[發明專利]一種基于熱管的電動汽車鋰電池熱管理系統在審

申請號：	201710138447.9	申請日：	2017-03-09
公開（公告）號：	CN106935937A	公開（公告）日：	2017-07-07
發明（設計）人：	閻玉英;李勇;石泳;汪茜;雷舒蓉	申請（專利權）人：	寧波諾丁漢大學
主分類號：	H01M10/63	分類號：	H01M10/63;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/6552;H01M10/6567;H01M10/6563;H01M10/6551;H01M10/658;H01M10/657
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地址：	315100 ***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于熱管電動汽車鋰電池管理系統
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【說明書】：

技術領域

本公開涉及電動汽車使用的鋰電池熱管理系統，具體涉及一種基于熱管的電動汽車鋰電池熱管理系統。

技術背景

隨著能源危機和環境污染的日益加劇，新能源汽車替代傳統發動機汽車已成為當今世界各國汽車工業發展的必然趨勢。更重要的是，在目前各種新能源汽車技術及產品開發中，電動汽車已然成為未來發展的主力軍。以中國為例，截止2015年底，其電動汽車的保有量占新能源汽車的比例已超過了56％。而鋰離子電池更憑借其優良的性能，被視為電動汽車的理想動力源。但另一方面，應該看到目前在全社會全面推廣電動汽車的條件還未成熟。這主要是因為一方面充電樁等必要的配套設施建設還不完善。另一方面，相關車用電池其有限的容量及高昂的價格也制約了電動汽車產業的大規模商業化。就更具體的技術問題而言，鋰電池是依靠其內部的化學反應產生能量，作為輸入功率驅動電動汽車工作。在此過程中，相關化學反應會產生大量熱量。若這些熱量得不到及時排出，則會升高鋰電池表面和電池箱體內部的運行溫度，并在鋰電池表面形成明顯的溫度梯度，嚴重影響鋰電池的充、放電效率和使用壽命。同時，積聚過多熱量的鋰電池箱也會給電動汽車的運行帶來嚴重的安全隱患。近年來，多起電動汽車自燃事件都與車用電池充、放電時過多的產熱緊密相關。因此，開發電動汽車車用鋰電池組的熱管理系統，用以調節鋰電池表面及電池箱內工作溫度，縮小鋰電池表面溫度梯度，成為電動汽車研發中必不可少的內容。

目前主流的電動汽車鋰電池組熱管理方式主要有風冷、液冷及使用相變材料冷卻。風冷熱管理系統主要依靠空氣在鋰電池箱內流動，從而將鋰電池產生的熱量散發到外界環境中。通常，風冷熱管理系統造價低、易實現，現被各大汽車廠商所青睞。但風冷熱管理系統所用工質為空氣，其對流換熱系數低，傳熱效果并不理想。已有文獻研究表明盡管風冷熱管理系統能滿足并聯式電池組的散熱要求，但該系統卻不適合串聯排布和大尺寸的電池組。液冷熱管理系統是使用液體來代替空氣進行散熱。很顯然，該系統有更好的散熱效果。但由于將液體與電池組直接接觸，會存在因液體泄露而造成電池短路的風險。同時，液冷熱管理系統較空冷熱管理系統復雜且設備笨重，造價也偏高。除此之外，使用相變材料也是目前正在研發的以期能用于鋰電池組熱管理的一種技術手段。該技術主要是利用特殊材料相變時需要吸收熱量的原理，從而帶走電池產生的熱量。但相變材料熱管理系統在材料完全融化后會喪失吸熱能力。同時，相關相變材料在相變過程中可控性較差。

發明內容

基于此，本公開揭示了一種基于熱管的電動汽車鋰電池熱管理系統，

所述系統包括：鋰電池組、鋰電池箱體、加熱回路、散熱回路、溫度傳感器和控制單元；

所述鋰電池箱體用于放置鋰電池組及熱管；

所述溫度傳感器用于檢測鋰電池箱體內鋰電池所處環境的溫度值，并將所述溫度值反饋給控制單元；

所述控制單元，用于根據反饋的所述溫度值來控制加熱回路或散熱回路工作：

在所述控制單元的控制下，所述加熱回路利用熱管實現對鋰電池表面及鋰電池所處環境的加熱；

所述散熱回路利用熱管實現對鋰電池表面及鋰電池所處環境的散熱。

本公開具有以下有益效果：

1、本公開設計的是一套完備的鋰電池控溫熱管理系統。它能根據鋰電池不同的工作條件對其進行加熱或冷卻。由于采用了熱管，本公開既能在寒冷惡劣天氣條件下對電動汽車進行冷啟動，同時也能在電動汽車進行一些大功率行駛時(如連續加速或爬坡)對電池及時進行散熱，有效保證其鋰電池組工作在合理的溫度范圍之內。

2、本公開采用的熱管，具有較高的傳熱效率，所述熱管與液體的充分接觸強化了本系統的熱響應能力，能快速抑制鋰電池表面及電池箱內溫度波動，降低鋰電池表面的溫度梯度。

3、本公開所涉及的熱管豎直段采用扁平管形，可以有效減小鋰電池箱的體積，并能保證車輛顛簸行進時，熱管與鋰電池表面的充分接觸。