一種動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動力電池溫度控制領(lǐng)域，特別是涉及一種動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電池是電動汽車的重要組成部分，其工作狀態(tài)的好壞直接影響整車的安全性和經(jīng)濟性，而電池組的性能與溫度密切相關(guān)。如果電池組在高溫情況下得不到及時通風(fēng)散熱，將會導(dǎo)致電池組溫度過高或溫度分布不均勻，最終將降低電池的充放電循環(huán)效率，影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴重時還將導(dǎo)致熱失控，影響電池的安全性和可靠性。
[0003]目前，電池組的散熱方式主要有空氣冷卻法、液體冷卻法、相變材料冷卻法和熱管冷卻法等?？諝饫鋮s法結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但在大負荷下散熱效果無法達到要求；液體冷卻法能有效冷卻電池組和實現(xiàn)電池間溫度分布均勻，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和質(zhì)量較大；相變材料冷卻法結(jié)構(gòu)簡單，有較好的熱緩沖作用，但只能在相變溫度范圍內(nèi)起作用，大負荷條件下散熱效果不理想；熱管冷卻法能夠有效地解決電池組散熱問題，但系統(tǒng)復(fù)雜，且熱管單向傳熱，難以對電池組加熱。
[0004]中國專利文獻CN103138029A，在2013年6月5日，公開了一種混合動力汽車中鋰電池的熱管理系統(tǒng)，采用將相變材料設(shè)置在電池端面上的方式進行散熱。相變材料冷卻結(jié)構(gòu)簡單，有較好的熱緩沖效果，但是當(dāng)其發(fā)生相變?nèi)诨瘯r，導(dǎo)熱率很低，不但不能起到散熱作用，反而會增大熱阻，阻礙熱量的散出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在自然對流條件下能夠達到較好的冷卻效果。
[0006]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)，所述鋰離子電池包括至少一個電池組，每個所述電池組包括多個前后并排設(shè)置的矩形鋰離子電池單體，該熱管理系統(tǒng)包括翅片和相變材料，在每個所述鋰離子電池單體的前后兩個端面上各設(shè)有一個所述翅片，在每個所述鋰離子電池單體的左右兩側(cè)各形成有一密封空間，所述密封空間由所述鋰離子電池單體和與其對應(yīng)的兩個所述翅片以及一個擋板圍成，所述擋板與兩個所述翅片固接，所述翅片設(shè)有伸出在所述擋板之外的外伸部；在所述密封空間內(nèi)填充有所述相變材料。
[0007]所述翅片為矩形鋁片或銅片。
[0008]所述相變材料是石蠟。
[0009]所述擋板是采用鋁或銅制成的。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:采用翅片散熱與相變材料散熱相結(jié)合的方式，并采用將相變材料密封在電池兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，使相變材料在融化為液體后，不會增大電池?zé)嶙?，阻礙電池散熱，使本發(fā)明在自然對流條件下能夠達到較好的冷卻效果，不需要消耗額外的能量。當(dāng)外界環(huán)境溫度較低時，相變材料還可以起到加熱、保溫的作用。本發(fā)明采用相變材料填充翅片間的局部間隙，不但能滿足散熱要求，而且能夠減小系統(tǒng)的重量，節(jié)約材料。并且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，不需要太多設(shè)備。
【附圖說明】
[0011 ] 圖1為本發(fā)明的俯視圖；
[0012]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0013]圖中:1、鋰離子電池單體，2、相變材料，3、翅片，4、擋板。
【具體實施方式】
[0014]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0015]請參閱圖1?圖2，一種動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)，所述鋰離子電池包括至少一個電池組，每個所述電池組包括多個前后并排設(shè)置的矩形鋰離子電池單體1，該熱管理系統(tǒng)包括翅片3和相變材料2 ;在每個所述鋰離子電池單體1的前后兩個端面上各設(shè)有一個所述翅片3，在每個所述鋰離子電池單體1的左右兩側(cè)各形成有一密封空間，所述密封空間由所述鋰離子電池單體1和與其對應(yīng)的兩個所述翅片3以及一個擋板4圍成，所述擋板4與兩個所述翅片3固接，所述翅片3設(shè)有伸出在所述擋板4之外的外伸部；在所述密封空間內(nèi)填充有所述相變材料2。以防止相變材料吸熱融化時發(fā)生泄漏。
