芯之間，散熱鋁板的橫面位于兩兩電芯之間，散熱鋁板的豎面和液冷散熱板上的導(dǎo)熱層貼合。電芯的頂面和其上方的散熱鋁板之間安裝有減震片，電芯的底面和其下方的散熱鋁板之間安裝有導(dǎo)熱片。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，散熱效果不易受外界氣溫及風(fēng)速等的影響，散熱均勻、散熱效果好。而且具有很好的減震性能，確保電芯的一致性，達(dá)到保護(hù)電芯的目的，有效提高電芯性能，延長(zhǎng)電芯壽命。
文檔編號(hào)H02M1/00GK102201727SQ20101053337
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者何亞飛, 俞良舜, 李軍, 王煒, 鄭潔民, 魏國(guó)剛 申請(qǐng)人:萬(wàn)向電動(dòng)汽車(chē)有限公司, 萬(wàn)向集團(tuán)公司