[發(fā)明專利]一種利用熱管技術(shù)對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行熱失控防護(hù)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410806408.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN104681894A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟文波;俞會(huì)根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京新能源汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/613
• 分類號(hào): H01M10/613;H01M10/6552
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 柳江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用熱管技術(shù)對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行熱失控防護(hù)的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前動(dòng)力電池組已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于電動(dòng)汽車，艦船，電動(dòng)自行車等領(lǐng)域。隨著電動(dòng)車的廣泛應(yīng)用，對(duì)動(dòng)力電池組的安全性能要求越來越高。動(dòng)力電池組電芯熱失控時(shí)的高溫、著火等問題都嚴(yán)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(duì)電池組安全性都有很大幫助。

動(dòng)力電池組的電芯熱失控時(shí)爆燃產(chǎn)生的高溫高壓氣體，起火時(shí)的火焰等都會(huì)對(duì)駕乘人員的安全產(chǎn)生極大的危害，并且動(dòng)力電池組的熱失控防護(hù)目前動(dòng)力電池組技術(shù)中的難點(diǎn)，目前動(dòng)力電池系統(tǒng)的安全主要是通過阻燃材料和結(jié)構(gòu)對(duì)電池模組進(jìn)行隔離，或者將電池組箱體與整車用防火材料進(jìn)行隔離，這種方法是通過隔離進(jìn)行熱失控防護(hù)的方法無法做到單支電芯隔離，熱失控電芯產(chǎn)生的高溫會(huì)像周圍的電芯蔓延，造成連鎖反應(yīng)，熱失控電芯所在模組幾乎完全損壞。

目前關(guān)于電池組熱失控的防護(hù)方法主要是將電池組分成若干個(gè)模塊，在模塊之間采用防火、隔熱材料進(jìn)行隔離，在某個(gè)電芯熱失控時(shí)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(kuò)散，這種方法制造工藝復(fù)雜，由于阻燃材料都具有隔熱性能，這一點(diǎn)與電芯散熱要求相互矛盾。

本申請(qǐng)利用熱管技術(shù)，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(gè)電芯發(fā)生熱失控時(shí)，可以迅速的將電芯熱失控產(chǎn)生的熱量通過熱管將熱量迅速傳導(dǎo)至大面積的散熱翅片或者熱交換器進(jìn)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(shí)間，給駕乘人員留有更多的處置時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用熱管技術(shù)對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行熱失控防護(hù)的方法，將熱管技術(shù)應(yīng)用在動(dòng)力電池組的熱失控防護(hù)方面，通過疏導(dǎo)熱量的方式延緩電芯熱失控時(shí)的升溫速度，防止或者延緩電芯起火，具有效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

本申請(qǐng)是通過疏導(dǎo)的辦法，將熱失控電芯產(chǎn)生的熱量疏導(dǎo)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)。

本申請(qǐng)由四個(gè)部分組成，分別是電芯模塊，熱管，箱體和外部散熱結(jié)構(gòu)。其中熱管有2～3個(gè)部分組成，第1部分插入到電芯之間縫隙中，使得每個(gè)電芯至少有一個(gè)側(cè)面與熱管貼合，便于將每個(gè)電芯產(chǎn)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(gè)表面與第一部分熱管相連接，另一端與直接與散熱結(jié)構(gòu)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(dǎo)出的電芯熱量通過第2部分熱管傳導(dǎo)至外部散熱結(jié)構(gòu)或者通過第3部分熱管連接至外部散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行散熱。本申請(qǐng)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(dòng)力電池組的絕緣特性的同時(shí)保證電芯的熱能夠順利通過第一部分熱管傳導(dǎo)至第二部分熱管并通過外部散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行散熱。當(dāng)某個(gè)電芯熱失控時(shí)，可以通過熱管將熱量傳導(dǎo)至外部散熱結(jié)構(gòu)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(shí)間，給駕乘人員更多的處置時(shí)間。

熱管與散熱翅片相連，在箱體上與散熱翅片高度相當(dāng)?shù)奈恢每梢匝b有風(fēng)扇，在風(fēng)扇開啟狀態(tài)下可以在散熱翅片表面形成強(qiáng)制對(duì)流，增強(qiáng)散熱效果。風(fēng)扇可以采用吹風(fēng)或吸風(fēng)兩種形式，出(進(jìn))風(fēng)口在箱體表面與風(fēng)扇相對(duì)的一側(cè)。如果沒有風(fēng)扇則通過翅片與外界環(huán)境的自然對(duì)流進(jìn)行散熱。第2部分熱管與箱體形成密閉的電池倉(cāng)，可以將電芯模塊封閉在電池倉(cāng)，保證箱體中電芯模組所在空間的防護(hù)等級(jí)。

箱體內(nèi)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(nèi)部、外部的熱管傳導(dǎo)至熱交換器，通過熱交換器將熱量傳導(dǎo)至散熱器，并通過散熱器進(jìn)行散熱。

用熱管技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池組電芯熱失控的防護(hù)；

熱管由2～3個(gè)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(qiáng)制風(fēng)冷對(duì)散熱翅片進(jìn)行散熱，也可通過熱管與換熱器進(jìn)行散熱；

如果采用強(qiáng)制風(fēng)冷對(duì)散熱翅片進(jìn)行散熱，那么箱體與第2部分熱管形成密閉電池倉(cāng)，保證電池倉(cāng)的防護(hù)等級(jí)；

如果通過換熱器進(jìn)行散熱，那么電池箱體是密閉的電池倉(cāng)，保證電池倉(cāng)的防護(hù)等級(jí)；

熱失控時(shí)可以通過熱管迅速將熱量傳導(dǎo)至外部散熱結(jié)構(gòu)，使電芯溫升速度變慢，防止或者延緩電芯起火。