CN105609894A - 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包 - Google Patents

一种利用相变材料参与热管理的锂电池包 Download PDF

Info

Publication number
CN105609894A
CN105609894A CN201511013793.1A CN201511013793A CN105609894A CN 105609894 A CN105609894 A CN 105609894A CN 201511013793 A CN201511013793 A CN 201511013793A CN 105609894 A CN105609894 A CN 105609894A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
change material
lithium battery
lithium
lithium cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201511013793.1A
Other languages
English (en)
Inventor
杨诗军
何帅强
曹鹏飞
万继林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Camel Group New Energy Battery Co Ltd
Original Assignee
Camel Group New Energy Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Camel Group New Energy Battery Co Ltd filed Critical Camel Group New Energy Battery Co Ltd
Priority to CN201511013793.1A priority Critical patent/CN105609894A/zh
Publication of CN105609894A publication Critical patent/CN105609894A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明的名称为一种利用相变材料参与热管理的锂电池包。属于锂电池包技术领域。它主要是解决现有锂电池包存在工作时温度超出最佳工作温度范围和单体电池温差较大的问题。它的主要特征是：包括锂电芯组及电池箱体，锂电芯组的各锂电芯固定排布于电池箱体内；所述的各锂电芯外均包覆有相变材料封装体。本发明在传统锂电池包热管理基础上引入相变储能材料，利用相变材料发生相变时的潜热值高的特点，使其吸收锂电芯在充放电过程中释放出来的热量，实现对锂电池工作温度以及锂电芯之间温差的有效控制。本发明具有利用相变材料参与热管理、能有效控制锂电池的工作温度和降低各锂电芯间温差的特点，主要用于利用相变材料参与热管理的锂电池包。

