[發明專利]電池散熱系統及電池散熱方法

在審

• 申請號: 202110892776.9
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113793998A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 朱金鑫;劉振勇;金兆鑫;黃敏
• 申請（專利權）人: 嵐圖汽車科技有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6554;H01M10/6567
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 梁凱

本發明公開了一種電池散熱系統及電池散熱方法，其中所述電池散熱系統包括：電池設備和液冷板，所述電池設備直接安裝在所述液冷板上，以將所述電池設備所產生的熱量傳遞至所述液冷板進行冷卻，以對所述電池設備進行散熱。采用本發明，能解決現有技術中電池無法充分散熱、不能滿足快充過程中電池散熱需求等技術問題。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種電池散熱系統及電池散熱方法。

背景技術

充電慢仍然是制約純電動汽車發展的主要因素之一。縮短充電時間的主要技術手段是提高電池的充電電流。但是充電電流提高的同時隨之而來的是電池產熱量增加、析鋰風險增加等問題。在較高的充電電流，不可逆熱則是電池熱量的主要來源。快充過程引起的電池溫升對于鋰離子電池的壽命具有嚴重的影響。一般情況下，Li⁺從電池正極脫出遷移到負極表面，然后嵌入到負極，但是當負極表面由于電流過大或溫度過低時，會產生極大的極化。當負極表面的極化電位低于金屬Li時，Li⁺會以金屬Li的形式在負極表面析出，造成電池容量損失。嚴重的情況下甚至會刺穿隔膜導致嚴重的安全事故。

此外，電極的粉化和破碎是鋰離子電池常見的問題。電極的粉化和破碎導致的活性物質損失是鋰離子電池衰減的常見機理。粉化和破碎現象包括：活性物質顆粒內部的裂紋；活性物質顆粒與導電劑、粘接劑分離；電極與集流體之間的剝離。導致電極粉化和破碎的一個主要原因是充電電流過大引起電池內部的鋰濃度的變換，在快充過程中由于脫Li和嵌Li速度較快，因此會在正極和負極內部都會產生較為顯著的Li濃度梯度，從而導致鋰離子電池內部的應力分布不均，進而導致了活性物質顆粒的破碎，電極的剝離等現象，引起活性物質的損失。

針對電池產熱的問題，目前主要的散熱技術有：對電池進行風冷冷卻；對電池進行液冷冷卻；對電池進行直冷冷卻；對電池進行油冷冷卻。然而在實踐中發現，風冷散熱技術要求的條件較為嚴苛，油冷和直冷散熱技術不適宜大規模應用。目前，在電池汽車上真正應用廣泛的是液冷技術，具體地在電池與液冷板之間通過導熱膠接觸進行熱量傳遞，但導熱膠的導熱系數一般在0.5～3W/(m.k)范圍內，相比金屬的導熱系數低了兩個數量級，因此其在一定程度上并不能充分地、迅速地傳遞熱量，不能滿足快充過程中電池散熱的需求。

發明內容

本申請實施例通過提供一種電池散熱系統及電池散熱方法，解決了現有技術中不能滿足快充過程中電池散熱的需求，有利于提升電池散熱效率。

一方面，本申請通過本申請的一實施例提供一種電池散熱系統，所述電池散熱系統包括電池設備和液冷板，所述電池設備安裝在所述液冷板上，其中，所述電池設備所產生的熱量可以傳遞至所述液冷板進行冷卻，以對所述電池設備進行散熱。

可選地，所述電池設備包括電池電芯，或電池模組。

可選地，采用焊接工藝將所述電池設備焊接在所述液冷板的表面，其中，所述電池設備的底部平面度不超過0.5毫米，所述電池設備與所述液冷板焊接所接觸平面的平面度不超過0.5毫米。

可選地，按照所述電池設備的底部尺寸在所述液冷板上設計若干坑槽，所述電池設備對應置于所述坑槽中，其中，所述電池設備的底部平面度不超過0.5毫米，所述電池設備與所述液冷板焊接所接觸平面的平面度不超過0.5毫米。

可選地，在制作所述電池設備的外殼底部時設計對應的空心環帶，并在所述液冷板上增加設計對應的固定構件，以穿過所述電池設備的空心環帶將所述電池設備固定在所述液冷板上。

可選地，所述電池散熱系統還包括散熱面板，貼合在所述電池設備的至少一個側面上，以將所述電池設備的頂部熱量傳遞至所述液冷板進行冷卻。

可選地，所述散熱面板包括金屬板，和/或相變材料。

另一方面，本申請通過本申請的一實施例提供一種電池散熱方法，應用于包括電池設備和液冷板在內的電池散熱系統中，所述方法包括：