电池系统及车辆的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，尤其涉及电池系统及车辆。


背景技术：

2.目前，市面上的锂离子电池模组的热管理系统通常都采用空气冷却、液体冷却和制冷剂冷却的方式，以达到电池模组的冷却、加热和保温的目的，让电池包的工作温度维持在预设温度之间，上述冷却电池模组的方式都须设有辅助装置以实现对电池模组的冷却，使得电池系统的整体结构复杂，上述冷却电池模组的方式在冷却电池模组时，还可能使电池模组存在较大的温度阶梯。


技术实现要素：

3.本技术的主要目的提供一种电池系统及车辆，所述电池系统具有相变材料，相变材料在较高温度下熔化吸热，在较低温度下凝固放热，使得电池系统中电池模组的温度始终维持一定范围之内。
4.第一方面，本技术实施例提供一种电池系统，所述电池系统包括：
5.电池模组，所述电池模组具有第一端和第二端，所述电池模组的第一端和所述电池模组的第二端相对设置；
6.第一箱体；所述第一箱体具有相变材料，所述相变材料靠近或直接接触所述电池模组的第一端；
7.第二箱体，所述第二箱体与所述第一箱体相连，并合围形成用于容纳所述电池模组的空腔；所述第二箱体包括有用于对电池模组的第二端进行散热的散热结构。
8.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述相变材料的熔化温度为 35-45℃之间，当电池模组的第一端的温度达到熔化温度时，所述相变材料熔化吸热，以冷却所述电池模组的第一端；
9.所述相变材料的凝固温度在15-25℃之间，当电池模组的第二端的温度降至凝固温度时，所述相变材料凝固放热，以对所述电池模组的第二端进行加热。
10.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述散热结构处于第二箱体中背离所述第一箱体的一端，所述散热结构的截面呈u型或弧形。
11.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述散热结构的截面两端的厚度朝中间逐渐变厚。
12.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二箱体还包括有侧板，所述散热结构与侧板形成凹槽，所述凹槽与所述第一箱体形成密闭的所述空腔。
13.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述侧板与所述散热结构一体成型。
14.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一箱体包括第一箱体本体和车身结构，所述第一箱体本体支撑所述车身结构，所述第一箱体本体呈平板型。
15.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述车身结构包括乘员舱座椅，所述乘
员舱座椅固定所述第一箱体本体上。
16.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一箱体还包括具有保温功能的第一复合材料。
17.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二箱体中包括具有保温功能的第二复合材料。
18.第二方面，本技术实施例提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的电池系统。
19.在本技术实施例中，所述第一箱体中设置有对温度敏感的相变材料，所述第二箱体中背离所述第一箱体的一端设有散热结构，当电池模组的温度过高时，相变材料熔化吸热对所述电池模组的第一端降温，散热结构对所述电池模组的第二端进行散热，避免电池模组中存在较大的温度阶梯。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例提供的电池系统的正视图；
22.图2为本技术实施例提供的电池系统的俯视图。
23.其中；100、第一箱体；110、第一箱体本体；120、乘员舱座椅；200、第二箱体；210、散热结构；220、侧板。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.另外，本技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普
