[發明專利]一種安全節能的立式鋰電池包雙模式熱管理系統及方法

在審

• 申請號: 201911062862.6
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110739505A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 趙耀華;徐紅霞
• 申請（專利權）人: 趙耀華;徐紅霞
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/635;H01M10/6551;H01M10/6552;H01M10/6554;H01M10/6556;H01M10/6563;H01M10/6567;H01M10/657
• 代理公司: 11129 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 鞏固

一種安全節能的立式鋰電池包雙模式熱管理系統及方法，包括電池包內部的一組或多組立式電池和/或電池模組、電池包外殼、液冷板管換熱器和帶有風扇的外置空冷翅片。電池和/或電池模組正面橫向貼合微熱管陣列，微熱管陣列的長度大于電池和/或電池模組的寬度且兩端是彎折的，微熱管陣列貼合電芯正面為傳熱段，彎折后的垂直部分分別貼合兩個側面作為蒸發段和冷凝段，并與對應的電池包外殼貼合；電池包外殼為封閉結構且至少在對應冷凝段處為導熱隔板；液冷板管換熱器至少對應貼合導熱隔板外表面，且與制冷系統連接，外置空冷翅片的基板貼合于液冷板管換熱器外側。具有散熱效率高、安全節能優勢。

技術領域

本發明涉及一種安全節能的立式鋰電池包雙模式熱管理系統及方法，屬于電動汽車的電池包散熱領域。

背景技術

鋰電包的熱管理不僅對電池壽命至關重要，也對電池的安全性至關重要。

傳統的電池包熱管理方法—空冷技術不僅不能滿足鋰電池包的防護等級的要求，而且由于風冷系統進出口溫差大，造成電芯及電芯之間較大的溫差，對鋰電池的傷害大，因此目前看基本沒有使用價值。

傳統的具有高防護等級的鋰電池包熱管理方法一般采用液冷模式，目前大部分廠家采用的液冷底板，即只在電池模組的底部設置單一的液冷板，而電池模組的底部單一液冷板散熱方式會造成電池單體內部上下很大的溫度差，在快速充放電以及低溫預熱時，對電池的傷害較大。只有特斯拉采用所有電池全側表面液冷模式。但目前液冷介質采用防凍液或者制冷介質直接冷卻，后者相當于直膨式蒸發器。制冷介質直膨式冷卻由于制冷介質溫度過低，對電池會造成嚴重的冷沖擊以及造成電池內部極大的溫差，對電池造成很大的傷害，也基本沒有實用價值。使用較多的是防凍液，防凍液中含有水，對于焊接部位多的液冷底板，在使用過程中，焊接部位容易破損，導致內部防凍液泄露；對于特斯拉使用到全側面到液冷管，其焊接口雖然位于電池包到外部，一旦撞擊，電芯之間的液冷管破壞，也會造成防凍液泄露，且焊接口在全側面分布，焊接口被破壞的概率大。不論哪種情況，泄露的防凍液如果與電池包中的電池接觸則會使電池包短路，都會造成嚴重的安全事故。

發明內容

為了解決現有技術安全隱患大、散熱效率低、對電池傷害大的問題，本發明提出一種安全節能的立式鋰電池包雙模式熱管理系統及方法。

本發明的技術方案：

一種安全節能的立式鋰電池包雙模式熱管理系統，其特征在于包括電池包內部的一組或多組電池和/或電池模組、電池包外殼、液冷板管換熱器和外置空冷模塊，所述外置空冷模塊內部具有空冷翅片，側面具有風扇，

所述電池和/或電池模組為立式，且所述電池和/或電池模組的正面橫向貼合微熱管陣列，所述微熱管陣列的長度大于所述電池和/或電池模組的寬度且兩端是彎折的，所述微熱管陣列貼合所述電池和/或電池模組正面的部分為傳熱段，彎折后的垂直部分分別貼合所述電池和/或電池模組的兩個側面作為蒸發段和冷凝段，并與對應的電池包外殼貼合；

所述電池包外殼圍繞所述電池包且為封閉結構，所述電池包外殼至少在對應所述冷凝段處為導熱隔板；

所述液冷板管換熱器至少對應貼合所述導熱隔板的外表面，且所述液冷板管換熱器與電池包外部的制冷系統連接，所述空冷翅片的基板貼合于所述液冷板管換熱器外側；

所述液冷板管換熱器的基板與所述空冷翅片的基板均為密封，并通過電池包外殼與電池和/或電池模組完全物理隔離。

優選的所述電池或電池模組為多組，彼此在水平方向依次疊加且呈一排或多排分布。

進一步優選的每組所述電池和/或電池模組至少貼合一個所述微熱管陣列，每個所述微熱管陣列與每組所述電池和/或電池模組的正面和兩個側面貼合，每組所述電池和/或電池模組的反面與相鄰所述電池和/或電池模組的正面貼合的所述微熱管陣列貼合。