本實用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種電池箱。
背景技術(shù):
隨著經(jīng)濟與科技的發(fā)展,能源危機和環(huán)境問題日益突出。為了解決這兩個問題,在全球大力發(fā)展新能源的大環(huán)境下,儲能電池系統(tǒng)和動力電池系統(tǒng)隨之而生,儲能電池系統(tǒng)主要應(yīng)用在儲能站,動力電池主要應(yīng)用在電動汽車上。
電池系統(tǒng)內(nèi)溫度分布不均勻,與外部環(huán)境的熱交換也存在差異,這就導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的電芯一致性變差,從而降低了電池系統(tǒng)的性能和使用壽命。內(nèi)、外環(huán)境溫差還會造成電池系統(tǒng)內(nèi)的水蒸汽凝露,導(dǎo)致系統(tǒng)絕緣故障,會發(fā)生凝露現(xiàn)象的情況有:
(1)電池在高寒環(huán)境工作,電池工作時會發(fā)熱同時會給電池系統(tǒng)內(nèi)空氣加熱,熱空氣遇到冷的電池箱壁會凝露。
(2)電池在被加熱時,同時空氣也被加熱,熱空氣遇到冷的電池箱壁會凝露。
(3)空調(diào)暖風通入電池系統(tǒng)內(nèi),遇到冷的物體會凝露。
(4)電池工作發(fā)熱,同時給系統(tǒng)內(nèi)空氣加熱,熱空氣遇到冷水管或冷的電池箱壁會凝露。
(5)由于電池系統(tǒng)內(nèi)本身濕度較大,當系統(tǒng)溫度下降到露點,發(fā)生凝露。
目前通過自然散熱、風冷,液冷方式避免電池性能的一致性變差,但這些方式存在一定的缺陷:
1)自然散熱無法滿足電池系統(tǒng)在高溫、高寒環(huán)境下工作。
2)風冷可以降低電池系統(tǒng)整體溫度,但效果效率低,且由于電池內(nèi)部構(gòu)造會形成很多渦流,不能有效控制電池系統(tǒng)內(nèi)的溫度一致性,甚至造成溫差加劇。
3)液冷能很有效降低電池系統(tǒng)整體溫度和溫差,如果使用導(dǎo)熱液浸泡電池模塊,可以解決電池系統(tǒng)內(nèi)凝露導(dǎo)致絕緣故障。但這樣會大大增加電池系統(tǒng)的重量,降低電池系統(tǒng)的能量密度,同時對電池系統(tǒng)的防護等級要求很高,且不宜后期維護,增加了設(shè)計成本和售后成本。
目前,還沒有專門用來避免電池系統(tǒng)內(nèi)部凝露的專業(yè)設(shè)計。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型提供了一種電池箱,以達到均衡電池系統(tǒng)內(nèi)溫場和防止電池系統(tǒng)內(nèi)凝露、并對填充后電池模塊進行熱管理的目的。
一種電池箱,包括箱體,其特征在于:在箱體內(nèi)側(cè),緊鄰箱體內(nèi)壁設(shè)置導(dǎo)熱層,導(dǎo)熱層將電池模塊緊密包裹;所述的電池箱還包括熱管理系統(tǒng),所述的熱管理系統(tǒng)設(shè)置在電池箱外部,與電池內(nèi)部導(dǎo)熱層通過導(dǎo)熱材料連接,所述的導(dǎo)熱材料與導(dǎo)熱層材料相同。
進一步的,所述的箱體外側(cè),緊鄰箱體外壁設(shè)置隔熱層,或者在箱體內(nèi)壁與導(dǎo)熱層之間設(shè)有隔熱層,且所述的隔熱層材料的導(dǎo)熱率低于導(dǎo)熱層材料的導(dǎo)熱率。
進一步的,所述的隔熱層材料為發(fā)泡聚乙烯、發(fā)泡聚丙烯、聚氨酯發(fā)泡劑、二氧化硅氣凝膠、云母、酚醛泡沫、聚苯乙烯泡沫。
進一步的,所述的導(dǎo)熱層材料為發(fā)泡硅橡膠、發(fā)泡硅膠、發(fā)泡甲基苯基乙烯基有機硅、有機硅灌封材料。
進一步的,所述的隔熱層及導(dǎo)熱層在箱體上的固定方式為膠粘、擠壓、螺栓緊固。
進一步的,所述的熱管理系統(tǒng)為:在每個電池模塊內(nèi)設(shè)置溫度傳感器,溫度傳感器與控制器相連,并反饋電池模塊內(nèi)的溫度信號給控制器,熱管理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有加熱器與散熱風扇,通過控制器控制工作。