通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
29.现有技术中市面上的锂离子电池模组的热管理系统通常都采用空气冷却、液体冷却和制冷剂冷却的方式，以达到电池模组的冷却、加热和保温的目的，让电池包的工作温度维持在预设温度之间，上述冷却电池模组的方式都须设有辅助装置，使得电池系统的整体结构复杂，上述冷却电池模组的方式在冷却电池模组时，还可能使电池模组存在较大的温度阶梯。
30.参见图1-图2，本技术实施例提供一种电池系统，图1为本技术实施例提供的电池系统的正视图，图2为本技术实施例提供的电池系统的俯视图；所述电池系统包括第一箱体100、第二箱体200和电池模组；所述电池模组包括相对设置的第一端和第二端；所述第一箱体100具有相变材料；所述相变材料靠近或直接接触所述电池模组的第一端；所述第二箱体200与所述第一箱体100 相连，并合围形成用于容纳所述电池模组的空腔；所述第二箱体200包括有用于对电池模组的第二端进行散热的散热结构210。
31.具体地，第一箱体100的相变材料温度变化很敏感，所述相变材料的熔化温度在40℃左右，凝固温度在20℃左右；当电池模组在工作时发热，使得电池模组自身温度过高(达到40℃)时，相变材料融化，此时，相变材料会吸取电池模组的大量的热，使得电池模组的温度降低，进而使得电池模组的温度维持在40℃以下，另外，所述相变材料除了能够对电池模组进行降温，还能为所述电池模组供热，当环境温度过低时，例如，当环境温度低于20℃，此时，第一箱体100中处于液体状态的相变材料开始凝固，能够放出热量，对所述电池模组开始供热，使得电池模组的温度保持在20℃到40℃之间，在一种可能的实现方式中，所述第一箱体100的相变材料处于温度为20℃-40℃环境时，相变材料可以是固液共存的状态。
32.在本技术实施例中，所述空腔为密闭空间，所述第一箱体100的相变材料可直接与所述电池模组接触，也可不与所述电池模组接触。
33.在本技术提供的实施例中，所述相变材料在发生相变时(熔化或凝固)，所述相变材料的体积变化率很小，电池系统中相变材料在相变，电池系统不会发生膨胀，也不会发生塌陷。
34.在本技术实施例中，所述第一箱体100中设置有对温度敏感的相变材料，当电池模组的温度过高时，相变材料熔化吸热对所述电池模组降温，当所述电池模组的温度过低时，相变材料凝固为所述电池模组供热，相变材料通过状态转变(熔化或凝固)使得电池模组的温度始终维持在一定的温度范围之内。
35.在本技术提供的实施例中，通过第一箱体100和第二箱体200配合容纳所述电池模组，当电池模组的温度过高时，可通过第一箱体100的相变材料以及第二箱体200中的散热结构同时对电池模组的第一端、第二端进行散热，实现了对电池模组进行降温，同时可避免电池模组的存在较大的温度阶梯，本技术实施例提供的电池系统的结构十分简单，该电池系统可仅包括第一箱体 100、第二箱体200和电池模组，无须设置其它的部件，可便完成对电池模组散热，并可避免电池模组中存在较大的温度阶梯。
36.所述相变材料的熔化温度为35-45℃之间，当电池模组的第一端的温度达到熔化温度时，所述相变材料熔化吸热，以冷却所述电池模组的第一端；
37.所述相变材料的凝固温度在15-25℃之间，使当电池模组的第二端的温度降至凝
固温度时，所述相变材料凝固放热，以对所述电池模组的第二端进行加热。
38.在本技术提供的实施例中，所述电池模组的第一端靠近电池模组的极柱，电池模组中极柱附近产热比较多，一般情况下，电池模组的第一端的温度会高于电池模组第二端的温度。
39.所述电池系统只须采用一种相变材料可保持电池系统的均温性，该相变材料的熔化温度和凝固温度之差比较小，当电池模组的第一端的温度在凝固温度和熔化温度之间时，电池模组的第一端和第二端的温度差值会小于等于熔化温度与凝固温度的差值，示例性地，若熔化温度为45℃，凝固温度为15℃，此时，电池模组中第一端的最高温度为45℃，电池模组的第二端的最低温度是15℃，也就是说电池模组的第一端和第二端的最大温度差是30℃，即使电池模组的第一端和第二端的温度差达到30℃，电池模组的第一端和第二端的温度差仍然较小，且电池模组的第一端和第二端的温度都是在电池模组正常的温度范围之内，并不会影响电池模组的工作性能，因此，本技术提供的电池系统不需要采用多个不同种类的相变材料对电池模组的各个区域进行阶梯性控温。
40.在本技术提供的实施例中，所述散热结构210处于第二箱体200中背离所述第一箱体100的一端，所述散热结构210的截面呈u型或弧形。