Description

一种利用相变材料参与热管理的锂电池包
技术领域
本发明属于锂电池包技术领域。涉及利用相变材料参与热管理的锂电池包，特别是涉及一种使用相变材料或者使用相变材料和强制冷却配合进行热管理的锂电池包。
背景技术
锂电池组在长时间较大倍率充放电的过程中往往会释放大量的热量，锂电池组最佳工作温度区间为20-40℃，如果锂电池组不能及时将自身生成的热释放出去，将会导致锂电池温度超出其最佳工作温度范围，并且锂电池组内的单体电池的温度差也会增加，温度差超过5℃亦会对电池性能和寿命造成不良影响。综上，对锂电池组进行热管理势在必行。传统的热管理方式主要是自然冷却、风冷及液冷等方式。但是，传统热管理模式往往会使温度不能有效地降下来或者电池间的温差过大。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，通过使用相变储能材料，使其参与到锂电池包的热管理中，利用相变材料相变潜热值高的特点，进而吸收大量热量保证锂电池的工作温度得到有效控制；同时，通过合理设置相变材料与锂电池本体的接触形式确保电池温度的差值得到控制。
本发明的技术解决方案是：一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，包括锂电芯组及电池箱体，锂电芯组的各锂电芯固定排布于电池箱体内，其特征在于：所述的各锂电芯外均包覆有相变材料封装体。
本发明的技术解决方案中所述的各锂电芯在电池箱体内呈纵向倾斜排列；在电池箱体一侧面与相邻一列锂电芯形成较大空间的电池箱体一端面下部连接有风机，在电池箱体另一端两侧的上部连接有出气管道。
本发明的技术解决方案中还包括设有冷却液进口、冷却液出口的液套，液套的高度与相变材料封装体的高度相同，液套沿相变材料封装体各表面环绕分布，且液套表面与相变材料封装体外表面相接触。
本发明的技术解决方案中所述的相变材料封装体为改性石蜡封装体，其中的改性石蜡为含泡沫铝或者膨胀石墨、热导率为0.24~70W/(m·K)的石蜡，相变温度是30-40℃。
本发明的技术解决方案中所述的改性石蜡封装在PVC套中，PVC套为与锂电芯形状一致的槽形结构；锂电芯外表面与PVC套内表面接触。
本发明的技术解决方案中所述的液套内有由水和乙二醇混合而成的介质，水与乙二醇的比例是1:2~2:1。
本发明的技术解决方案中所述的电池箱体一侧面与相邻一列锂电芯形成的夹角为1-30°。
本发明的技术解决方案中所述的远风机侧的出气管道管径大于近风机侧的出气管道管径。
本发明由于在现有由锂电芯组及电池箱体构成的锂电池包的基础上，将电池箱体内的各锂电芯外均包覆有相变材料封装体，还可在电池箱体上增设冷却装置，介入强制风冷或液冷，因而锂电芯工作时候放出来的热量会直接传导给相变材料封装体，直到其温度达到相变温度，在这一温度点附近相变材料发生相变，相变材料可以吸收大量的热量，且其温度长时间保持在相变点温度附近，确保了锂电芯表面的温度较长时间被控制在相变点温度附近，另外，相变材料的使用还可以缩小锂电芯以及锂电池组的温差。本发明具有利用相变材料参与热管理、能有效控制锂电池的工作温度和降低各锂电芯间温差的特点。本发明主要用于利用相变材料参与热管理的锂电池包。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明实施例2的俯视图。
图4为本发明实施例3的结构示意图。
图中：1、锂电芯，2、相变材料封装体，3、电池箱体，21、风机，22、出气管道，31、液套，Qin、冷却气流进气口，Qout1、第一冷却气流出气口，Qout2、第二冷却气流出气口，Lin、冷却液进口，Lout、冷却液出口。
具体实施方式
实施例1如图1所示。实施例1包括锂电芯组及电池箱体3，电池箱体3为矩形，锂电芯组的各锂电芯1呈3列固定排布于电池箱体内。各锂电芯1外均包覆有相变材料封装体2。相变材料封装体2为改性石蜡封装体，其中的改性石蜡为含泡沫铝或者膨胀石墨、热导率为0.24~70W/m·K的石蜡，相变温度是30-40℃。改性石蜡封装在PVC壳体中，PVC壳体为与锂电芯1形状一致的槽形结构，壳体内凹包覆锂电芯1，锂电芯1外表面与PVC壳体内凹面接触。锂电芯1充放电的时候放出的热量首先传递给相变材料封装体2的PVC壳壁，PVC壳壁再将热量传递给相变材料封装体2内部封装的改性石蜡，相变材料温度升高直至达到相变温度附近，这时候相变材料发生相变，巨大的相变潜热会使得相变材料较长时间保持在相变点温度附近，实现对锂电芯的温控。
实施例2如图2、3所示。实施例2与实施例1不同的一是各锂电芯1在电池箱体内呈纵向倾斜排列；二是在电池箱体3一侧面与相邻一列锂电芯形成较大空间的电池箱体一端面下部连接有风机21，在电池箱体3另一端两侧的上部连接有出气管道22。风机21的出风口与电池箱体3上的冷却气流进气口Qin连接，远风机侧的出气管道与电池箱体3上的第二冷却气流出气口Qout2连接，近风机侧的出气管道与电池箱体3上的第一冷却气流出气口Qout1连接，远风机侧的出气管道管径大于近风机侧的出气管道管径。电池箱体3一侧面与相邻一列锂电芯形成的夹角为1-30°。锂电芯组以一定角度斜着固定排布于电池箱体3上，锂电芯1长方向垂直于风机21来流布置，风机21还会送进冷却气流对相变材料封装体2的外表面进行强制风冷，确保了相变材料热饱和以后还可以继续对锂电芯1进行有效的热管理。第二冷却气流出气口Qout2孔径大、第一冷却气流出气口Qout1孔径小，可控制电池箱体3内部的冷却气流，保证锂电芯1间的温差不至过大。
实施例3如图4所示。实施例2与实施例1不同的是还包括设有冷却液进口、冷却液出口的液套31，液套31的高度与相变材料封装体2的高度相同，液套31沿相变材料封装体2各表面环绕分布，且液套31表面与相变材料封装体2外表面相接触。电池箱体3上设有冷却液进口Lin和冷却液出口Lout，液套31的进口、出口分别与冷却液进口Lin和冷却液出口Lout连接。液套内有由水和乙二醇混合而成的介质，水与乙二醇的比例是1:2~2:1。冷却液会由冷却液进口Lin进入液套31内，液套31与相变材料封装体2接触，相变材料封装体2会将热量传递给液套31，液套31内的冷却液会将热量携带走由冷却液出口Lout流出电池箱体3。此种热管理方式与实施例2的热管理方式相似，都由相变材料和强制冷却相配合进行锂电池包的热管理，能确保锂电芯1温度受控的同时，保证了锂电芯1组的温差控制。

