[發明專利]電動汽車鋰電池的散熱系統

有效

• 申請號: 201810020669.5
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108199115B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 鄭偉;張小珍;陳少棠;符小軍
• 申請（專利權）人: 廈門大學嘉庚學院;福建凱思達電子有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6567;H01M10/654;H01M10/6552;H01M10/659
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;丘鴻超

本發明涉及一種電動汽車鋰電池的散熱系統。包括由單體鋰電池組成的鋰電池組、用于為鋰電池組整體散熱的水冷系統；所述單體鋰電池包括用于隔離單體鋰電池正、負極的雙隔膜層，所述雙隔膜層內注入有氯化石蠟，且雙隔膜層中間插有熱管，各單體鋰電池的熱管伸出單體鋰電池的一端相互連接至所述水冷系統；所述單體鋰電池外周包覆有相變材料，以吸收單體鋰電池放出的熱量，并能以潛熱的形式儲存起來；同時在低溫環境下能起到保溫效果。本發明保證了鋰電池最大化的冷卻高熱區，普通化冷卻其他區域，使得電動汽車的鋰電池不同區域獲得不同冷卻能力效果，同時保溫了單體的電池，維持了電池在寒冷地區工作的溫度，減少了預熱環節。

技術領域

本發明涉及電動汽車鋰電池，具體涉及一種電動汽車鋰電池的散熱系統。

背景技術

近年來，交通運輸行業中純電動汽車和混合動力汽車脫穎而出，具有明顯的環保和節能優勢，是適合解決未來交通的長遠方案。然而，電池的熱管理成為電動汽車商業化的瓶頸，大規格的電池組在快速充放電循環時，伴隨著不同的化學和電化學反應，會產生大量熱量，導致過熱、燃燒和爆炸等風險，另外，電池組內溫度及溫度差上升會顯著降低其循環壽命，需要有效散熱和局部熱控制。除此之外，在寒冷地區溫度低于電池工作溫度，將導致電池功率退化，需對電池進行預熱。而傳統的電池組的散熱主要是通過增大風機流量，提高鋰電池散熱效果，這種方式會消耗大量資源，而且不能實現鋰電池的均勻散熱。

在傳統散熱系統中，除了單純的采用風冷外，有些采取了兩個及以上的鋰電池箱、第一散熱肋和第一熱管進行散熱，通過第一散熱肋連接與兩個及以上鋰電池箱外壁，再通過第一熱管貫穿連接于兩個及以上鋰電池箱外側的第一散熱肋，單體電池間采用風道設計，去實現鋰電池的均勻散熱，但空氣冷卻對于風道的設計有很高的要求，而且由于很難使流場一致，電池單體溫度一致性不好，可能在寒冷地區使用中需要對電池進行預熱或者沒法使用在極冷地區。另外，鋰電池的隔膜在電池過充或者溫度升高時，隔膜很容易被擊穿，造成熱失控甚至爆炸等事故發生。本發明研究既能實現均勻散熱，又能寒冷地區靈活的工作，還可以提高隔膜的熱穩定性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種電動汽車鋰電池的散熱系統，通過改變鋰電池的材料，能很好維持電池的工作溫度，即當電池放出熱量時，能吸收熱量儲存起來，溫度低時有很好保溫效果；通過熱管技術，鋰電池內采用雙隔膜，中間注入氯化石蠟，并插入熱管，很好的提高了正負極間熱穩定性，實現了正負極間溫度的控制。通用水冷方式，解決鋰電池組的整體的散熱；結合上述技術，縮小了單體電池之間的溫度差異，又能負責控制電池工作溫度在合理的范圍之內，并能運行在寒冷的地區。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種電動汽車鋰電池的散熱系統，包括由單體鋰電池組成的鋰電池組、用于為鋰電池組整體散熱的水冷系統；所述單體鋰電池包括用于隔離單體鋰電池正、負極的雙隔膜層，所述雙隔膜層內注入有氯化石蠟，且雙隔膜層中間插有熱管，各單體鋰電池的熱管伸出單體鋰電池的一端相互連接至所述水冷系統。

在本發明一實施例中，所述單體鋰電池外周包覆有相變材料，以吸收單體鋰電池放出的熱量，并能以潛熱的形式儲存起來；同時在低溫環境下能起到保溫效果。

在本發明一實施例中，所述水冷系統包括傳感控制單元、散熱單元，所述傳感控制單元包括用于采集鋰電池組整體溫度的溫度傳感器、與該溫度傳感器連接的單片機，所述散熱單元包括水泵、布設于鋰電池組周圍的水管、散熱器，所述水管與所述熱管伸出單體鋰電池的一端連接；溫度傳感器鋰電池組整體溫度并傳輸給單片機，單片機判斷溫度超過預設溫度閾值，則控制水泵啟動，控制水流在鋰電池組周圍流動，并冷卻熱管伸出單體鋰電池的一端，加大鋰電池組的整體冷卻，流出的熱水通過散熱器進行散熱，又流入水泵，進行循環的冷卻，從而實現整體散熱。

在本發明一實施例中，所述散熱器設置于電動汽車前端，鋰電池組設于電動汽車后端。