專利名稱：全封閉式液冷蓄電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車載蓄電池組，特別涉及一種全封閉式液冷蓄電池組。
背景技術(shù)：
目前，在新能源技術(shù)領(lǐng)域的電動汽車上的車載蓄電池組的布置方式主要有三種 1、在車身的底盤上布置，這種方式下整車重心在下，車輛行駛平穩(wěn)不易翻車，但是需要對蓄 電池箱加裝密閉結(jié)構(gòu)。2、在車身的中部布置(如車輪以上的車身中部)，這種方式下車輛 的整車重心略微上移，對車輛的行駛安全影響不大。3、是在車身的頂部布置，這種方式下整 車重心過高，車輛行駛不穩(wěn)需要對路況及車速嚴(yán)格限制，否則容易造成翻車現(xiàn)象。為滿足車 輛穩(wěn)定行駛要求，車載蓄電池組在車身的底盤上布置方式是載蓄電池組的最合理的布置方 式。但車身的底盤上布置的車載蓄電池組，由于位置低，出現(xiàn)浸水、淹水狀態(tài)的幾率高于后 兩種，這要求車載蓄電池組的外箱體具有全封閉的防止水淹結(jié)構(gòu)；這就和車載蓄電池的散 熱或保溫成為矛盾，如果要保證全封閉車載蓄電池組的工作溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，簡單地外 殼冷卻不行，循環(huán)空氣換熱方式也不行。

發(fā)明內(nèi)容
為滿足全封閉狀態(tài)車載蓄電池組的整體溫度在限定的溫度范圍內(nèi)，本發(fā)明提供一 種全封閉式液冷蓄電池組。本發(fā)明全封閉式液冷蓄電池組，包括全封閉外箱體、安裝在其中的若干蓄電池和 控制單元，其中所述蓄電池每兩個之間夾有一塊內(nèi)換熱器構(gòu)成一個基本控制溫度單元，內(nèi) 換熱器為板式，由若干換熱器管路及換熱器氣孔和兩個換熱器接觸面板組成，換熱器氣孔 和換熱器管路水平間隔安置，所有內(nèi)換熱器的換熱器氣孔的一端設(shè)有導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩上裝 有風(fēng)機，換熱器氣孔、導(dǎo)流罩和風(fēng)機組成內(nèi)氣流循環(huán)系統(tǒng)；每塊內(nèi)換熱器上的換熱器管路串 聯(lián)，有一個進口和一個出口 ；所有內(nèi)換熱器的換熱器管路進口和出口并聯(lián)，進口連接箱體外 的外換熱器，出口連接儲液罐，儲液罐通過液體循環(huán)泵連接外換熱器，組成外部液體循環(huán)系 統(tǒng)。所述儲液罐中設(shè)有電加熱器。所述外換熱器包括升溫?fù)Q熱器、降溫?fù)Q熱器和切換閥，升溫?fù)Q熱器和降溫?fù)Q熱器 的進口并聯(lián)連接液體循環(huán)泵，出口分別連接切換閥的兩個進口，切換閥的出口連接內(nèi)換熱 器的進口。所述升溫?fù)Q熱器和降溫?fù)Q熱器均由循環(huán)液管和換熱液腔組成，循環(huán)液管為蛇形盤 管，安置在換熱液腔中，循環(huán)液管連接在外部液體循環(huán)系統(tǒng)中，升溫?fù)Q熱器的換熱液腔通入 另外的熱媒，降溫?fù)Q熱器通入另外的冷媒。所述切換閥為電磁閥，包括電磁鐵、電磁線圈和電控閥芯，有兩個入口和一個出 口，電控閥芯控制兩個入口中的一個與出口相通。所述箱體為槽型箱體，加裝密封用的箱體上蓋板，在槽型箱體的底部內(nèi)置減振橡膠墊和限位槽，上蓋板與槽型箱體之間加裝密封用橡膠墊，用螺栓緊固，型成全密封結(jié)構(gòu)的 車載蓄電池組的外箱體。所述箱體外部加裝隔熱層。所述蓄電池組裝有電池管理系統(tǒng)。所述控制單元分別連接電池管理系統(tǒng)、風(fēng)機、電加熱器和切換閥。所述控制單元按如下條件控制1)蓄電池組總體溫度限量控制范圍是上限35°C -下限15°C ；2)外部液體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)通入調(diào)控制車載蓄電池組溫度的調(diào)控液體，液體的溫度范 圍是上限50°C -下限5°C ；3)當(dāng)電池組的溫度低于下限5°C時，系統(tǒng)加入50°C以下-20°C以上的高溫度體；在 車載電池組的溫度上升到15°C時，停止管路內(nèi)高溫液體加入過程；4)當(dāng)電池組的溫度高于上限40°C時，系統(tǒng)加入5°C以上_15°C以下的低溫液體；在 池車載電池組的溫度下降到35°C時，停止管路內(nèi)低溫液體加入過程。本發(fā)明全封閉式液冷蓄電池組，可以在全封閉狀態(tài)下，實現(xiàn)對蓄電池組的溫度控 制，確保蓄電池組工作在最佳溫度范圍；同時保證蓄電池組的全封閉性能，適用于電動汽車 最佳的電池安放方案。


