[發明專利]一種鋰離子電池熱管理系統

在審

• 申請號: 202111523621.4
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114243165A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 程旻;梁高寧;廖強;朱恂;丁玉棟;王宏
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01M10/659
• 分類號: H01M10/659;H01M10/6555;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/6568;H01M10/0525
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 盧玲

本發明公開了一種鋰離子電池熱管理系統，包括電池包外殼和鋰離子電池組，其特征在于：所述鋰離子電池組由若干電池單元通過電池連接片連接構成；在所述電池包外殼內，設置有若干拓展表面換熱器，所述拓展表面換熱器的兩側外表面設置有密集分布的肋片；肋片的外側設置有多孔導熱片，該多孔導熱片內具有豐富孔隙結構；多孔導熱片的一側緊貼電池單元；所述電池包外殼內填充相變材料，相變材料被多孔導熱片的孔隙以及肋片分割為若干個小區域，以減小相變材料導熱性能差的影響；采用拓展表面換熱器與相變材料相結合的換熱方式以實現不同環境下蓄換熱一體化和溫度可控；在拓展表面換熱器的內部開設有若干流道，該流道作為換熱工質流動通道；本發明可廣泛應用在儲能、電力、及汽車等領域。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體涉及一種鋰離子電池熱管理系統。

背景技術

由于太陽能、風能等主流新能源使用過程中存在間歇性、不連續等問題，在當今全球大力發展利用太陽能、風能的同時，儲能技術的需求也越來越高。而鋰離子電池因為擁有較高的能量密度、充放點性能好、循環壽命高等特點，適合應用于電源側儲能。但電源側儲能由于功率需求高，電池數量巨大，所以對電池的性能、安全性和壽命的要求相較于動力汽車電池而言也更高。其中電池在使用過程中的溫度變化是影響鋰離子電池性能、安全性以及壽命的重要物理量，鋰離子電池必須在適宜的溫度區間工作才能發揮出最佳的性能。因此，為了保證電池良好的使用性能、安全性和較長的使用壽命，電池的溫度必須被控制在一定范圍內。

現有鋰離子電池熱管理技術一般采用風冷或水冷的方式對電池進行散熱，散熱效率低下，難以滿足電池的散熱需求。而且現有的熱管理裝置一般是在電池包外進行熱管理，這會導致電池內部溫度均溫性差，嚴重影響電池壽命，且換熱工質的加熱或冷卻需要一定的時間，溫度控制會出現滯后現象，熱管理效果差，當冬季溫度過低時，電池存在性能下降，啟動困難等問題；同時現有熱管理裝置無蓄熱能力，停機后能量快速耗散，使得下次啟動時需要重新進行冷卻或加熱，極大的增大了能耗。因此，亟需一種新的鋰離子電池熱管理系統，以解決現有技術中存在的上述問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種鋰離子電池熱管理系統。

本發明的技術方案是：一種鋰離子電池熱管理系統，包括電池包外殼和鋰離子電池組，其特征在于：所述鋰離子電池組由若干電池單元通過電池連接片連接構成；在所述電池包外殼內，平行設置有若干拓展表面換熱器，所述拓展表面換熱器的兩側外表面設置有密集分布的肋片；肋片的外側設置有多孔導熱片，該多孔導熱片內具有豐富孔隙結構；多孔導熱片的一側緊貼電池單元；在電池包外殼內填充相變材料，相變材料被多孔導熱片的孔隙以及肋片分割為若干個小區域，以減小相變材料導熱性能差的影響；相變材料通過多孔導熱片與電池單元進行換熱，同時相變材料與拓展表面換熱器進行換熱，采用拓展表面換熱器與相變材料相結合的換熱方式以實現不同環境下蓄換熱一體化和溫度可控；在拓展表面換熱器的內部開設有若干流道，該流道作為換熱工質流動通道。

根據本發明所述的一種鋰離子電池熱管理系統的優選方案，所述電池包外殼的左、右兩端分別設置有進口聯箱和出口聯箱，所述進口聯箱和出口聯箱內充有換熱工質；所述進口聯箱和出口聯箱的內端板上分別設有若干通孔一和通孔二；進口聯箱和出口聯箱分別通過通孔一和通孔二與流道兩端聯通。

根據本發明所述的一種鋰離子電池熱管理系統的優選方案，所述進口聯箱和出口聯箱分別設置換熱工質進口和換熱工質出口，換熱工質進口和換熱工質出口通過泵與換熱工質箱連接；所述換熱工質箱對換熱工質出口流出的換熱工質溫度設定要求進行相應的冷卻或加熱后，再通過泵流回換熱工質進口，以實現換熱可控；泵的流量通過控制閥調節控制。

根據本發明所述的一種鋰離子電池熱管理系統的優選方案，使用溫度采集裝置采集肋片間隙內相變材料的溫度，在控制器內進行溫度比對，根據不同環境下采集溫度與設置溫度的不同進行相應控制。