一种流体换热式电池单体、电池以及车辆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种流体换热式电池单体，其包括壳体和设置于壳体内的正电极棒、负电极棒、正极板、负极板和隔膜，还包括至少一个导流管，其被设置在壳体内且两端伸出该壳体用于与外部的热交换流体供应源相连以使得导流管内流动热交换流体，并且导流管被布置成与正极板保持电绝缘，且其外壁仅与隔膜保持接触、或者同时与负极板和隔膜保持接触。它还涉及包括至少一个上述电池单体的电池和设置了至少一个所述电池的车辆。本发明具有结构简单紧凑、易于制造、工作可靠等特点，其能有效提高现有电池单体的换热性能，解决使用时热量集聚升温等问题，延长了电池的使用寿命并保证其安全性能。采用本发明可提高车载动力电池的能量利用效率，延长车辆续航里程。
【专利说明】 一种流体换热式电池单体、电池以及车辆
【技术领域】
[0001]本发明属于电池【技术领域】，尤其涉及一种流体换热式电池单体、包括所述流体换热式电池单体的电池以及设置有所述电池的车辆。
【背景技术】
[0002]随着电子信息技术的迅猛发展以及人们需求的不断提升，各种类型的电池在现代社会中得到了广泛地应用，尽管它们已经在人们的日常工作、生活使用中发挥着日益重要作用，然而现有的这些电池同时也存在着一些不足之处。
[0003]例如，由于石油、煤炭等传统资源日渐枯竭带来了能源危机问题以及基于环保等方面的考虑，诸如纯电动车、混合动力车等新型汽车已经获得了飞速发展和各界的广泛关注。车载动力电池是这类新型车辆中的重要部件之一，但是在目前使用过程中，由于电池单体的电芯处聚集的热量最高，难以通过外围进行散热，由此会降低电池单体的使用寿命，不利于电池能量的高效利用来提高车辆的续航里程。尤其，当上述的电池积热问题比较严重时，在某些情形下有可能导致电池出现损害、燃烧甚至爆炸现象，这将直接危及到行车安全，并且造成不期望的人身伤害和财产损失。此外，当处于低温工作环境下时，现有的车载动力电池则又存在着难以释放出较大电能、无法满足车辆的用电需求、影响电池使用寿命等问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种具有结构紧凑、换热效率高等优点的流体换热式电池单体，从而成功地解决了现有技术中存在的上述以及其他方面的问题。
[0005]此外，本发明的目的还在于提供包括上述流体换热式电池单体的电池以及设置有所述电池的车辆，以便更好地满足人们的现实需求。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
一种流体换热式电池单体，其包括壳体以及设置于所述壳体内的正电极棒、负电极棒、正极板、负极板和隔膜，所述流体换热式电池单体还包括至少一个导流管，其被设置在所述壳体内且两端伸出该壳体用于与外部的热交换流体供应源相连以使得所述导流管内流动热交换流体，并且所述导流管被布置成与所述正极板保持电绝缘，且其外壁仅与所述隔膜保持接触。
[0007]—种流体换热式电池单体，其包括壳体以及设置于所述壳体内的正电极棒、负电极棒、正极板、负极板和隔膜，所述流体换热式电池单体还包括至少一个导流管，其被设置在所述壳体内且两端伸出该壳体用于与外部的热交换流体供应源相连以使得所述导流管内流动热交换流体，并且所述导流管被布置成与所述正极板保持电绝缘，且其外壁同时与所述负极板和所述隔膜保持接触。
[0008]在上述任意一种流体换热式电池单体中，优选地，所述导流管、所述负电极棒和所述正电极棒被设置成彼此相互平行。[0009]在上述任意一种流体换热式电池单体中，优选地，所述导流管的径向截面呈圆形、椭圆形或者大致矩形。
[0010]一种电池，所述电池内部包括至少一个根据以上任意一项所述的电池单体。
[0011]一种车辆，所述车辆上设置有至少一个如上所述的电池。
[0012]在上述的车辆中，优选地,所述车辆是纯电动车或者混合动力车,所述电池是设置于该纯电动车或者混合动力车上的车载动力电池。
[0013]本发明的有益效果在于:本发明具有结构简单紧凑、易于制造、工作可靠、换热效率高等特点，使用本流体换热式电池单体能够有效提高现有电池单体的换热性能，使得采用了本流体换热式电池单体之后的电池在使用时的热量集聚升温问题得以解决，从而可以显著延长电池的使用寿命并且保证其安全性能。可以将本发明应用在诸如纯电动车、混合动力车等车辆上，以此来提高车载动力电池的能量利用效率，以便有效提高车辆的续航里程，并且改进行车安全性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
[0015]图1是本发明的流体换热式电池单体一个实施例的局部展开结构示意图。
[0016]图2是图1中实施例结合热交换流体的流体流动情形显示的局部展开结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本流体换热式电池单体的基本结构、特点和优点，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何的限制。此外，在本文所提及的各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在附图中的任意单个技术特征，仍然可以在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。
[0018]请参考图1，该图仅以局部剖视展开的方式，以此来示意性地图示出了本发明的流体换热式电池单体一个实施例的基本结构。
