[發明專利]泡沫銅材料調節電池組熱均衡的裝置

無效

• 申請號: 201210188031.5
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102790246A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 汪波;汪洋;鄭廣州;張偉建
• 申請（專利權）人: 蘇州市萊賽電車技術有限公司
• 主分類號: H01M10/50
• 分類號: H01M10/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用泡沫銅材料調節電池熱均衡的裝置。

背景技術

現代社會隨著新型電池技術的發展，二次電池在越來越多的領域用于儲存和提供能量。尤其是在移動設備能量存儲方面應用越來越多，特別是新能源汽車對電池的需求越來越多。而當前二次電池產品由于技術原理為電化學反應，其對環境溫度極其敏感。當溫度過低時，其化學活性降低，導致電池有效容量大幅降低甚至無法充放電，嚴重的還會導致電池電解液及正負極結構發生不可逆的變化，嚴重影響電池壽命。當溫度過高時，雖然電池活性增強了，但是危險也隨之而來。在高溫狀態下充放電會造成電池內部壓力升高，嚴重的會出現電池爆炸、起火等安全事故。另一方面，電池成組技術非常關鍵，保持眾多單體電池溫度均勻，對電池組整體充放電效率、循環壽命非常重要。而受限于電池制造工藝，以及安裝位置的差異，在數百個乃至數千個單體電池組成的電池組中，單體電池的溫度差別很大。因此如何有效保證電池組溫度均衡，并將電池組控制在最有利于電池工作的溫度范圍內，成為電池應用技術的主要課題之一。在目前的電池應用技術中主要采用外界冷空氣循環降溫和電池箱內部布置電熱材料加熱技術控制電池的工作溫度。也有采用水循環對電池溫度進行控制的。但不論是降溫還是加溫，均需通過電池箱內的氣體交換熱量，無法保證熱均衡，同時熱阻大，傳熱慢，效率低，控制難度大。

當前泡沫金屬材料已經取得突破性進展，這使得利用泡沫金屬材料特別是泡沫銅材料傳遞電池組熱量成為可能。由于泡沫銅傳熱屬于固體導熱范疇，熱量交換直接，可以在極短的時間內形成較均勻的等溫體，從而為電池溫控策略的更好實施提供了可能。泡沫銅材料保留了銅的高導熱率特點的同時，又將單位質量表面積擴大了數倍乃至數十倍，從而在裝置重量及成本增加不大的情況下，極大增強了導熱效果。

發明內容

本發明針對以上現有電池成組技術中的不足，利用泡沫銅材料，提供一種能夠快速平衡電池組溫度的裝置。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：在泡沫銅上開孔，將電池嵌入泡沫銅；電池通過導熱絕緣層，柔性的粘合到泡沫銅上。

本發明的工作原理是，泡沫銅材料和電池通過導熱絕緣層直接連接，可以實現電池與導熱材料之間快速的雙向熱交換，從而極大的提高了電池熱管理的效率。泡沫銅的多孔結構使得單位質量銅的表面積大大增加，表面積的增加又有效的提高了導熱效率。當成組的電池固定在一塊泡沫銅上時，單體電池出現的溫度異常可以被快速分散到整塊泡沫銅上，單體電池之間的溫度差可被有效控制在合理水平，從而實現電池組的熱均衡。在此基礎上通過加裝溫度傳感器，風冷、水冷等散熱裝置，電加熱等加熱裝置，則可有效實現對電池組的溫度控制。

本發明具有以下功能特點：a、結構簡單可靠；b、沒有運動部件，熱量傳遞過程中無噪聲；c、可以保證各點溫差控制在很小的范圍內；d、適用范圍廣，方形電池、圓形電池、異形電池均適用；e、固定于各單體電池間的泡沫銅與電池的連接為彈性連接，可有效防止硬連接可能造成的電池損壞；f、泡沫銅與電池箱內其他金屬材料之間可以焊接，使電池箱內導熱體形成電等位體，有效防止因導熱體間的電位差而可能產生電火花現象，增強了安全性能。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖，圖中：1.電池，?2.導熱絕緣層，?3.泡沫銅

圖2為本發明安裝在電池箱中的示意圖，圖中：1.電池，?2.導熱絕緣層，?3.泡沫銅，4.導熱材料，5.箱內支撐結構，6.電池箱本體。

具體實施方式

如附圖1所示，根據電池的外形尺寸在泡沫銅3上加工通孔，在孔內涂覆導熱絕緣層2，最后將電池1插入固定，薄層的導熱絕緣層可實現電池與泡沫銅迅速的熱交換，單層電池通過泡沫銅連接為一體。如附圖2所示，將該裝置應用到電池箱體6內，可將圖1中完成的裝置安裝在支撐結構（5）上，通過導熱材料（4）將多層泡沫銅導通，從而實現整個電池箱內所有電池組的熱平衡。

上述本發明的具體實施方式和應用范圍僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。