[發明專利]一種電池模組導熱板排布優化方法

有效

• 申請號: 201710235800.5
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106785230B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 任永歡;張燕梅;余子群;宋光吉
• 申請（專利權）人: 廈門金龍聯合汽車工業有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/633;H01M10/651;H01M10/6555
• 代理公司: 泉州市博一專利事務所 35213
• 代理人: 方傳榜;莊俊佳

本發明公開的是一種電池模組導熱板排布優化方法，所述排布優化方法包括以下具體步驟：步驟一：電池模組由N個電池單體組成，電池單體與單體之間留一定的空隙，從電池模組外側至模組中心的空隙逐漸增大；步驟二：以電池使用工況的電流大小和使用時間為依據，以步驟一中電池單體與單體之間的空隙以及電池單體與模組箱體之間的空隙為變化參數搭建熱仿真模型；步驟三：分別計算電池單體縱向和橫向的熱導率。本發明不僅可以在不增加工藝復雜性的情況下合理布局板材，減輕動力電池模組的重量，而且可以增加電池模組的散熱能力。

技術領域

本發明涉及的是新能源汽車動力電池技術應用領域，更具體地說是一種電池模組導熱排布優化方法。

背景技術

近年來汽車工業迅猛發展，給世界各國帶來了巨大的環境污染問題，采用動力電池作為驅動能源的新能源汽車，成為了世界各國的研究和發展熱點新能源汽車動力電池多采用鋰離子電池，然而鋰離子電池在充放電過程中常會伴隨熱量的釋放，熱量因散熱慢而大量聚集導致鋰離子電池溫度顯著升高，高溫輕則容易破壞電池模組的一致性以及循環壽命，重則容易導致電池爆炸，給整車安全帶來隱患。

熱管理，作為動力電池管理系統功能之一，采集并管控著電池溫度，熱管理通常需要電池系統擁有多種散熱措施來降低電池模組的溫度升高量，其中在電池單體之間增加導熱迅速的板材是一種有效手段。在所有板材中，金屬擁有高的導熱系數，而其中鋁的質量較輕，因此鋁板成為了最常用的導熱板，采用鋁板散熱的方法工藝簡單、成本低廉、散熱效果好，然而，鋁板的使用會降低電池模組的質量比能量。在保障散熱效果的同時尋找質量更輕的板材，也是電池系統性能提高的關鍵手段，然而，經仿真實驗計算發現，在方塊電池模組中，單體之間并非應全部采用高熱導率的材料充當導熱板，而是應該根據電池單體的導熱各向異性的特點選采用不同種類的板材。相比于全部填充高熱導率板材的情況，經優化布局板材后的電池模組散熱能力可以進一步增強，整體使用材料的質量將得到降低，布局規律將在本方案中進行詳細闡述。

發明內容

本發明公開的是一種電池模組導熱排布優化方法，其主要目的在于克服現有技術存在的上述不足和缺點，提供一種電池模組導熱的排布方法，它不僅可以在不增加工藝復雜性的情況下合理布局板材，減輕動力電池模組的重量，而且可以增加電池模組的散熱能力。

本發明采用的技術方案如下：

一種電池模組導熱板排布優化方法，所述排布優化方法包括以下具體步驟：

步驟一：電池模組由N個電池單體組成，電池單體與單體之間留一定的空隙，從電池模組外側至模組中心的空隙逐漸增大；

步驟二：以電池使用工況的電流大小和使用時間為依據，以步驟一中電池單體與單體之間的空隙以及電池單體與模組箱體之間的空隙為變化參數搭建熱仿真模型；空隙大小方案個數M不少于10個，根據熱仿真計算結果，得到各個電池單體的平均溫度為T__avg，計算N個電池單體T__avg的平均值和離散度，根據計算結果，進一步調節M個方案的空隙大小設置（得到M’個方案），使模組的外側電池和中心電池T__avg的差減小，最終繪制每組方案（M+M’個）對應的平均溫度關系圖；并計算每組方案所對應箱體體積時模組的體積比能量，繪制每組方案與體積比能量關系圖；根據繪圖結果兼顧兩項指標確定電池單體與單體之間從中心至外側縫隙大小遞減方案，以及電池單體與模組箱體之間縫隙大小的最佳方案；