41.所述散热结构210的截面两端的厚度朝中间逐渐变厚。
42.具体的，第一箱体100靠近或直接与所述电池模组的第一端接触，第二箱体200靠近或与所述电池模组的第二端接触，在电池模组过热时，所述第一箱体100中相变材料熔化吸热，以冷却所述电池模组的第一端，所述第二箱体200 中散热结构210为流线型，可对电池模组的第二端进行散热，通过第一箱体100 和第二箱体200同时对电池模组的第一端、第二端进行散热，使得电池模组具有良好的均温性，减小电池模组中各局部存在的温度差。
43.其中，所述散热结构具体呈u型或弧形，所述散热结构210具有良好的散热效果外，还具有优美外观。
44.在一种可能的实现方式中，所述散热结构的截面两端的厚度朝中间逐渐变厚。
45.当所述电池系统应用到车辆中时，车辆在行驶时，快速的空气流动可带走所述散热结构210中的热量。
46.所述第二箱体200还包括有侧板220，所述散热结构210与侧板220形成凹槽，所述凹槽与所述第一箱体100形成密闭的所述空腔。
47.在本技术提供的实施例中，所述空腔为一个密闭空间，所述电池模组容乃于所述密闭空间中，在具体安装所述电池模组时，将所述电池模组固定在所述凹槽中，所述第一箱体100和所述第二箱体200配合时，所述第一箱体100 和所述第二箱体200合围，将所述电池模组封闭在第一箱体100和第二箱体200 合围形成的空腔，使得所述电池系统的整体结构十分简单，可大大降低成本与减少结构件，能耗低且环保，本技术提供的电池系统中具有的密闭空腔，无须外侧空气进入空腔中对电池模组散热，可避免灰尘和水分伴随空气直接进入空腔内，导致电池包脏堵、热阻变大、短路等诸多问题。
48.在本技术提供的实施例中，所述侧板220与所述散热结构210一体成型，进一步提高电池系统的密闭性能，同时也方便电池系统的安装，在装配所述电池系统时，将所述电池模组放置到凹槽中，在将第一箱体封盖在所述第二箱体上即可。
49.所述第一箱体100包括第一箱体本体110和车身结构，所述第一箱体本体 110支撑
所述车身结构，所述第一箱体本体110呈平板型。
50.在本技术提供的实施例中，所述电池系统可应用到车辆中，其中第一箱体100可作为车体的一部分，所述电池系统具有为车辆供暖的作用，例如，天气比较冷时，电池系统中的电池模组工作时，会产生热量，热量通过第一箱体本体110传递到乘务舱内，进而实现为车辆供暖的作用，另外，当第一箱体 100中的相变材料凝固时，也会放出大量的热量，其中，相变材料放出的热量一部分传递到电池模组中，为所述电池模组供热，一部分传到第一箱体本体 110上为所述车辆的乘务舱内进行供暖，所述第一箱体本体110可作为车辆中乘务舱的底板。
51.具体地，所述车身结构包括乘员舱座椅120，所述乘员舱座椅120固定所述第一箱体本体110上。
52.所述第一箱体100还包括具有保温功能的第一复合材料。
53.具体地，当电池系统处于较低温度的环境中工作时，第一箱体100中相变材料凝固，可产生大量的热，第一复合材料具有保温作用，可持续的电池模块供热，若电池系统应用到车辆中，所述第一复合材料慢慢将相变材料产生的热释放到乘务舱内，以实现对车辆的乘务舱进行持续供热。
54.所述第二箱体200中包括具有保温功能的第二复合材料，所述第二复合材料与所述第一复合材料可以为相同材料，也可为不同材料；在本技术提供的实施例中，当所述电池系统应用到电芯系统中时，高/常温工况下行车时，第二箱体200可以将电池模块底部的热量传导至散热结构210的表面，通过快速流动的空气把热量带走；在环境温度较低的情况下，第二复合材料可以进行保温，让电池模组能够维持正常的工作温度。
55.本技术实施例还提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的电池系统。
56.所述电池系统中第一箱体100可作为所述车辆车体的部分，第一箱体100 中的第一箱体本体110可作为车辆中乘务舱的底板，所述第一箱体本体110可用于支撑乘务舱的乘员舱座椅120，电池系统在运行时，其产生的热可释放到车辆的乘务舱中，为所述车辆的乘务舱供热，其中车辆在行驶时，快速流动的空气可为电池系统散热，其中，第二箱体200中的散热结构210暴露在外界环境外。
57.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是在本技术的构思下，利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的专利保护范围内。