[發明專利]一種可變接觸式電池熱管理系統

在審

• 申請號: 201611173604.1
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106602170A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 饒中浩;錢振
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/647;H01M10/655;H01M10/6556;H01M10/6567
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種動力電池熱管理系統，尤其是一種適用于電動汽車的可變接觸式電池熱管理系統。

背景技術

隨著經濟和社會的發展，能源危機和環境污染的日益嚴重，節能減排越來越重要。汽車尾氣占據了碳排放的很大一部分比重，為了減少汽車尾氣排放，必須用其他的交通工具代替傳統的汽車。電動汽車是替代傳統汽車的新型交通工具，電動汽車以電池為動力，由電機驅動。電動汽車具有成本低、清潔無污染、噪音小以及能量轉換效率高等優點。

動力電池是電動汽車的關鍵組成部分，其性能決定了電動汽車的續航、動力等整車特性。目前，電動汽車主要使用鋰離子電池。鋰離子電池具有能量密度大、自放電率小、無記憶效應、循環壽命長、可快充快放等優點。但是，鋰離子電池在充放電過程中會產生熱量導致自身溫度升高，而溫度直接影響著電池的循環壽命、效率、可靠性和安全性。過高的溫度則會使電池發生熱失控，最終導致電池爆炸。因此，必須對動力電池組進行熱管理。

設計合理的電池熱管理系統，不僅能夠有效控制電池溫度，而且具有良好的均溫性能。現有熱管理系統主要可以分為三類：空氣冷卻系統、液體冷卻系統和相變材料冷卻系統。空氣冷卻系統對電池的散熱效果一般，均溫性能很差，不能滿足電池的散熱要求。相變材料冷卻系統雖然能夠有效降低電池的溫度，均溫性能也非常好，但是相變材料的封裝問題以及相變過程中的體積變化問題限制了其應用。而液體冷卻系統對電池的散熱效果很好，因此設計一個具有良好均溫性能的液體冷卻系統非常有必要。

發明內容

技術問題：本發明的目的要克服現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、使用方便、可有效解決動力電池在運行過程中的控溫和均溫問題度的接觸式電池熱管系統。

技術方案：本發明的可變接觸式電池熱管理系統，包括電池組、循環泵、換熱器、導熱塊、金屬管道、進口集液箱，出口集液箱以及固定支架；所述的導熱塊由多個與電池組緊密貼合的內外導熱塊組合而成，內外導熱塊由多根金屬管道串連在一起，所述的進口集液箱和出口集液箱分別安裝在金屬管道的兩側，所述的進口集液箱上設有總進液口，所述出口集液箱上設有總出液口，所述總出液口與換熱器的一端相連接，所述換熱器的另一端與循環泵的一端相連接，循環泵的另一端與總進液口相連接，構成整個液體循環系統。

所述與電池組緊密貼合的內外導熱塊的寬度沿冷卻液流動方向遞增。

所述的內外導熱塊由高導熱材料制成。

所述由多根金屬管道串連在一起的內外導熱塊上的穿孔等距離。

所述內外導熱塊與電池組的每個電池之間的接觸面、金屬管道與導熱塊之間的接觸面均涂有導熱硅脂。

所述的電池組的上下面分別設有固定電池組的固定支架。

所述的進口集液箱和出口集液箱通過螺栓固定連接在一起。

有益效果：本發明利用導熱塊寬度的變化，減小了冷卻液流動方向上存在的溫度梯度帶來的影響，有效解決了動力電池在運行過程中的控溫和均溫問題。導熱塊的外形經過巧妙設計，能夠緊密貼合電池表面，不僅能夠增加傳熱面積，而且起到固定電池的作用，避免震動帶來的有害影響；導熱塊寬度沿液體流動方向遞增，極大減小了液體流動方向上存在的溫度梯度帶來的影響，增強系統的均溫性能。由于導熱塊的高導熱系數，金屬管道內的液體可以將電池產生的熱量迅速帶走，維持電池溫度在正常范圍之內；冷卻液的溫度可以根據外界環境溫度進行調整，高溫環境下，降低冷卻液溫度，使其能夠更加迅速的帶走電池產生的熱量；低溫環境下，升高冷卻液溫度，再通過冷卻液將電池加熱，使電池在正常范圍內工作。可以根據實際應用情況進行調整；金屬管道和集液箱的接口處經過密封，不存在泄漏的問題。整個系統結構簡單，緊湊，散熱效果好，性能穩定，在本技術領域內具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1為本發明的可變接觸式電池熱管理系統的結構示意圖。

圖2為本發明的熱管理系統除去固定裝置的俯視示意圖。

圖3(a)為本發明的邊固定支架結構示意圖。

圖3(b)為本發明的中固定支架結構示意圖。

圖4(a)為本發明的外導熱塊的結構示意圖。

圖4(b)為本發明的內熱塊的結構示意圖。

圖5為本發明集液箱的結構示意圖。

圖中：101-電池組，201-外導熱塊、202-內導熱塊，203-金屬管道，204-進口集液箱，205-出口集液箱，206-總進液口，207-總出液口，208-換熱器，209-循環泵，301-邊固定支架，302-固定支架，螺栓-303。