[0016]在本實施例中，所述翅片3采用是采用具有高熱導(dǎo)率的鋁或銅制成，并采用矩形結(jié)構(gòu)。與電池的接觸面積大，有助于提高電池組的溫度分布均勻性。翅片伸出電池的兩側(cè)邊緣，用于與空氣自然對流散熱。所述相變材料2可以是石蠟或者是相變溫度較低、潛熱較大的其它材料。相變材料放置在電池組的兩側(cè)，用來輔助散熱。所述擋板4采用鋁或銅制成，用來密封相變材料和導(dǎo)出相變材料里的熱量，加快散熱。
[0017]本發(fā)明的工作原理:
[0018]在電池低倍率放電時，鋰離子電池單體1與翅片3發(fā)生對流，將產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給翅片3。翅片3熱導(dǎo)率較高，能夠快速的將熱量傳輸?shù)狡渫馍觳?，翅片的外伸部與空氣發(fā)生自然對流散熱。
[0019]在電池放電倍率較高時，鋰離子電池單體1產(chǎn)生的熱量較多，翅片3導(dǎo)出的熱量少于電池產(chǎn)生的熱量，翅片3出現(xiàn)熱飽和，此時相變材料2與翅片3發(fā)生對流，吸收熱量，并以顯熱的形式儲存，減少翅片的熱負荷。當(dāng)達到相變溫度時，相變材料發(fā)生相變。當(dāng)外界環(huán)境溫度較低時，相變材料還可以起到對鋰離子電池單體1進行加熱和保溫的作用。因此，相變材料2對電池散熱具有較好的熱緩沖效果。
[0020]本發(fā)明選用翅片結(jié)構(gòu)，是因為翅片散熱面積較大，導(dǎo)熱系數(shù)高，將其設(shè)置在鋰離子電池單體的前后兩個端面上，當(dāng)電池組放電倍率不高時，翅片可以快速的將熱量散出，而且能夠使電池具有較好的溫度均勻性。
[0021]在自然對流條件下，在電池高放電率時，單一的翅片冷卻很難將電池的溫度控制在合適的溫度范圍內(nèi)，本發(fā)明結(jié)合相變材料冷卻，利用相變材料的熱緩沖效果，采用在電池兩側(cè)形成密封空間，將相變材料填充至密封空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)㈦姵氐臏囟瓤刂圃谧罴褱囟确秶?20°C -50°C )內(nèi)。
[0022]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)，所述鋰離子電池包括至少一個電池組，每個所述電池組包括多個前后并排設(shè)置的矩形鋰離子電池單體，其特征在于，該熱管理系統(tǒng)包括翅片和相變材料，在每個所述鋰離子電池單體的前后兩個端面上各設(shè)有一個所述翅片，在每個所述鋰離子電池單體的左右兩側(cè)各形成有一密封空間，所述密封空間由所述鋰離子電池單體和與其對應(yīng)的兩個所述翅片以及一個擋板圍成，所述擋板與兩個所述翅片固接，所述翅片設(shè)有伸出在所述擋板之外的外伸部；在所述密封空間內(nèi)填充有所述相變材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述翅片為矩形鋁片或銅片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述相變材料是石蠟。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述擋板是采用鋁或銅制成的。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動力汽車中鋰離子電池的熱管理系統(tǒng)，所述鋰離子電池包括至少一個電池組，每個所述電池組包括多個前后并排設(shè)置的矩形鋰離子電池單體，其特征在于，該熱管理系統(tǒng)包括翅片和相變材料，在每個所述鋰離子電池單體的前后兩個端面上各設(shè)有一個所述翅片，在每個所述鋰離子電池單體的左右兩側(cè)各形成有一密封空間，所述密封空間由所述鋰離子電池單體和與其對應(yīng)的兩個所述翅片以及一個擋板圍成，所述擋板與兩個所述翅片固接；在所述密封空間內(nèi)填充有所述相變材料。本發(fā)明在自然對流下即可將電池的溫度控制在合適的范圍內(nèi)，達到好的冷卻效果，不需要消耗額外的能量。并且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，不需要太多設(shè)備。
【IPC分類】H01M10/63, H01M10/60, H01M10/6551, H01M10/625, H01M10/653
【公開號】CN105406152
【申請?zhí)枴緾N201510881673
【發(fā)明人】王世學(xué), 張靜靜, 高明, 謝添璽, 張志剛
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月3日