圖1是本發(fā)明全封閉式液冷蓄電池組的功能框圖；圖2是基本溫度控制單元組合方式圖；圖3是換熱器結(jié)構(gòu)正視圖；圖4是換熱器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖5是換熱器結(jié)構(gòu)局部放大圖；圖6是內(nèi)循環(huán)風(fēng)機結(jié)構(gòu)圖；圖7是升溫?fù)Q熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖8是儲液罐的結(jié)構(gòu)圖；圖9是切換閥初始狀態(tài)示意圖；圖10是切換閥切換狀態(tài)示意圖。蓄電池1、內(nèi)換熱器2、換熱器管路2a、換熱器接觸面板沘、換熱器氣孔2c、循環(huán)風(fēng) 機3、導(dǎo)流罩4、外箱體5、外換熱器6、循環(huán)液管6a、換熱液腔6b、儲液罐7、加熱芯8、循環(huán)液 入口 7a、循環(huán)液出口 7b、電磁閥9、電磁鐵9a、電磁線圈％、電控閥芯9c、第一入口 9d、第二 入口 9e、出口 9f具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明全封閉式液冷蓄電池組作詳盡的說明。圖1是本發(fā)明全封閉式液冷蓄電池組的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明全封閉式液冷蓄電池組，包括全封閉外箱體5、安裝在其中的若干蓄電池1 和控制單元，全封閉式液冷蓄電池組的外箱體內(nèi)/外相通的管路與外箱體之間采用焊接方 式進行密封；、全封閉式液冷蓄電池組的外表上粘貼2厘米厚的隔熱綿形成全封閉的隔熱
4層；全封閉式液冷蓄電池組的電器件采用防水器件。蓄電池1每兩個之間夾有一塊內(nèi)換熱器2構(gòu)成一個基本控制溫度單元(見圖2)， 內(nèi)換熱器2為板式(見圖3、圖4、圖5)，夾在蓄電池單體之間的內(nèi)換熱器2應(yīng)按照蓄電池的 截面大小設(shè)計，由若干換熱器管路加及換熱器氣孔2c和兩個換熱器接觸面板2b組成，換 熱器氣孔2c和換熱器管路加水平間隔安置。內(nèi)換熱器2的換熱器接觸面板2b為光滑平 面，平面面積與車載蓄電池單體電芯的面積匹配。為減少散熱器所占空間，本方案中限定內(nèi) 換熱器的厚度不超過3毫米。內(nèi)換熱器數(shù)量是車載蓄電池單體數(shù)量的一半，奇數(shù)量的車載電池組用內(nèi)換熱器數(shù) 量為車載蓄電池單體數(shù)量的一半加1個。所有內(nèi)換熱器的換熱器氣孔2c的一端設(shè)有導(dǎo)流罩4，導(dǎo)流罩4上裝有風(fēng)機3 (見圖 6)，換熱器氣孔2c、導(dǎo)流罩4和風(fēng)機3組成內(nèi)氣流循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)風(fēng)機3和導(dǎo)流罩4構(gòu)成封 閉的氣體循環(huán)通道，在循環(huán)風(fēng)機3的作用下形成定向流動的氣流，其目的是為使全封閉式 液冷蓄電池組中的所有蓄電池單體溫度均勻一致。每塊內(nèi)換熱器2上的換熱器管路加串聯(lián)，有一個進口和一個出口 ；平行的換熱器 管路的進口和出口分別設(shè)置在散熱器的對角上。所有單體內(nèi)換熱器通過軟管與總的液體輸 入/輸出管路相連接。所有內(nèi)換熱器2的換熱器管路進口和出口并聯(lián)，進口連接箱體外的外 換熱器，出口連接儲液罐7，儲液罐7通過液體循環(huán)泵連接外換熱器，組成高導(dǎo)熱效率的外 部液體循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)充有汽車通用防凍液，可防止其它方式下出現(xiàn)異物進入造成堵塞現(xiàn)象。儲液罐7中設(shè)有電加熱器8 (見圖8)。