[發明專利]一種基于液態金屬導熱的鋰離子電池儲能快速散熱裝置及方法

有效

• 申請號: 201810474805.8
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108649296B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 楊凱;劉皓;張明杰;耿萌萌;范茂松;高飛;王康康;王凱豐
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/0525;H01M10/6567;H01M10/6568
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 胡秋立

本發明公開了一種基于液態金屬導熱的鋰離子電池儲能快速散熱裝置及方法，所述裝置包括：箱體、電池組、導熱管、液態金屬驅動模塊以及相變熱交換模塊；所述導熱管內置可流動的液態金屬，所述導熱管與液態金屬驅動模塊共同構成閉環回路；所述導熱管在電池箱體內與電池組表面緊密接觸，通過所述導熱管的外壁進行熱傳導，并將熱量傳遞至導熱管內部的液態金屬；所述導熱管在所述相變熱交換模塊中與相變材料發生熱交換，將熱量傳遞至相變材料；所述液態金屬驅動模塊用于驅動液態金屬在導熱管內流動；所述相變熱交換模塊內置用于與導熱管熱交換的相變材料，所述導熱管在所述相變熱交換模塊中按預設規則布置，與相變材料緊密接觸。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，更具體地，涉及一種基于液態金屬導熱的鋰離子電池儲能快速散熱裝置及方法。

背景技術

科學技術蓬勃發展的今日，電能早已成為人們生活中不可或缺的重要能源；而且隨著移動技術以及傳統行業與電能相結合的發展，各類便攜式電子產品、電動汽車等都應運而生，用于儲存電能的電池組技術變得越來越重要，電池組在釋放能量時，會伴隨發熱，過熱的電池組會使電池組的轉化效率變低、電池壽命變差，故對于電池組的散熱十分重要；

目前，對電池組的散熱主要采用風冷、水冷、空調冷卻的方式進行散熱。然而，傳統的風冷散熱的散熱效果差；而水冷散熱雖然散熱能力要比風冷散熱強，但整體結構笨重，且存在漏液問題；而空調冷卻散熱，結構龐大復雜，成本高，自身耗能高，在需要便攜或小空間的電池組使用場景下均存在弊端。相變材料冷卻是利用材料發生相變時儲存或釋放熱量實現對電池的冷卻或加熱，雖然該方法散熱效果較好，但是相變材料散熱技術尚未成熟，結構復雜，成本較高，維護不方便。

發明內容

為了解決背景技術存在的對于電池組的散熱存在的散熱效果差、整體結構復雜笨重、成本高等問題，本發明提供了一種基于液態金屬導熱的鋰離子電池儲能快速散熱裝置及方法；所述裝置及方法使用液態金屬通過導熱管作為媒介將所述電池組發出的熱量吸收，吸收了熱量的液態金屬流動至在相變材料中的導熱管內時，在通過熱交換將熱量傳導給相變材料；所述裝置及方法，通過液態金屬及導熱管間接的將相變材料應用到電池組散熱中，所述裝置包括：

箱體，所述箱體包括電池箱體以及功能箱體，所述電池箱體用于將電池組包裹固定在其內，所述功能箱體用于將包括液態金屬驅動模塊以及相變熱交換模塊的多個功能模塊固定在其內；所述電池箱體與功能箱體之間有中空的通路相連，所述中空的通路用于供導熱管通過；

電池組，所述電池組由一個或多個鋰電池構成，所述電池組用于存儲電能；

導熱管，所述導熱管內置可流動的液態金屬，所述導熱管的輸入端與液態金屬驅動模塊的輸出端相連，所述導熱管的輸出端與液態金屬驅動模塊輸入端相連，所述導熱管與液態金屬驅動模塊共同構成閉環回路；所述導熱管在電池箱體內與電池組表面緊密接觸，通過所述導熱管的外壁進行熱傳導，并將熱量傳遞至導熱管內部的液態金屬；所述導熱管穿過所述電池箱體與功能箱體間的中空的通路，在所述相變熱交換模塊中與相變材料發生熱交換，將熱量傳遞至相變材料；

液態金屬驅動模塊，所述液態金屬驅動模塊用于驅動液態金屬在導熱管內流動，所述液態金屬在導熱管內的流通方向為從箱體內的導熱管流向相變熱交換模塊內的導熱管；

相變熱交換模塊，所述相變熱交換模塊內置用于與導熱管熱交換的相變材料，所述導熱管在所述相變熱交換模塊中按預設規則布置，與相變材料緊密接觸；

進一步的，所述導熱管在電池箱體內蛇形布置于電池組表面，與電池組表面緊密連接；所述電池組內的一塊或多塊鋰電池的結合方式包括串聯、并聯以及混聯；

進一步的，所述液態金屬驅動模塊包括驅動單元，所述驅動單元用于給流經液態金屬驅動模塊的液態金屬提供流動的動力；所述驅動單元的實現方式包括液壓驅動、電磁泵驅動、脈沖激光驅動以及聲波驅動；