带有换热器的电池包、电池包组件、换热系统和交通工具的制作方法

本申请涉及一种带有换热器的电池包、电池包组件、换热系统和交通工具。

背景技术：

1、在储能行业中，储能热管理的冷却方式主要有风冷、液冷和相变冷却等。目前，在功率密度较小的集装箱储能系统和通信基站储能系统中主要采用风冷技术。一方面是因为风冷系统结构简单且易于实现；另一方面是因为上述储能系统对能量密度和空间的限制不像其他例如动力电池系统那么苛刻，可以通过增加电池数目来获得较低的工作倍率和产热率。风冷热管理系统的空调结构包括落地一体式、顶置一体式、分体式等。落地一体式空调用于已预留空调空间的储能集装箱中，通常顶部出风，与集装箱内部的风道相连接，直接对电池组进行准确送风。储能集装箱内部没有空间安装空调，则需要使用顶置一体式空调，空调安装在集装箱顶部，从顶部对电池进行制冷。分体式空调内机安装在电池组当中，前部回风、背部送风，将空调出风口与风道相连，直接对电池进行制冷。

2、液冷方案采用水、乙醇、硅油等冷却液，通过液冷板上均匀分布的导流槽和电芯间接接触进行散热。优点包括：靠近热源，有效制冷；与相同容量的集装箱风冷方案相比，液冷系统不需要设计风道，更适合大型储能电站；由于减少了风扇等机械部件的使用，故障率更低；液冷噪声低，节省系统自耗电。储能电池包液冷系统的核心为冷水机和液冷板，冷水机包括压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器和水泵等部件，液冷板是将铜和铝等原材料加工成相应的板材。随着新能源电站、离网储能等更大电池容量、更高系统功率密度的储能电站需求起步，储能系统能量密度与发热量更大，对散热效率和寿命的要求高，将推动行业更多转向采用液冷方案。

3、相变冷却是利用相变材料发生相变来吸热的一种冷却方式，对电池散热效果影响较大的是对相变材料的选择。当所选相变材料的比热容越大、传热系数越高，相同条件下的冷却效果越好，反之冷却效果越差。相变冷却具有结构紧凑、接触热阻低、冷却效果好等优点，但是相变材料本身不具备散热能力，吸收的热量需要依靠液冷系统、风冷系统等导出，否则相变材料无法持续吸收热量。此外，相变材料占空间，成本高。

4、以上对电池的换热是通过直接接触传导换热或者间接强制对流换热。强制对流换热对于每一个电池的换热是不均匀的，特别是电池堆积后所形成的强制对流换热的气流通道狭窄，会使电池换热不充分。直接接触传导换热也只是在电池的一个面接触传导换热，且换热流程过长会存在很大的流阻，增加了电池换热系统的运行负荷。

5、申请号为201610930209.7的中国专利申请包括电池组件、微通道平行流换热器、电加热部件和均温板，微通道平行流换热器设置在电池组件的顶部和/或底部，微通道平行流换热器包括第一集流管、第二集流管和多个扁管，扁管的两端分别与第一集流管和第二集流管相连，多个扁管沿集流管的轴向间隔开分布；电加热部件设置在扁管的背离电池组件的侧面上；均温板设置在电池组件与微通道平行流换热器之间。该专利中存在的缺陷包括：微通道扁管换热器由于受其制备工艺的限制，在行业标准中的宽度最大也才六厘米，因此使用起来非常不便，无法实现沿电池包满铺设置，故而其换热效率和均匀性均大打折扣；微通道扁管换热器的刚性较大，无法实现表面形状不规则电池包的紧密接触，故使用环境受到很大限制；另外，微通道扁管换热器的流动路径较长，沿程阻力较大，运动负荷较大。