使全封閉式液冷蓄電池組中的儲液罐采用 塑料材料制成，內(nèi)設(shè)計有電加熱器8，在需要電加熱條件下使用，加熱溫度上限50°C ；儲液 罐上裝有一個出水管7b，出水管7b長度延伸到儲液罐7底部；儲液罐7上裝有一個回水管 7a，長度延伸到儲液罐7頂部的管路。在正常工作條件下，儲液罐7中的液體必須超出電加 熱器8的高度，防止電加熱器8空燒損壞。電加熱器8的工作條件是有加熱電源接入，且液 體循環(huán)泵在工作時才能進入工作狀態(tài)。全封閉式液冷蓄電池組中的液體循環(huán)泵采用小型的直流水泵，工作電壓分直流 12V和直流24V兩種，流量按實際要求確定。所述外換熱器包括升溫?fù)Q熱器、降溫?fù)Q熱器和切換閥，升溫?fù)Q熱器和降溫?fù)Q熱器 的進口并聯(lián)連接液體循環(huán)泵，出口分別連接切換閥的兩個進口，切換閥的出口連接內(nèi)換熱 器的進口。所述升溫?fù)Q熱器和降溫?fù)Q熱器均由循環(huán)液管6a和換熱液腔6b組成(見圖7)， 循環(huán)液管6a為蛇形盤管，安置在換熱液腔6b中，循環(huán)液管6a連接在外部液體循環(huán)系統(tǒng)中， 升溫?fù)Q熱器的換熱液腔通入另外的熱媒(如混合動力車輛內(nèi)燃機的冷卻液)，降溫?fù)Q熱器 通入另外的冷媒(換熱液腔6b與車載空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器串聯(lián))。本方案中加熱能量有兩種，一種是電加熱系統(tǒng)，通過電加熱器8加熱儲液罐7中的 液體，在用液體循環(huán)泵把被加熱的液體輸出到車載蓄電池組中的內(nèi)換熱器的各個單體提升 車載蓄電池組的溫度；另一種是通過升溫?fù)Q熱器采集混合動力車輛上的內(nèi)燃機冷卻液的熱 能給車載蓄電池組提升溫度。所述切換閥為電磁閥9 (見圖9、圖10)，包括電磁鐵9a、電磁線圈9b和電控閥芯 9c，有兩個入口 9d、9e和一個出口 9f，電控閥芯9c控制兩個入口 9d、9e中的一個與出口 9f 相通。本方案中，入口 9d連接升溫?fù)Q熱器，入口 9e連接降溫?fù)Q熱器，出口連接內(nèi)換熱器。通過控制電磁閥9，即可選擇是對內(nèi)換熱器加熱還是冷卻。所述箱體為槽型箱體，加裝密封用的箱體上蓋板，在槽型箱體的底部內(nèi)置減振橡 膠墊和限位槽，上蓋板與槽型箱體之間加裝密封用橡膠墊，用螺栓緊固，型成全密封結(jié)構(gòu)的 車載蓄電池組的外箱體。所述箱體外部加裝隔熱層。所述蓄電池組裝有電池管理系統(tǒng)。所述控制單元分別連接電池管理系統(tǒng)、風(fēng)機、電加熱器和切換閥。所述控制單元按如下條件控制1)蓄電池組總體溫度限量控制范圍是上限35°C -下限15°C ；2)外部液體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)通入調(diào)控制車載蓄電池組溫度的調(diào)控液體，液體的溫度范 圍是上限50°C -下限5°C ；3)當(dāng)電池組的溫度低于下限5°C時，系統(tǒng)加入50°C以下-20°C以上的高溫度體；在 車載電池組的溫度上升到15°C時，停止管路內(nèi)高溫液體加入過程；4)當(dāng)電池組的溫度高于上限40°C時，系統(tǒng)加入5°C以上_15°C以下的低溫液體；在 池車載電池組的溫度下降到35°C時，停止管路內(nèi)低溫液體加入過程。
權(quán)利要求
1.一種全封閉式液冷蓄電池組，包括全封閉外箱體、安裝在其中的若干蓄電池和控制 單元，其特征在于所述蓄電池每兩個之間夾有一塊內(nèi)換熱器構(gòu)成一個基本控制溫度單元， 內(nèi)換熱器為板式，由若干換熱器管路及換熱器氣孔和兩個換熱器接觸面板組成，換熱器氣 孔和換熱器管路水平間隔安置，所有內(nèi)換熱器的換熱器氣孔的一端設(shè)有導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩上 裝有風(fēng)機，換熱器氣孔、導(dǎo)流罩和風(fēng)機組成內(nèi)氣流循環(huán)系統(tǒng)；每塊內(nèi)換熱器上的換熱器管路 串聯(lián)，有一個進口和一個出口 ；所有內(nèi)換熱器的換熱器管路進口和出口并聯(lián)，進口連接箱體 