[發明專利]一種利用熱管技術對動力電池組進行熱失控防護的方法

在審

• 申請號: 201410806408.8
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104681894A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 翟文波;俞會根
• 申請（專利權）人: 北京新能源汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/6552
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 柳江

技術領域

本發明屬電池技術領域，具體涉及一種利用熱管技術對動力電池組進行熱失控防護的方法。

背景技術

當前動力電池組已經廣泛的應用于電動汽車，艦船，電動自行車等領域。隨著電動車的廣泛應用，對動力電池組的安全性能要求越來越高。動力電池組電芯熱失控時的高溫、著火等問題都嚴重影響車輛和駕乘人員的安全。因此，保證電池組的安全性，延緩熱失控電芯溫升速度，防止或者延緩電芯起火，對電池組安全性都有很大幫助。

動力電池組的電芯熱失控時爆燃產生的高溫高壓氣體，起火時的火焰等都會對駕乘人員的安全產生極大的危害，并且動力電池組的熱失控防護目前動力電池組技術中的難點，目前動力電池系統的安全主要是通過阻燃材料和結構對電池模組進行隔離，或者將電池組箱體與整車用防火材料進行隔離，這種方法是通過隔離進行熱失控防護的方法無法做到單支電芯隔離，熱失控電芯產生的高溫會像周圍的電芯蔓延，造成連鎖反應，熱失控電芯所在模組幾乎完全損壞。

目前關于電池組熱失控的防護方法主要是將電池組分成若干個模塊，在模塊之間采用防火、隔熱材料進行隔離，在某個電芯熱失控時防止熱量和火焰從該電芯所在模塊向其他模塊和乘員艙擴散，這種方法制造工藝復雜，由于阻燃材料都具有隔熱性能，這一點與電芯散熱要求相互矛盾。

本申請利用熱管技術，在電芯之間的縫隙和電池組箱體外部布置散熱翅片或者熱交換器，在某個電芯發生熱失控時，可以迅速的將電芯熱失控產生的熱量通過熱管將熱量迅速傳導至大面積的散熱翅片或者熱交換器進行散熱，延遲電芯的溫升速度，從而防止電芯起火或者延緩電芯起火時間，給駕乘人員留有更多的處置時間。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種利用熱管技術對動力電池組進行熱失控防護的方法，將熱管技術應用在動力電池組的熱失控防護方面，通過疏導熱量的方式延緩電芯熱失控時的升溫速度，防止或者延緩電芯起火，具有效率高，結構簡單，制造方便等特點。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

本申請是通過疏導的辦法，將熱失控電芯產生的熱量疏導至電池組箱體外部，從而使熱失控的電芯溫升速度減慢，防止或者延緩電芯爆燃、起火，并且本專利結構簡單，便于實現。

本申請由四個部分組成，分別是電芯模塊，熱管，箱體和外部散熱結構。其中熱管有2～3個部分組成，第1部分插入到電芯之間縫隙中，使得每個電芯至少有一個側面與熱管貼合，便于將每個電芯產生的熱量傳遞出去，第2部分是與第一部分垂直的熱管，這部分熱管一個表面與第一部分熱管相連接，另一端與直接與散熱結構相連，或者第3部分熱管相連，其作用在于將第1部分熱管傳導出的電芯熱量通過第2部分熱管傳導至外部散熱結構或者通過第3部分熱管連接至外部散熱結構進行散熱。本申請電芯表面與第一部分熱管之間有絕緣膜，如鋁塑膜、塑料薄膜等，并且電芯表面、絕緣膜、熱管要緊密貼合，保證動力電池組的絕緣特性的同時保證電芯的熱能夠順利通過第一部分熱管傳導至第二部分熱管并通過外部散熱結構進行散熱。當某個電芯熱失控時，可以通過熱管將熱量傳導至外部散熱結構將熱量快速散出，使熱失控電芯的升溫速度大大降低，從而防止電芯起火或者延緩電芯起火時間，給駕乘人員更多的處置時間。

熱管與散熱翅片相連，在箱體上與散熱翅片高度相當的位置可以裝有風扇，在風扇開啟狀態下可以在散熱翅片表面形成強制對流，增強散熱效果。風扇可以采用吹風或吸風兩種形式，出(進)風口在箱體表面與風扇相對的一側。如果沒有風扇則通過翅片與外界環境的自然對流進行散熱。第2部分熱管與箱體形成密閉的電池倉，可以將電芯模塊封閉在電池倉，保證箱體中電芯模組所在空間的防護等級。

箱體內部的熱管與箱體外部的熱管相連，箱體外部熱管與外部熱交換器相連，電芯的熱量通過箱體內部、外部的熱管傳導至熱交換器，通過熱交換器將熱量傳導至散熱器，并通過散熱器進行散熱。

用熱管技術實現動力電池組電芯熱失控的防護；

熱管由2～3個部分組成，第1部分熱管插入電芯縫隙，第2部分熱管連接第1部分熱管和散熱翅片，或者第2部分熱管連接第1部分熱管和第3部分熱管，第3部分熱管與電池箱體外部的換熱器相連；

可以采用強制風冷對散熱翅片進行散熱，也可通過熱管與換熱器進行散熱；

如果采用強制風冷對散熱翅片進行散熱，那么箱體與第2部分熱管形成密閉電池倉，保證電池倉的防護等級；

如果通過換熱器進行散熱，那么電池箱體是密閉的電池倉，保證電池倉的防護等級；

熱失控時可以通過熱管迅速將熱量傳導至外部散熱結構，使電芯溫升速度變慢，防止或者延緩電芯起火。