技术实现思路

1、本申请的目的是设计一种带有换热器的电池包、电池包组件、换热系统和交通工具，其能够在电池的多个面实现换热交换，使电池沉浸在所需换热温度的环境中，从而使电池换热充分，同时可以采用一种多通道的并行管路换热器，有助于减少换热介质流动流阻，降低电池换热系统的运行负荷，而且对于电池包表面形状的适应性得到很大提高。

2、本申请涉及一种带有换热器的电池包，电池包内设有电池，所述换热器沿着所述电池包的外表面设置，所述换热器为并行管路换热器，所述并行管路换热器包括并行设置的多根换热管、基层、集进管和集出管，其中多根换热管的两端分别与集进管和集出管连通，所述换热管布置在所述基层上。其中，所述换热器可以是柔性换热器，换热器上还可以设有电加热元件。

3、本申请还涉及一种电池包组件，包括至少两个如上所述的电池包。其中，相邻的电池包之间可以设有一个或两个换热器；不同的换热器之间可以串联或者并联设置，或者可以先串联后并联或先并联后串联设置；还可以包括外封结构，所述电池包组件可以设置在所述外封结构的内部。

4、本申请还涉及一种电池包的换热系统，包括如上所述的电池包和外部换热组件，所述电池包的换热器与所述外部换热组件连通组成换热系统。其中，所述外部换热组件可以设有自然对流换热器，所述自然对流换热器为所述并行管路换热器；所述外部换热组件还可以设有强制对流设备，所述强制对流设备包括外部换热器和风机；所述外部换热组件还可以连接有次级换热器。

5、本申请还涉及一种交通工具，其包括如上所述的换热系统。

技术特征：

1.一种带有换热器的电池包，电池包内设有电池，所述换热器沿着所述电池包的外表面设置，其特征在于，所述换热器为并行管路换热器，所述并行管路换热器包括并行设置的多根换热管、基层、集进管和集出管，其中多根换热管的两端分别与集进管和集出管连通，所述换热管布置在所述基层上。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述换热器是柔性换热器。

3.根据权利要求1或2所述的电池包，其特征在于，所述换热器上还设有电加热元件。

4.一种电池包组件，包括至少两个电池包，其特征在于，所述电池包是根据权利要求1-3中任一项所述的电池包。

5.根据权利要求4所述的电池包组件，其特征在于，相邻的电池包之间设有一个或两个换热器。

6.根据权利要求4所述的电池包组件，其特征在于，不同的换热器之间串联或者并联设置，或者先串联后并联或先并联后串联设置。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的电池包组件，其特征在于，还包括外封结构，所述电池包组件设置在所述外封结构的内部。

8.一种电池包的换热系统，包括电池包和外部换热组件，其特征在于，所述电池包是根据权利要求1或2所述的电池包，所述电池包的换热器与所述外部换热组件连通组成换热系统。

9.根据权利要求8所述的换热系统，其特征在于，所述外部换热组件设有自然对流换热器，所述自然对流换热器为所述并行管路换热器。

10.根据权利要求8或9所述的换热系统，其特征在于，所述外部换热组件设有强制对流设备，所述强制对流设备包括外部换热器和风机。

11.根据权利要求10所述的换热系统，其特征在于，所述外部换热组件还连接有次级换热器。

12.一种交通工具，其特征在于，包括根据权利要求8-11中任一项所述的换热系统。

技术总结本申请涉及一种带有换热器的电池包、电池包组件、换热系统和交通工具。电池包内设有电池，换热器沿着电池包的外表面设置，换热器为并行管路换热器，并行管路换热器包括并行设置的多根换热管、基层、集进管和集出管，其中多根换热管的两端分别与集进管和集出管连通，换热管布置在基层上。本申请能够在电池的外表面实现充分且均匀的热交换，有助于减少换热介质流动流阻，降低电池换热系统的运行负荷，而且对于电池包表面形状的适应性得到很大提高。技术研发人员：郑时红,赵云鹏,茅新波受保护的技术使用者：浙江易斐科技有限公司技术研发日：20231123技术公布日：2024/7/29