[發明專利]具備散熱能力的電池模塊

有效

• 申請號: 201310052847.X
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN103996887A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 楊從明;仝志明
• 申請（專利權）人: 微宏動力系統(湖州)有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/6569
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電池模塊，尤其是一種具備散熱能力的電池模塊。

背景技術

動力電池在大電流充放電過程中，電池內部會積聚大量的熱，若熱量不及時排除則電池組溫度急劇升高，特別是大容量電池組，通常放熱量更高且由于滿足能量密度的需要更易積累熱量，從而導致熱失控，進一步帶來電池釋放氣體、冒煙、漏液的后果，甚至可能會引起電池發生燃燒，所以動力電池的溫度管理顯得尤為重要；而傳統的風冷和液冷結構對高能量密度且發熱量巨大的電池組散熱效果較差，專利號為CN201110135031的專利公開了一種將相變材料和熱管結合的散熱系統。

該專利的技術方案是：在單體電池之間縫隙內填充有相變材料，各相鄰單體電池緊密接觸，在各相鄰單體電池之間的空隙內插裝有熱管，并且在殼體周圍還設置外熱管，外熱管和內熱管均具有安裝于殼體內的蒸發端和設置于殼體外的冷凝端，并與相變材料相接觸；該專利僅僅將相變材料作為導熱介質，其實質上與普通的導熱冷卻劑并無本質區別，其實質都是將電池單元的熱量帶入相變材料中，再通過其他散熱方式將熱量帶離電池組，這種結構并不能充分發揮相變物質的散熱能力，也不能解決大型動力電池組的散熱問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種具備優秀散熱能力的中型或者大型電池模塊。

本發明提供一種具備散熱能力的電池模塊，包括電池單元和容納電池單元的電池箱，其特征在于：所述電池箱內充入冷卻劑，電池箱上設置冷卻劑的出口和入口，且在電池箱的外部設置循環管路，所述循環管路將冷卻劑的出口和入口連接后形成封閉系統，所述冷卻劑為絕緣、阻燃、抗電解、抗熱分解的相變物質，所述相變物質在電池箱內可以發生液汽相變。

循環管路將冷卻劑的出口和入口連接后形成封閉系統，使得電池箱內的相變物質在封閉系統內循環，把電池模塊產生的熱量帶出電池箱。

作為優選，所述冷卻劑包括常壓下沸點為-20℃至100℃的相變物質。

作為優選，所述冷卻劑包括處于0.2bar至5bar?之間時，沸點為15℃至90℃的相變物質。

液體的沸點隨著壓力的增高而增高，隨著壓力的降低而降低，針對選定的某種冷卻劑組分，通過預先調整電池箱內的壓力，可以控制冷卻劑的沸騰溫度處于電池理想的工作溫度范圍。在電池箱內設置的冷卻劑包括處于0.2bar至5bar?之間時，沸點為15℃至90℃的相變物質，對電池箱加壓使得電池箱內的壓力處于0.2bar至5bar?之間，達到了相變物質的沸點，部分冷卻劑汽化，相比液體對流傳熱，汽化過程的傳熱效率更高，從而帶走更多的熱量；汽化后的冷卻劑通過外部循環管路循環至冷凝器，和空氣或者其它冷媒換熱被冷凝成為液體，回到電池箱中，蒸汽冷凝過程的傳熱效率也很高。

作為優選，所述相變物質包括鹵代烴、磷酸酯、氫氟醚中的至少一種。

作為優選，所述鹵代烴包括氟代烴、氟氯烴中的至少一種。

所述氫氟醚，舉例包括，三氟乙基醚。

所述氟代烴，舉例包括，六氟丙烷、七氟丙烷。

所述氟氯烴，舉例包括，三氯一氟甲烷（即氟利昂R11）、三氯三氟乙烷、一氟二氯乙烷。

所述磷酸酯，舉例包括，三氯乙基磷酸酯。

作為優選，所述循環管路上設置冷凝器。

冷凝器的一側通過空氣或者其它冷媒把熱量帶走，使得另一側的冷卻劑蒸汽凝結。

作為優選，所述冷凝器上設置散熱裝置。

在冷凝器上設置散熱裝置使得冷凝器的冷凝效果更佳，冷凝速度更快，從而加快電池模塊的散熱。

作為優選，所述散熱裝置包括風扇、板式散熱器、散熱翅片中的至少一種。

在冷凝器上設置風扇、板式散熱器或者散熱翅片加速相變物質的冷凝。

本發明將相變物質充入電池箱內與電池單元充分直接接觸，且利用汽化過程傳熱，熱傳導效率更高，特別有利于傳導電池模塊內緊密排列的電池單元積聚的熱量，使得電池之間的溫度分布更加均勻；當電池單元溫度升高后，相變物質改變自身的物理狀態，從液態向汽態轉換，從而吸收熱量；充分利用了相變物質的狀態變化從而達到對電池模塊散熱的目的，且利用具有絕緣和阻燃特性的相變物質也有利于提升電池模塊的安全性能。

采用了本發明提供的方案之后，無須改變電池單元的排列狀態和電氣結構，在保證較高能量密度的前提下，完全滿足了電池模塊的散熱需求。

附圖說明

圖1是具備散熱能力的電池模塊的示意圖。

其中1.電池箱，2.循環管路，3.冷凝器，4.散熱裝置。