CN105207296A - 一种锂电池均衡散热系统 - Google Patents

Abstract

一种锂电池均衡散热系统，包括相互接触的均衡电路板和绝缘导热部件、系统控制电路，均衡电路板为耐高压导热电路板，其上设置有温度监测电路以及多个均衡电路，温度监测电路的输出端与控制电路的输入端单向信号连接，均衡电路通过外部接口与锂电池模组上的电池节点对应串接，且均衡电路与系统控制电路双向信号连接。本设计具有散热能力强、散热过程可控的特点。

Description

一种锂电池均衡散热系统

技术领域

本发明属于电池管理技术领域，具体涉及一种锂电池均衡散热系统，适用于控制散热过程、提高散热能力。

背景技术

面对能源不足和环境污染的巨大压力，电动汽车越来越受人们的青睐。电动汽车以电代油，能够实现“零排放”，噪音低，是解决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源的紧张和电池技术的发展，电动汽车在性能和经济性方面已经接近甚至优于传统燃油汽车，并开始在世界范围内逐渐推广应用。

现在的电动汽车主要使用锂离子电池模组存储电能。锂电池模组的组成为：多个电池单体并联为一个节点，多个节点串联为电池模组。电池在工作中，必须使用电池管理系统对电池进行工作状态检测和管控，当电池发生电压不均衡时，必须将电压过高的电池进行放电，以保证电池的寿命，该放电的过程称为“为电池均衡”。现有的电池均衡电路在为电池均衡时发热严重，不能提高均衡电流，致使均衡时间过长。

中国专利：授权公告号为CN203691015U，授权公告日为2014年7月2日的实用新型专利公开了一种新能源汽车的均衡电阻散热系统，包括金属外壳，金属外壳下方设有绝缘导热硅胶垫，绝缘导热硅胶垫下方设有电路板且电路板上表面固接有若干均匀排布的均衡电阻，金属外壳、绝缘导热硅胶垫以及电路板互相平行，且金属外壳与绝缘导热硅胶垫紧密贴附。虽然该实用新型能有效降低了由均衡电阻发热造成的温升，但均衡电阻产生的热量是通过绝缘导热硅胶、金属外壳向外散发，该种散热方式属于被动散热，无法对该散热过程进行有效的控制，容易发生事故。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的无法控制散热过程的问题，提供一种散热过程可控的锂电池均衡散热系统。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种锂电池均衡散热系统，包括相互接触的均衡电路板、绝缘导热部件，所述均衡电路板与锂电池模组串接；

所述散热系统还包括系统控制电路，所述均衡电路板为耐高压导热电路板，其上设置有温度监测电路以及多个均衡电路；

所述温度监测电路的输出端与控制电路的输入端单向信号连接，所述均衡电路与锂电池模组上的电池节点对应串接，且均衡电路与系统控制电路双向信号连接。

所述散热系统还包括盒状散热壳体，所述均衡电路板、绝缘导热部件、系统控制电路均位于盒状散热壳体的内部，且绝缘导热部件的两面分别与均衡电路板、盒状散热壳体的内壁相接触。

所述盒状散热壳体包括盒体及与其配合的盒盖，所述均衡电路板、绝缘导热部件、系统控制电路均位于盒体内部，且绝缘导热部件与盒盖的内壁相接触。

所述盒盖上设置有热消散媒介。

所述热消散媒介为风冷或水冷式散热片。

所述盒状散热壳体的制造材料为铝合金。

所述绝缘导热部件为柔性绝缘导热部件。

所述均衡电路通过外部接口与电池节点对应串接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种锂电池均衡散热系统包括系统控制电路，均衡电路板为耐高压导热电路板，其上设置有温度监测电路以及多个均衡电路，温度监测电路的输出端与控制电路的输入端单向信号连接，均衡电路与锂电池模组上的电池节点对应串接，且均衡电路与系统控制电路双向信号连接，运行过程中，温度监测电路实时监控均衡电路板的实际温度，并将其检测值反馈给系统控制电路，系统控制电路会将该检测值与预设的温度报警值进行比较，以判断均衡电路是否继续工作，若检测值超过温度报警值，系统控制电路将会控制均衡电路停止工作，该设计实现了散热过程的主动控制，可有效避免事故的发生。因此，本发明实现了散热的主动控制。

2、本发明一种锂电池均衡散热系统中均衡电路板采用耐高压导热电路板，有利于整个电路板的均匀导热，盒状散热壳体的制造材料为导热、散热性能良好的铝合金，且盒盖上设置有热消散媒介，该设计进一步提高了散热系统的散热能力。因此，本发明的散热能力强。

附图说明

图1为本发明的分解结构示意图。

图2为本发明的系统结构框图。

图中：均衡电路板1、温度监测电路11、均衡电路12、绝缘导热部件2、系统控制电路3、盒状散热壳体4、盒体41、盒盖42、热消散媒介5、外部接口6、锂电池模组7、电池节点71。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1、图2，一种锂电池均衡散热系统，包括相互接触的均衡电路板1、绝缘导热部件2，所述均衡电路板1与锂电池模组7串接；

所述散热系统还包括系统控制电路3，所述均衡电路板1为耐高压导热电路板，其上设置有温度监测电路11以及多个均衡电路12；

所述温度监测电路11的输出端与控制电路3的输入端单向信号连接，所述均衡电路12与锂电池模组7上的电池节点71对应串接，且均衡电路12与系统控制电路3双向信号连接。

所述散热系统还包括盒状散热壳体4，所述均衡电路板1、绝缘导热部件2、系统控制电路3均位于盒状散热壳体4的内部，且绝缘导热部件2的两面分别与均衡电路板1、盒状散热壳体4的内壁相接触。

