[發明專利]蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻系統及冷卻方法

在審

• 申請號: 202110336449.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113078386A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李昕憶;王劍鋒;劉芬;李佳澍;楊娜
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/633;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/6555;H01M10/6557;H01M10/6568;H01M10/6551;H01M10/653;H01M10/663;H01M10/659;B60L58/26
• 代理公司: 成都中絡智合知識產權代理有限公司 51300
• 代理人: 丁宏斌

1.一種蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻系統，電池由至少兩個電池單體組成，其特征在于：相鄰兩個電池單體間設有耦合冷卻板，耦合冷卻板包括呈單層蜂窩板狀的耦合基板，耦合基板上的房孔為冷卻填充腔，冷卻填充腔內填充有相變材料；耦合基板上設有圍繞每個冷卻填充腔的液冷流道，耦合基板上設有與液冷流道相通的冷卻液入口和冷卻液出口，耦合基板外側設有密封導熱層，密封導熱層將相變材料與耦合基板密封、防止相變材料在融化過程中泄露。

2.根據權利要求1所述的蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻系統，其特征在于所述的液冷流道的結構是：耦合基板上橫截面呈六邊形的冷卻填充腔的每一條邊的側壁上設有一條與該條邊平行的側壁冷卻孔，每個冷卻填充腔的六條側壁冷卻孔首尾相連、相鄰兩個冷卻填充腔共用一條側壁冷卻孔，冷卻液入口和冷卻液出口分別經緩沖腔與鄰近的側壁冷卻孔相連。

3.根據權利要求1所述的蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻系統，其特征在于所述的密封導熱層的材料為鋁箔。

4.根據權利要求1所述的蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻系統，其特征在于所述的耦合基板為鋁蜂窩板，鋁蜂窩板四周與密封導熱層間設有相變材料。

5.根據權利要求1所述的蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻系統，其特征在于所述的電池單體和耦合冷卻板呈方形，所述的冷卻液入口和冷卻液出口分別設置在耦合基板左右兩側的中部，冷卻液入口和冷卻液出口分別將緩沖腔與密封導熱層外部連通。

6.根據權利要求1所述的蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻系統，其特征在于所述的相變材料與耦合冷卻板的體積比為0.75-0.8。

7.一種蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻方法，其特征在于包括如下步驟：

a、在由至少兩個電池單體組成的電池中的相鄰兩個電池單體間設置包括耦合基板的耦合冷卻板，耦合基板呈單層蜂窩板狀，耦合基板上的房孔為冷卻填充腔，冷卻填充腔內填充有用于冷卻的相變材料，耦合基板上設有圍繞每個冷卻填充腔的液冷流道，設有與液冷流道相通的冷卻液入口和冷卻液出口，耦合冷卻板外側設有密封導熱層，密封導熱層將相變材料與耦合冷卻板間密封、防止相變材料在融化過程中泄露；

b、將冷卻液入口和冷卻液出口分別與空調的制冷劑出口和制冷劑入口相連；

c、相變材料作為被動式熱管理冷卻系統，不需要消耗額外動力能量；當電池發熱而溫度沒達到液冷系統工作溫度時，利用相變材料潛熱大的特點，相變材料液化吸收熱量，使電池溫度保持相對穩定，防止溫度過高造成事故；

d、當檢測到電池溫度達到液冷啟動值時，啟動空調，冷卻液由冷卻液入口進入液冷流道，快速的吸收相變材料和電池過高的溫度后由冷卻液出口排出，此時相變材料因溫度降低而凝固，用于重復為電池降溫；

e、當檢測到電池溫度達到液冷停止值時，關閉空調。

8.權利要求1所述的蜂窩狀相變材料與液冷耦合的電池冷卻系統應用于電動汽車，冷卻液入口經循環泵與汽車空調的制冷劑出口相連，冷卻液出口與汽車空調的制冷劑入口相連，通過汽車BMS溫控系統獲得電池溫度、控制循環泵和汽車空調的工作狀態。