Claims (8)

1.一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，包括锂电芯组及电池箱体，锂电芯组的各锂电芯固定排布于电池箱体内，其特征在于：所述的各锂电芯外均包覆有相变材料封装体。
2.根据权利要求1所述的一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，其特征在于：所述的各锂电芯在电池箱体内呈纵向倾斜排列；在电池箱体一侧面与相邻一列锂电芯形成较大空间的电池箱体一端面下部连接有风机，在电池箱体另一端两侧的上部连接有出气管道。
3.根据权利要求1所述的一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，其特征在于：还包括设有冷却液进口、冷却液出口的液套，液套的高度与相变材料封装体的高度相同，液套沿相变材料封装体各表面环绕分布，且液套表面与相变材料封装体外表面相接触。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，其特征在于：所述的相变材料封装体为改性石蜡封装体，其中的改性石蜡为含泡沫铝或者膨胀石墨、热导率为0.24~70W/(m·K)的石蜡，相变温度是30-40℃。
5.根据权利要求4所述的一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，其特征在于：所述的改性石蜡封装在PVC套中，PVC套为与锂电芯形状一致的槽形结构；锂电芯外表面与PVC套内表面接触。
6.根据权利要求3所述的一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，其特征在于：所述的液套内有由水和乙二醇混合而成的介质，水与乙二醇的比例是1:2~2:1。
7.根据权利要求2所述的一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，其特征在于：所述的电池箱体一侧面与相邻一列锂电芯形成的夹角为1-30°。
8.根据权利要求2所述的一种利用相变材料参与热管理的锂电池包，其特征在于：所述的远风机侧的出气管道管径大于近风机侧的出气管道管径。
CN201511013793.1A 2015-12-31 2015-12-31 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包 Pending CN105609894A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511013793.1A CN105609894A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511013793.1A CN105609894A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105609894A true CN105609894A (zh) 2016-05-25

