[發明專利]一種動力電池組熱管理系統

在審

• 申請號: 201910156883.8
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN111641003A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 岑繼文;林必超;蔣方明
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/643;H01M10/6551;H01M10/6557;H01M10/6566;H01M10/6568;H01M10/663
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 劉海霞;莫瑤江

本發明公開了一種動力電池組熱管理系統，包括若干翅片管及若干個電池單元，若干個電池單元交錯排放于翅片管的兩側，翅片管包括導熱管及套于導熱管上的若干翅片，若干翅片管由導熱管串接形成整體的熱管理模塊，翅片管兩側的電池單元擠壓翅片變形，使變形的翅片填充于相鄰電池單元之間的縫隙內。本發明動力電池組熱管理系統結構合理緊湊，導熱管與翅片，翅片與電池緊貼電池圓柱面，因而導熱效率高，散熱速度快，能有效降低電池組溫度，解決動力電池組的散熱問題，延長其使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種動力電池組散熱系統領域，特別是圓柱形鋰離子電池構成的汽車用動力電池組散熱系統。

背景技術

鋰離子電池因其優越的性能可能會廣泛應用于電動汽車中，然而，鋰離子電池工作過程中會產熱，如果不及時散熱，就容易引起電池內部的熱量堆積，導致出現故障甚或發生安全事故。溫度上升，電池內阻減小，一定程度上改善電池性能。但是，溫度的升高，會加速電池內部放熱化學反應速率，導致更多熱的產生，可能會破壞電池及誘發熱失控。電動汽車在行駛過程中，因起停或變速等原因，動力電池負荷波動起伏，電池產熱動態變化，而且，多變的路面狀況及環境條件意味著散熱條件亦動態變化。電動汽車續航里程的提高要求發展更大容量動力電池，還要求電池具備較好的快速充放電能力，實際使用中也可能存在電池濫用或突發事件(如撞擊)等情況，這些因素均會進一步惡化電池散熱系統工作條件。對于電池組來說，隨著尺寸增大，電堆內單體電池產/散熱不均衡更為突出，如果散熱方案設計不當，電池組內不同系統以及電池系統內部各個單體電池之間會產生非常嚴重的不均衡溫度分布，從而造成單體電池非均衡使用，進一步導致電池系統過早失效。因此，開發合理有效的鋰離子電池組熱管理系統，對于提高電動汽車安全性和使用壽命至關重要。目前，圓柱形的鋰離子電池生產已經國際標準化，例如18650和21700型號。因為其制作標準化，成本低，性能穩定，散熱效果好等優點，被許多電動汽車企業采用作為其動力電池組單元。

一般情況下，鋰離子電池工作溫度在20～45℃左右其效率和壽命最佳，也就是說在常溫環境下，需要為電池組散熱，在低溫環境下需要為電池組適當加溫。因此，需要一種熱管理系統，可以調節電池組的溫度，在高溫時散熱，低溫時加熱以保證電池組的長期可靠性。

發明專利內容

本發明的目的在于提供一種動力電池組熱管理系統，使得電池組能夠在極端溫度環境下維持合理工作溫度和各系統溫度的均勻性。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種動力電池組熱管理模塊，主要由多個電池單元和翅片管組成，翅片管由導熱管及套在導熱管上的翅片構成，每排翅片管內的導熱管至少有一根；交錯排放的兩排電池單元放置在一排翅片管的兩側并擠壓翅片管兩側的翅片，相鄰電池單元之間的縫隙由受壓變形后的翅片填充。由于翅片很薄，質地柔軟，受擠壓后可有較大的變形，會緊貼電池單元表面填充縫隙。

進一步地，導熱管采用銅管制成，翅片管內的銅管具有一定可塑性，可根據需要進行一定程度的壓扁，這樣可以減少整個電池組的體積。

進一步地，若干排翅片管由銅管串接形成電池組熱管理系統的框架結構，每排翅片管中的銅管可以是單根、雙根或多根，各排翅片管之間的管路連接方式可以有多種形式，可以單管進單管出、單管進多管出、或多管進出等，管路連接方式的原則以電池組溫度均勻性較好為目標。

進一步地，電池單元的形狀為圓柱形，翅片在受到圓柱形電池單元的擠壓后有較大的變形，翅片緊貼圓柱形電池單元表面，填充在相鄰圓柱形電池單元之間的縫隙內。但電池單元的形狀不限于圓柱狀，方形電池等也是可以采用的，而且比圓柱形電池，方形電池更容易制作。電池單元的選擇原則上為將翅片壓制成與電池形狀緊密貼切的形狀即可，有一定的通用性。

本發明的有益效果為：

一、充分利用了電池的圓形外表面，和翅片的柔軟可變性特性，使得電池的熱量能夠通過緊密接觸以較小的熱阻導出。