外的外換熱器，出口連接儲液罐，儲液罐通過液體循環(huán)泵連接外換熱器，組成外部液體循環(huán) 系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述儲液罐中設(shè)有電 加熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述外換熱器包括升 溫?fù)Q熱器、降溫?fù)Q熱器和切換閥，升溫?fù)Q熱器和降溫?fù)Q熱器的進口并聯(lián)連接液體循環(huán)泵，出 口分別連接切換閥的兩個進口，切換閥的出口連接內(nèi)換熱器的進口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述升溫?fù)Q熱器和降 溫?fù)Q熱器均由循環(huán)液管和換熱液腔組成，循環(huán)液管為蛇形盤管，安置在換熱液腔中，循環(huán)液 管連接在外部液體循環(huán)系統(tǒng)中，升溫?fù)Q熱器的換熱液腔通入另外的熱媒，降溫?fù)Q熱器通入 另外的冷媒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述切換閥為電磁閥， 包括電磁鐵、電磁線圈和電控閥芯，有兩個入口和一個出口，電控閥芯控制兩個入口中的一 個與出口相通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述箱體為槽型箱體， 加裝密封用的箱體上蓋板，在槽型箱體的底部內(nèi)置減振橡膠墊和限位槽，上蓋板與槽型箱 體之間加裝密封用橡膠墊，用螺栓緊固，型成全密封結(jié)構(gòu)的車載蓄電池組的外箱體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述箱體外部加裝隔執(zhí)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述蓄電池組裝有電 池管理系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述控制單元分別連 接電池管理系統(tǒng)、風(fēng)機、電加熱器和切換閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的全封閉式液冷蓄電池組，其特征在于所述控制單元按如下 條件進行控制1)蓄電池組總體溫度限量控制范圍是上限35°C-下限15°C ；2)外部液體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)通入調(diào)控制車載蓄電池組溫度的調(diào)控液體，液體的溫度范圍是 上限50°C -下限5°C ；3)當(dāng)電池組的溫度低于下限5°C時，系統(tǒng)加入50°C以下-20°C以上的高溫度體；在車載 電池組的溫度上升到15°C時，停止管路內(nèi)高溫液體加入過程；4)當(dāng)電池組的溫度高于上限40°C時，系統(tǒng)加入5°C以上_15°C以下的低溫液體；在池車 載電池組的溫度下降到35°C時，停止管路內(nèi)低溫液體加入過程。
全文摘要
一種全封閉式液冷蓄電池組，包括外箱體、若干蓄電池和控制單元，蓄電池每兩個之間夾有一塊內(nèi)換熱器，內(nèi)換熱器為板式，由若干換熱器管路及換熱器氣孔和兩個換熱器接觸面板組成，換熱器氣孔和換熱器管路水平間隔安置，所有內(nèi)換熱器的換熱器氣孔的一端設(shè)有導(dǎo)流罩，其上裝有風(fēng)機；每塊內(nèi)換熱器上的換熱器管路串聯(lián)，有一個進口和一個出口；所有內(nèi)換熱器的換熱器管路進口和出口并聯(lián)，進口連接箱體外的外換熱器，出口連接儲液罐，儲液罐通過液體循環(huán)泵連接外換熱器。本發(fā)明全封閉式液冷蓄電池組，可以在全封閉狀態(tài)下，實現(xiàn)對蓄電池組的溫度控制，確保蓄電池組工作在最佳溫度范圍；同時保證蓄電池組的全封閉性能，適用于電動汽車最佳的電池安放方案。
文檔編號H01M10/50GK102110796SQ201110029728
公開日2011年6月29日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者吳寧寧, 毛永志, 王端軍, 王雅和, 羅洪旭, 蔡春華 申請人:中信國安盟固利動力科技有限公司