Family

ID=55989560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511013793.1A Pending CN105609894A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105609894A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105826634A (zh) * 2016-06-01 2016-08-03 广东工业大学 一种动力电池系统
CN106058377A (zh) * 2016-08-15 2016-10-26 系统电子科技（镇江）有限公司 一种相变储能冷却的电池模组
CN106785193A (zh) * 2016-12-06 2017-05-31 佛山科学技术学院 一种基于相变材料与风冷的电池检测散热装置及方法
CN106816667A (zh) * 2017-03-08 2017-06-09 苏州安靠电源有限公司 非浸泡式液冷安全电池包
CN107437643A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 纽安（常州）新能源技术有限公司 电动汽车锂电包用多式相变热衡系统
CN107611289A (zh) * 2017-09-22 2018-01-19 国网吉林省电力有限公司松原供电公司 具有相变材料的锂电池
CN109599518A (zh) * 2018-12-11 2019-04-09 江苏金坛绿能新能源科技有限公司 动力电池箱体结构
CN110112503A (zh) * 2019-05-10 2019-08-09 湘潭大学 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包
CN110911779A (zh) * 2019-12-03 2020-03-24 西安电子科技大学芜湖研究院 一种锂电池包混合散热装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101340012A (zh) * 2008-06-20 2009-01-07 重庆大学 一种混合动力汽车用镍氢电池组包热阻的散热系统
CN101510593A (zh) * 2009-03-20 2009-08-19 徐敖奎 一种锂电池包温控外壳
CN102969545A (zh) * 2012-11-29 2013-03-13 吉林大学 一种锂离子动力电池液体冷却装置
CN203690446U (zh) * 2014-01-02 2014-07-02 中国矿业大学 一种基于脉动热管的电池热管理系统
US20150236386A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 Intramicron, Inc. Thermal Management Systems for Energy Storage Cells Having High Charge/Discharge Currents and Methods of Making and Using Thereof
CN205429110U (zh) * 2015-12-31 2016-08-03 骆驼集团新能源电池有限公司 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101340012A (zh) * 2008-06-20 2009-01-07 重庆大学 一种混合动力汽车用镍氢电池组包热阻的散热系统
CN101510593A (zh) * 2009-03-20 2009-08-19 徐敖奎 一种锂电池包温控外壳
CN102969545A (zh) * 2012-11-29 2013-03-13 吉林大学 一种锂离子动力电池液体冷却装置
CN203690446U (zh) * 2014-01-02 2014-07-02 中国矿业大学 一种基于脉动热管的电池热管理系统
US20150236386A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 Intramicron, Inc. Thermal Management Systems for Energy Storage Cells Having High Charge/Discharge Currents and Methods of Making and Using Thereof
CN205429110U (zh) * 2015-12-31 2016-08-03 骆驼集团新能源电池有限公司 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107437643A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 纽安（常州）新能源技术有限公司 电动汽车锂电包用多式相变热衡系统
CN105826634A (zh) * 2016-06-01 2016-08-03 广东工业大学 一种动力电池系统
CN106058377A (zh) * 2016-08-15 2016-10-26 系统电子科技（镇江）有限公司 一种相变储能冷却的电池模组
CN106785193A (zh) * 2016-12-06 2017-05-31 佛山科学技术学院 一种基于相变材料与风冷的电池检测散热装置及方法
CN106785193B (zh) * 2016-12-06 2019-12-06 佛山科学技术学院 一种基于相变材料与风冷的电池检测散热装置及方法
CN106816667A (zh) * 2017-03-08 2017-06-09 苏州安靠电源有限公司 非浸泡式液冷安全电池包
CN107611289A (zh) * 2017-09-22 2018-01-19 国网吉林省电力有限公司松原供电公司 具有相变材料的锂电池
CN109599518A (zh) * 2018-12-11 2019-04-09 江苏金坛绿能新能源科技有限公司 动力电池箱体结构
CN110112503A (zh) * 2019-05-10 2019-08-09 湘潭大学 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包
CN110911779A (zh) * 2019-12-03 2020-03-24 西安电子科技大学芜湖研究院 一种锂电池包混合散热装置
CN110911779B (zh) * 2019-12-03 2022-08-02 西安电子科技大学芜湖研究院 一种锂电池包混合散热装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105609894A (zh) 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包
CN208986137U (zh) 一种基于热管技术的电动汽车电池包散热装置
CN202758989U (zh) 一种包含多介质冷却源的电池系统
CN101738120B (zh) 一种显热-潜热复合储热器
CN106450119A (zh) 电池模组及其制备方法及电池组件
CN205452476U (zh) 一种具有相变热缓冲功能的圆柱形锂电池
CN205376685U (zh) 一种冷却式电源模块
CN109346784A (zh) 一种吸收式直冷/热型电池热管理系统及其工作方法
CN205429110U (zh) 一种利用相变材料参与热管理的锂电池包
CN106711358A (zh) 一种锂离子电池包散热系统
CN106229579B (zh) 一种电池管理独立自动降温系统
CN108808160A (zh) 用于冷却动力电池的高强度传热结构
CN103762396B (zh) 一种基于脉动热管的电池热管理系统
CN203398226U (zh) 一种具有高效散热功能的电池
CN104993184A (zh) 一种动力电池及其冷却系统
CN206451749U (zh) 空冷、液冷与相变材料冷却方式结合的锂离子电池箱体
CN209641779U (zh) 一种基于圆柱电池热管理的双通道风冷相变一体化散热器
CN205488300U (zh) 一种锂电池组的安全防护装置
CN107681228A (zh) 一种高倍率锂离子动力电池模组热管液冷散热装置
WO2024061197A1 (zh) 一种电池及运输工具
Kermani et al. Hybrid battery thermal management systems based on phase transition processes: A comprehensive review
CN206820042U (zh) 一种新能源汽车用石墨烯动力电池
CN109273797A (zh) 一种基于相变材料和热管协同散热的电池模组热管理装置
CN210120214U (zh) 一种动力电池散热装置
CN208904088U (zh) 一种电池模组及其承载壳体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160525