[發(fā)明專利]基于磁制冷技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)、電動汽車電池組熱管理系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811150022.0
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109149012B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王亞楠;李華;厲青峰;練晨;何鑫;彭偉利
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/635;H01M10/6551;H01M10/6556;H01M10/6563;H01M10/6567;H01M10/6568;B60L58/26
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種基于磁制冷技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)、電動汽車電池組熱管理系統(tǒng)及方法，散熱箱與容納箱的一側(cè)通過熱流管路連接，另一側(cè)通過冷流管路連接，形成回路，散熱箱包括散熱箱體，外沿依次套設(shè)有多個散熱片，內(nèi)表面設(shè)置有電磁體和加熱管路；容納箱包括外部的隔熱箱體和內(nèi)部的微通道隔板箱，微通道隔板箱包括多個用微通道隔板相隔的容納室，箱體前、后壁面內(nèi)部設(shè)置有橫向和縱向的若干連接管路，微通道隔板內(nèi)部均設(shè)置有多個連接支管，連接支管與連接管路連通,利用磁制冷材料的磁熱效應(yīng)導(dǎo)致磁流體冷卻液流出散熱箱時產(chǎn)生溫降，能夠有效降低從冷流管道進入容納箱中的磁流體冷卻液的溫度，保持被作用對象的內(nèi)部溫度的一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種基于磁制冷技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)、電動汽車電池組熱管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在能源危機和環(huán)境污染問題的推動下，以動力電池為代表的新能源技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。作為很多設(shè)備(以電動汽車為例)的動力來源，電池組與設(shè)備整體的性能密切相關(guān)。

但在上述以電池組為動力來源的設(shè)備在實際應(yīng)用中，通常將電池單體以串并聯(lián)形式組成電池組，用于提供合適的電壓和足夠的電量。在設(shè)備運行或充電過程中，電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)及電池本身的內(nèi)阻作用造成電池單體發(fā)熱并導(dǎo)致電池組溫度升高，電池單體本身不同部位的發(fā)熱量不同和處于不同位置的電池單體的發(fā)熱量不同最終導(dǎo)致電池組內(nèi)部溫度的不一致。電池組的溫升與電池組內(nèi)部溫度的不一致會造成電池組的使用壽命和容量下降，甚至引發(fā)熱失控，導(dǎo)致安全事故。同時，在環(huán)境溫度較低或冷啟動時，電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)速度減慢，電池組充、放電容量大幅度下降，如果長時間處于低溫運行或頻繁的低溫啟動狀態(tài)下，還會損害電池組的壽命。

目前電池組的散熱方式主要有風(fēng)冷、液冷、相變材料冷卻和熱管冷卻等。有很多在這方面做出研究的文獻，但是，目前這些冷卻或熱管理技術(shù)都存在一定的缺點。

如中國發(fā)明專利CN102832425A，名稱為“一種電動汽車電池包的熱管理系統(tǒng)及其熱管理方法”公開了在兩層電池之間放置冷板來吸收電池產(chǎn)生的熱量，冷板中設(shè)有一條冷卻液流道將熱量帶出電池組，流出電池組的高溫冷卻液由散熱器和風(fēng)扇來散熱；但是散熱器和風(fēng)扇的散熱功率有限，環(huán)境溫度較高時高溫冷卻液流經(jīng)散熱器的冷卻效果不理想，同時冷板中冷卻液流道過長，冷卻液流動中溫升過高，管道末端冷卻條件較差，導(dǎo)致電池組內(nèi)部的溫度一致性不高。

中國實用新型專利CN206546865U，名稱為“一種基于相變材料和空氣耦合冷卻的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)”公開了在電池單體和翅片散熱板之間布置復(fù)合相變板，復(fù)合相變板吸收電池單體產(chǎn)生的熱量并傳遞到散熱板翅片上，通過空氣流過翅片來帶走熱量；但是翅片散熱板使電池組體積大幅增加，降低了電池組的成組率，環(huán)境溫度較高時空氣冷卻的換熱效率低，且末端翅片的散熱條件較差導(dǎo)致電池組內(nèi)部的溫度一致性較差，另外該熱管理系統(tǒng)不具備低溫加熱能力。

綜上，有必要對動力電池組進行良好的溫度控制，以提高電池組的高溫散熱和低溫加熱能力，并保持電池組內(nèi)部溫度的一致性。

發(fā)明內(nèi)容

本公開為了解決上述問題，提出了一種基于磁制冷技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)、電動汽車電池組熱管理系統(tǒng)及方法，本公開基于磁制冷技術(shù)，利用磁制冷材料的磁熱效應(yīng)導(dǎo)致磁流體冷卻液流出散熱箱時產(chǎn)生溫降，能夠有效降低從冷流管道進入容納箱中的磁流體冷卻液的溫度，提高被作用對象的散熱效果，保持被作用對象的內(nèi)部溫度的一致性。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

一種溫度控制系統(tǒng)，包括散熱箱、容納箱、熱流管路、冷流管路和驅(qū)動件，其中，所述散熱箱與容納箱的一側(cè)通過熱流管路連接，另一側(cè)通過冷流管路連接，形成回路，所述回路上設(shè)置有驅(qū)動件，以驅(qū)動內(nèi)部流體的循環(huán)流動，所述熱流管路和冷流管路上均設(shè)置有溫度傳感器；

所述散熱箱包括散熱箱體，所述散熱箱體外沿依次套設(shè)有多個散熱片，所述散熱箱體的內(nèi)表面至少兩個相對的內(nèi)壁上設(shè)置有多個一一對應(yīng)的電磁體，所述散熱箱體內(nèi)設(shè)置有加熱管路；