進一步的,所述的加熱器設(shè)置在導(dǎo)熱材料的下側(cè),所述的散熱風扇設(shè)置在導(dǎo)熱材料的上側(cè)。
本實用新型所提供的電池箱具有以下有益效果:
(1)通過設(shè)置導(dǎo)熱層,均衡電池系統(tǒng)內(nèi)的溫差,使電池系統(tǒng)的每個電池模塊溫度保持相同,提高電池系統(tǒng)內(nèi)的一致性,從而提高電池性能和壽命;將電池系統(tǒng)內(nèi)的空氣盡可能排除,減少了電池系統(tǒng)內(nèi)的水蒸氣,避免系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障發(fā)生。
(2)熱管理系統(tǒng)根據(jù)電池模塊內(nèi)部溫度,對導(dǎo)熱材料實施加熱或冷卻,間接控制電芯溫度。
附圖說明
圖1為本實用新型的隔熱層設(shè)置內(nèi)壁與導(dǎo)熱層之間的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實用新型的隔熱層設(shè)置在箱體外壁的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實用新型的熱管理系統(tǒng)工作原理圖。
圖中,1:箱體;2:隔熱層;3:導(dǎo)熱層;4:電池模塊;5:加熱器;6:散熱風扇;7、溫度傳感器;8:控制器。
具體實施方式
實施例1
參照附圖1、3,一種電池箱,包括箱體1,是電池模塊的承托結(jié)構(gòu)件,用于電池模塊和其他電器件的安裝,且給其提供結(jié)構(gòu)強度的保障;其特征在于:在箱體內(nèi)側(cè),緊鄰箱體內(nèi)壁設(shè)置隔熱層2,起到隔熱作用,降低環(huán)境與電池包內(nèi)熱交換速率,使電池系統(tǒng)處于適宜溫度;在隔熱層內(nèi)側(cè)設(shè)置導(dǎo)熱層3,導(dǎo)熱層將電池模塊包裹,且所述的隔熱層材料的導(dǎo)熱率低于導(dǎo)熱層材料的導(dǎo)熱率,將電池箱體內(nèi)的空氣盡可能排除,減少空氣量,降低凝露的可能以及均衡電池包內(nèi)的溫差,盡可能使電池系統(tǒng)的每顆電芯環(huán)境溫度保持相同,保持電池系統(tǒng)的一致性,從而提高電池性能和壽命,如果電池系統(tǒng)處于適宜的環(huán)境中可不使用隔熱層;電池模塊,是由單體電芯通過一定的串并聯(lián)方式集成起來的模塊,便于固定在電箱中,具有一定的結(jié)構(gòu)強度。所述的電池箱還包括熱管理系統(tǒng),所述的熱管理系統(tǒng)設(shè)置在電池箱外部,與電池內(nèi)部導(dǎo)熱層通過導(dǎo)熱材料連接,所述的導(dǎo)熱材料與導(dǎo)熱層材料相同。
進一步的,所述的隔熱層材料為發(fā)泡聚乙烯、發(fā)泡聚丙烯、聚氨酯發(fā)泡劑、二氧化硅氣凝膠、云母、酚醛泡沫、聚苯乙烯泡沫。
進一步的,所述的導(dǎo)熱層材料為發(fā)泡硅橡膠、發(fā)泡硅膠、發(fā)泡甲基苯基乙烯基有機硅、有機硅灌封材料。
進一步的,所述的隔熱層及導(dǎo)熱層在箱體上的固定方式為膠粘、擠壓、螺栓緊固。
進一步的,所述的熱管理系統(tǒng)為:在每個電池模塊內(nèi)設(shè)置溫度傳感器7,用于探測電池模塊的溫度;溫度傳感器與控制器8相連,并反饋電池模塊內(nèi)的溫度信號給控制器,熱管理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有加熱器5與散熱風扇6,通過控制器控制工作。
進一步的,所述的加熱器設(shè)置在導(dǎo)熱材料的下側(cè),所述的散熱風扇設(shè)置在導(dǎo)熱材料的上側(cè)。還可以根據(jù)需要,設(shè)置加熱器和散熱風扇的位置。加熱器用于在低溫時給對導(dǎo)熱材料進行加熱,間接將熱量傳遞給電芯;散熱風扇用于在高溫時對導(dǎo)熱材料進行進行散熱,間接降低電池模塊的熱量。
實施例2
參照附圖2、3與實施例1的結(jié)構(gòu)區(qū)別為在箱體外側(cè),緊鄰箱體外壁設(shè)置隔熱層,在內(nèi)壁上設(shè)置導(dǎo)熱層,其余結(jié)構(gòu)相同。