[0019]如图1所示，在该实施例中，流体换热式电池单体主要包括壳体1、正电极棒2、负电极棒3、正极板4、负极板5、隔膜6和导流管7，其中正电极棒2、负极板5、隔膜6和导流管7等这些组成部件都是设置在该壳体I的内部。然而，需要指出的是，在图1中是将正极板、负极板和隔膜等都进行适当展开、变形或夸张处理来加以显示的，以便能够更加清楚地阐述本发明的具体构造。
[0020]此外，为了简化图面起见，在图1中也仅显示出了一个导流管7。但是，基于实际应用的需要，完全可以在本发明中设置诸如两个、三个或四个等更多数量的导流管。如以上实施例所示，将该导流管7的两端设置成伸出壳体1，以便可以使这两端连接到外部的热交换流体供应源，从而使得来自该热交换流体供应源的热交换流体(根据需要其可以是冷流体或者热流体)能在该导流管7内进行流动。请进一步参考图2，这样的热交换流体流体可以优选地是沿着图2中箭头所示的流动方向A进行流动、或者在某些特殊情形下也可以是沿着图2中箭头所示的流动方向B进行流动，以此，在一方面，当需要对电池进行降温处理时，使得所选用的具有较低温度的冷流体在流经该电池单体芯体时同集聚在其内的热量进行热交换，从而有效地解决了现有电池芯体内普遍存在的积热升温问题，这样就可以显著延长电池的使用寿命，降低在长期使用过程中在受损、燃烧或爆炸等方面的安全风险；或者，在另一方面，当电池工作在低温环境下而需要对其进行升温处理时，使得所选用的具有较高温度的热流体在流经该电池单体芯体时向其输送热量，从而能够促使电池释放出较大的电能，以便满足车辆的用电需求，并且同样能有效地延长电池的使用寿命。
[0021 ] 在本发明中，为了保证电池单体的安全使用，可以将导流管7与正极板4 二者进行电绝缘布置处理，并且使得导流管7的外壁仅与隔膜6保持接触。当然，在本发明的其他一些实施例中，还可以将该导流管7布置成它的外壁不仅可以与隔膜6保持接触，而且该外壁还可以同时与隔膜6和负极板5保持接触。
[0022]在优选的情形下，如图1和图2中的实施例所示，可以将正电极棒2、负电极棒3、导流管7都布置彼此相互平行，这样有利于实现更加均匀的散热降温或加热处理，从而能够进一步提高本发明的技术效果。
[0023]在优选的情形下，可以将导流管7的径向截面构造成圆形、椭圆形或者大致矩形的形状。可以理解的是，在设置了多个导流管7的情形下，这些导流管各自径向截面的具体形状可以是完全相同的，也可以是彼此不同的。
[0024]在构建了本发明的流体换热式电池单体之后，可以在具体应用场合下或者根据实际需要，通过流体换热式电池单体上的正极端子8和负极端子9来连接所需数量的流体换热式电池单体，这些流体换热式电池单体可以以串联、并联或者结合这两种连接方式来形成所需要的电池。当然，在最简单的情形下，该电池可以是仅包括一个本流体换热式电池单体。
[0025]由于本发明的流体换热式电池单体以及电池具备结构简单紧凑、易于制造、工作可靠、换热效率高等诸多优点，因此非常适于将其进行广泛应用。举例而言，可以在汽车上设置本发明的电池，以便获得如前所述的优势。尤其需要指出的是，在诸如纯电动车或者混合动力车上，可以配置应用了本发明电池的车载动力电池，从而不仅非常有助于延长该车载动力电池的使用寿命、降低长期使用成本、提高使用安全性能，而且能够提升电池的能量利用效率，进而延长这些车辆的整体续航里程。
[0026]以上仅以举例方式来详细阐明本发明的流体换热式电池单体、包括所述流体换热式电池单体的电池以及设置有所述电池的车辆，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
【权利要求】
1.一种流体换热式电池单体,其包括壳体以及设置于所述壳体内的正电极棒、负电极棒、正极板、负极板和隔膜，其特征在于，所述流体换热式电池单体还包括至少一个导流管，其被设置在所述壳体内且两端伸出该壳体用于与外部的热交换流体供应源相连以使得所述导流管内流动热交换流体，并且所述导流管被布置成与所述正极板保持电绝缘，且其外壁仅与所述隔膜保持接触。
2.—种流体换热式电池单体,其包括壳体以及设置于所述壳体内的正电极棒、负电极棒、正极板、负极板和隔膜，其特征在于，所述流体换热式电池单体还包括至少一个导流管，其被设置在所述壳体内且两端伸出该壳体用于与外部的热交换流体供应源相连以使得所述导流管内流动热交换流体，并且所述导流管被布置成与所述正极板保持电绝缘，且其外壁同时与所述负极板和所述隔膜保持接触。
3.根据权利要求1或2所述的流体换热式电池单体，其特征在于，所述导流管、所述负电极棒和所述正电极棒被设置成彼此相互平行。
4.根据权利要求1或2所述的流体换热式电池单体，其特征在于，所述导流管的径向截面呈圆形、椭圆形或者大致矩形。
5.根据权利要求3所述的流体换热式电池单体，其特征在于，所述导流管的径向截面呈圆形、椭圆形或大致矩形。
6.—种电池,其特征在于,所述电池内部包括至少一个如权利要求1-5中任一项所述的电池单体。
7.—种车辆，其特征在于，所述车辆上设置有至少一个如权利要求6所述的电池。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆是纯电动车或者混合动力车，所述电池是设置于该纯电动车或者混合动力车上的车载动力电池。
【文档编号】H01M10/625GK103545571SQ201210242190
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2012年7月13日
【发明者】葛如炜, 周建君, 郑国胜 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司