[發(fā)明專利]一種基于液體相變材料的電池包熱管理裝置及電動汽車

在審

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• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113036263A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程星星;劉齊星;王蘇腰拉;王魯元;王志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/647;H01M10/6554;H01M10/6555;H01M10/6556;H01M10/6557;H01M10/6569;H01M10/6567
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發(fā)明公開了一種基于液體相變材料的電池包熱管理裝置及電動汽車，包括：箱體、箱蓋、電池、多孔介質(zhì)薄板、液體相變材料和液冷板；在所述的箱體底部盛裝有液體相變材料，箱體內(nèi)部設(shè)有一排電池，每個電池兩側(cè)均豎直安裝有至少一個多孔介質(zhì)薄板，相鄰的多孔介質(zhì)薄板之間有間隙，在電池和多孔介質(zhì)薄板上方設(shè)有液冷板，在液冷板上方設(shè)有箱蓋，所述的箱蓋和箱體頂部配合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動汽車動力電池包熱管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用毛細(xì)力的基于相變材料的電池包熱管理裝置及電動汽車。

背景技術(shù)

能源與環(huán)境是國際社會最為關(guān)注的話題，隨著能源短缺和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)峻，節(jié)能減排已成為十分重要的社會課題。在交通工具方面，相比于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，純電動汽車以電能作為動力，具有清潔、高效、低污染等優(yōu)點(diǎn)，更加符合節(jié)能減排的理念，因此受到了廣大的關(guān)注。作為純電動汽車的唯一動力源，動力電池的性能優(yōu)劣直接影響到整車性能。而動力電池的性能、壽命和安全性對于溫度十分敏感，溫度過高、過低、分布不均都會對電池產(chǎn)生影響，尤其是當(dāng)溫度過高時，甚至還會熱失控進(jìn)而引起燃燒、爆炸等安全性問題。由于對電動汽車的高續(xù)航里程、高動力等要求，需要電池大量集成以及大功率放電，則勢必造成電池包產(chǎn)熱量增加、溫度升高。因此需要對電池進(jìn)行熱管理，使電池工作在合適的溫度區(qū)間并保證電池單體、模塊間的溫度分布均勻。由此，電池?zé)峁芾砑夹g(shù)已經(jīng)成為制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，工程上常用的電池?zé)峁芾矸绞街饕獮轱L(fēng)冷式與液冷式。風(fēng)冷方式，或利用車速形成的自然風(fēng)、或采用風(fēng)扇等設(shè)備對電池進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷；但由于換熱系數(shù)小，對于大功率放電等產(chǎn)熱量較大的情況下風(fēng)冷方式難以滿足其散熱需求，而且溫度的均勻性較差，同時該方式受環(huán)境溫度的影響也很大。液冷方式，利用冷卻液循環(huán)對電池進(jìn)行散熱降溫，通常是在電池包中穿插各種液冷管路或者在電池間添加液冷版；但該方式電池產(chǎn)生的熱量不能直接傳遞給冷卻液，傳熱效率不高，而且冷卻液管路下游溫度較高，電池包溫度均勻性仍然不好，同時還存在漏液的隱患。

相變材料在相變過程中可以保持溫度不變或變化范圍很小，但能吸收或釋放大量潛熱。利用相變材料對電池進(jìn)行冷卻可以保持電池溫度的相對穩(wěn)定和均勻，將相變材料應(yīng)用在電池?zé)峁芾碇校墙陙淼难芯繜狳c(diǎn)。對于單純被動的基于相變材料的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，為了延長相變材料對電池進(jìn)行冷卻的有效時間，需要增加相變材料的用量，但過大的質(zhì)量和體積不利于整車的小型化、輕量化。基于固-液相變材料的復(fù)合熱管理系統(tǒng)，往往通過熱管、翅片等與其他主動冷卻方式耦合，由于熱管、翅片多由金屬制成，則同樣不利于整車的輕量化設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服上述熱管理方式的不足，提供了一種利用毛細(xì)力的基于相變材料的電池包熱管理裝置及包括該裝置的電動汽車。該裝置能夠滿足電池包在電池大功率放電時的散熱需求，使電池工作在最佳溫度范圍內(nèi)，并保證溫度的均勻性。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供了一種利用毛細(xì)力的基于液體相變材料的電池包熱管理裝置，主要包括：箱體、箱蓋、電池、多孔介質(zhì)薄板、液體相變材料和液冷板；

在所述的箱體底部灌有適量液體相變材料，內(nèi)部設(shè)有多組電池，每組電池兩側(cè)均豎直安裝有多孔介質(zhì)薄板，相鄰的多孔介質(zhì)薄板之間有間隙，在電池和多孔介質(zhì)薄板上方設(shè)有液冷板，在液冷板上方設(shè)有箱蓋，所述的箱蓋和箱體頂部配合。

更優(yōu)選地，所述的箱體上側(cè)面設(shè)有兩個通孔，液冷板的進(jìn)液口和出液口通過所述的兩個通孔與進(jìn)液管和出液管相連。

更優(yōu)選地，所述箱體內(nèi)側(cè)面的四周設(shè)有凸臺，所述的液冷板放置在所述的凸臺上。

更優(yōu)選地，為了減輕電池箱重量，箱體內(nèi)壁的凸臺為非連續(xù)的。

更優(yōu)選地，所述的相變材料為絕緣的液體相變材料，且相變溫度位于電池最佳工作溫度范圍內(nèi)。