[發明專利]一種電動汽車電池包及其電池模組熱管理單元

有效

• 申請號: 202010863747.5
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112072203B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 陳萌;韋依;聶文鵬;周華進;樊高飛;李靜靜
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6551;H01M10/6554;H01M10/6557;H01M10/6563;H01M10/6568;H01M10/6569;H01M50/249;H01M50/258;H01M50/244;H01M50/209
• 代理公司: 江蘇長德知識產權代理有限公司 32478
• 代理人: 劉傳玉

本發明公開了一種電動汽車電池包及其電池模組熱管理單元，涉及電池技術領域，具體包括脈動熱管、液冷板、風力源、集成式水箱、熱源等執行元件，當熱管理單元滿足第一預定條件和第二預定條件、第三預定條件時分別啟動第一模式、第二模式和第三模式，將電池模組的各種參數作為預定條件通過轉換確定熱管理單元的工作模式，能夠更為匹配的調節電池模組的調節溫度，耦合加熱和散熱，采用脈動熱管與電池包接觸，導熱介質的通路不需要經過電池單元之間，可靠性高，解決相關技術中耦合加熱和散熱的較少，而且采用液體導熱的方式可靠性較低的技術問題。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，更具體而言，是一種耦合加熱和散熱功能的電動汽車電池包及其電池模組熱管理單元。

背景技術

申請號為CN201711387240.1的中國專利公開了“本發明是關于一種電池包熱管理系統及電池包，涉及電池熱管理技術領域，所要解決的技術問題是使其能夠對多個電池模組分別進行溫度調節。主要采用的技術方案為：電池包熱管理系統，其包括：主液體循環管路，主液體循環管路中設置有循環水泵、加熱器以及散熱器；多個支液體循環管路，多個支液體循環管路依次并聯在主液體循環管路的輸出口和輸入口之間；多個流量調節閥，多個流量調節閥分別設置在多個支液體循環管路中；多個換熱器，多個所述換熱器分別與多個所述支液體循環管路連接，多個所述換熱器分別用于與多個電池模組連接，用于對所述電池模組進行熱調節。本發明提供的電池包熱管理系統，其能夠用于同時對多個電池模組分別進行溫度調節”。

諸如上述專利公開的電池包熱管理系統，耦合加熱和散熱功效的電池包相對較少。

而且就現有技術中的電池包熱管理系統的散熱技術而言，空冷簡便可行，但空氣傳熱效率低，冷卻速度慢，且易受環境溫度影響較大；液冷與空冷相比，液體的傳熱系數通常比空氣的傳熱系數要高，并且液體的邊界層更薄，從而使得其導熱率更高，液體冷卻技術具有較好的散熱效果，但是容易造成液體的泄露，并且管路的布置較為復雜，成本較高，系統的維護比較困難；相變材料冷卻相比較以上兩種冷卻方式，由于相變材料導熱系數低而且在相變時體積膨脹需要進行防漏設計，進而導致系統復雜；而熱管作為高效的熱傳導裝置，被應用在電池熱管理中是一種較為理想的冷卻方法。但在目前的研究中熱管中的工質多以導熱系數較低的水、乙醇、丙酮等為主，并且熱管的形狀不能和電池很好的匹配，限制了熱管的高效散熱。

就現有技術中的電池包熱管理系統的加熱技術而言，在寒區低溫環境下，通過內部加熱方式需要對電池進行充放電，使電池出現性能衰減。而自加熱方式，使用第三電極加熱電池組是個很大的技術挑戰，其改變了電池的自身結構，一旦溫控開關失效，會導致電池加熱失控，存在一定的安全隱患，其可靠性需進一步研究。外部加熱方式比較安全，易于實現，但是能量損失較大，加熱速度慢。同時外部加熱方式的加熱功率易受到局部過熱風險的限制，導致電池溫度增加不均勻。如空氣加熱系統在電池箱內有到達不了的盲區，導致溫度具有不確定性，與空氣加熱系統相比，利用液體熱流的加熱方式能夠獲得更高的傳熱效率。但傳統的將液體通入電池箱底部的方法，對電池箱密封性有更高的要求，其可靠性更加難以保證。

綜合來看，現有技術的電池包熱管理系統存在的問題是耦合加熱和散熱的較少，而且采用液體導熱的方式可靠性較低。

發明內容

本發明提供一種耦合加熱和散熱，采用脈動熱管與電池包接觸，可靠性高的電動汽車電池包及其電池模組熱管理單元，解決相關技術中耦合加熱和散熱的較少，而且采用液體導熱的方式可靠性較低的技術問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種電動汽車電池包及其電池模組熱管理單元，包括：

脈動熱管，設于電池模組的電池單元之間，脈動熱管內部填充有由基液和工質介質混合而成的混合納米流體工質，基液為乙醇，工質介質為TiO₂納米流體；

脈動熱管分為第一換熱段、絕熱段和第二換熱段，絕熱段將第二換熱段和第一換熱段隔開，第一換熱段與電池模組的電池單元導熱接觸；