所述盒状散热壳体4包括盒体41及与其配合的盒盖42，所述均衡电路板1、绝缘导热部件2、系统控制电路3均位于盒体41内部，且绝缘导热部件2与盒盖42的内壁相接触。

所述盒盖42上设置有热消散媒介5。

所述热消散媒介5为风冷或水冷式散热片。

所述盒状散热壳体4的制造材料为铝合金。

所述绝缘导热部件2为柔性绝缘导热部件。

所述均衡电路12通过外部接口6与电池节点71对应串接。

本发明的原理说明如下：

本发明提出了一种被动散热和主动控制相结合的散热系统，具有散热能力强、散热过程可控的特点，有效解决了锂离子电池均衡工作时，由于散热不良导致无法增大均衡电流的技术问题。其具体工作原理如下：

被动散热：由于本发明中均衡电路板1、绝缘导热部件2、盒盖42、热消散媒介5依次接触，因此安装在均衡电路板1上的发热元件产生的热量可以通过均衡电路板1、绝缘导热部件2、盒盖42、热消散媒介5尽可能的散发出去，从而降低发热元件的温度。

主动控制：均衡电路板1上设置有温度监测电路11，用于实施监测均衡电路板1的实际温度，并将其检测值反馈给系统控制电路3，系统控制电路3则会将该检测值与预设的温度报警值进行比较，若检测值超过温度报警值，系统控制电路3将会控制均衡电路停止工作，使得散热系统的均衡功能终止。

均衡电路板1：采用耐高压导热电路板，不仅能够将电路板上发热元件所散发的热量有效的传导至该电路板的整个板面，而且可以耐受高压，防止击穿及漏电。

绝缘导热部件2：采用柔性绝缘导热部件，可保证均衡电路板1与盒盖42能够紧密接触，实现良好的热传递。

系统控制电路3：系统控制电路3具有均衡控制、系统内执行器件控制、内部通讯、外部通讯功能，可满足对整个系统的控制需求，且系统控制电路3还可具有外部供电、外部通讯等接口。

盒体41、盒盖42：均由具有良好导热、散热性能的铝合金材料制成，可将绝缘导热部件2传递的热量散发出去，同时，它们配合形成的盒状结构可起到整个系统的安装和固定作用，以保证整个系统的稳定性。

热消散媒介5：用于将盒盖42的热量进行进一步的耗散，以确保整个系统的温度能够进一步降低。当热消散媒介5采用风冷式散热片时，可由系统控制电路3根据反馈的温度检测值来控制风扇的启动，进行风力散热。在设计时，可根据系统的实际散热需求确定是否安装此结构。

当锂电池模组的电池节点过多时，可以使用多个本散热系统分别工作，共同完成均衡散热。

实施例1：

参见图1、图2，一种锂电池均衡散热系统，包括均衡电路板1、绝缘导热部件2、系统控制电路3、盒状散热壳体4，所述均衡电路板1为耐高压导热电路板，其上设置有温度监测电路11以及多个均衡电路12，所述温度监测电路11的输出端与控制电路3的输入端单向信号连接，所述均衡电路12通过外部接口6与锂电池模组7上的电池节点71对应串接，且均衡电路12与系统控制电路3双向信号连接，所述绝缘导热部件2为柔性绝缘导热部件，所述盒状散热壳体4的制造材料为铝合金，包括盒体41及与其配合的盒盖42，均衡电路板1、绝缘导热部件2、系统控制电路3均位于盒体41内部，且均衡电路板1通过绝缘导热部件2与盒盖42的内壁相接触。

实施例2：

同实施例1，不同之处在于：

所述盒盖42上设置有热消散媒介5，且该热消散媒介5为风冷式散热片。

实施例3：

同实施例2，不同之处在于：所述热消散媒介5为水冷式散热片。

Claims (8)

1.一种锂电池均衡散热系统，包括相互接触的均衡电路板（1）、绝缘导热部件（2），所述均衡电路板（1）与锂电池模组（7）串接，其特征在于：

所述散热系统还包括系统控制电路（3），所述均衡电路板（1）为耐高压导热电路板，其上设置有温度监测电路（11）以及多个均衡电路（12）；

所述温度监测电路（11）的输出端与控制电路（3）的输入端单向信号连接，所述均衡电路（12）与锂电池模组（7）上的电池节点（71）对应串接，且均衡电路（12）与系统控制电路（3）双向信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池均衡散热系统，其特征在于：所述散热系统还包括盒状散热壳体（4），所述均衡电路板（1）、绝缘导热部件（2）、系统控制电路（3）均位于盒状散热壳体（4）的内部，且绝缘导热部件（2）的两面分别与均衡电路板（1）、盒状散热壳体（4）的内壁相接触。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池均衡散热系统，其特征在于：所述盒状散热壳体（4）包括盒体（41）及与其配合的盒盖（42），所述均衡电路板（1）、绝缘导热部件（2）、系统控制电路（3）均位于盒体（41）内部，且绝缘导热部件（2）与盒盖（42）的内壁相接触。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池均衡散热系统，其特征在于：所述盒盖（42）上设置有热消散媒介（5）。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池均衡散热系统，其特征在于：所述热消散媒介（5）为风冷或水冷式散热片。

6.根据权利要求2所述的一种锂电池均衡散热系统，其特征在于：所述盒状散热壳体（4）的制造材料为铝合金。

7.根据权利要求1–6中任一项所述的一种锂电池均衡散热系统，其特征在于：所述绝缘导热部件（2）为柔性绝缘导热部件。

8.根据权利要求1–6中任一项所述的一种锂电池均衡散热系统，其特征在于：所述均衡电路（12）通过外部接口（6）与电池节点（71）对应串接。