CN106058377A - 一种相变储能冷却的电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种相变储能冷却的电池模组，包括若干串联设置的电芯模组，电芯模组包括壳体和设置在壳体中的若干电芯，所述电芯以4个为一组呈品字形分布，每组电芯中心处穿插设有一根薄壁膨胀铝管，薄壁膨胀铝管为一端开口的中空圆柱体结构，薄壁膨胀铝管填充有复合材料，薄壁膨胀铝管的开头管通过堵头进行密封，所述复合材料由石蜡和膨胀石墨组成，石蜡属于PCM材料，具有比较高的单位质量相变潜热，在电池运行温度范围内也具有高的溶化温度，且具有较低的成本，但是纯石蜡导热性差，所以加入了膨胀石墨来改善导热率，加大自然对流冷却效果。

Description

一种相变储能冷却的电池模组
技术领域
本发明涉及一种电池模组，特别涉及一种采用相变储能方式进行冷却的电池模组。
背景技术
现今电池组在热管理上一般采用强制风冷或者液体冷却，但是该类系统由于需要一些如风机、泵、换热器、加热器、管线以及其它一些附件而使得结构过于庞大复杂，同时它也消耗电池能量、降低了电池的功率密度和能量密度。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种相变储能冷却的电池模组，结构简单，耗能小，成本低。
具体的技术方案如下：
一种相变储能冷却的电池模组，包括若干串联设置的电芯模组，电芯模组包括壳体和设置在壳体中的若干电芯，所述电芯以4个为一组呈品字形分布，每组电芯中心处穿插设有一根薄壁膨胀铝管，薄壁膨胀铝管为一端开口的中空圆柱体结构，薄壁膨胀铝管填充有复合材料，薄壁膨胀铝管的开头管通过堵头进行密封，所述复合材料由石蜡和膨胀石墨组成。
上述一种相变储能冷却的电池模组，其中，所述石蜡和膨胀石墨的重量份数比为：(8-15)：(0.1-3)。
上述一种相变储能冷却的电池模组，其中，所述薄壁膨胀铝管的两端夹装若干铝翅片。
上述一种相变储能冷却的电池模组，其中，所述薄壁膨胀铝管包括同轴设置的外层管和内层管，外层管为薄壁铝管，其壁厚为1-2mm，内层管包括第一连接片和第二连接片，第一连接片为长方形结构，第二连接条片的截面形状为等腰梯形，第一连接片与第二连接片交替设置形成圆环形结构的膨胀管，复合材料填充至内层管中。
本发明的有益效果为：
本发明电芯中插入薄壁膨胀铝管，在薄壁膨胀铝管一端往管中填充一定配比的石蜡和膨胀石墨复合材料，然后用堵头将端口封上，其中石蜡属于PCM材料，具有比较高的单位质量相变潜热，在电池运行温度范围内也具有高的溶化温度，且具有较低的成本，但是纯石蜡导热性差，所以加入了膨胀石墨来改善导热率。
薄壁膨胀铝管包括同轴设置的外层管和内层管，充分利用了膨胀石墨受热瞬间体积增大的特性，当薄壁膨胀铝管受热时，内层管拉伸开来，与外层管紧密贴合，更加节能环保。
壁膨胀铝管两端夹装若干铝翅片，一方面将所有铝管连接到一起，均化整个系统的温度，减小温差，另一方面通过翅片的特性，加大自然对流冷却效果。
附图说明
图1为本发明结构图。
图2为本发明电芯模组图。
图3为本发明壁膨胀铝管剖视图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
附图标记
电芯模组1、壳体2、电芯3、薄壁膨胀铝管4、堵头5、外层管6和内层管7、第一连接片8、第二连接片9、铝翅片10。
实施例一
如图所示一种相变储能冷却的电池模组，包括若干串联设置的电芯模组1，电芯模组包括壳体2和设置在壳体中的若干电芯3，所述电芯以4个为一组呈品字形分布，每组电芯中心处穿插设有一根薄壁膨胀铝管4，薄壁膨胀铝管为一端开口的中空圆柱体结构，薄壁膨胀铝管填充有复合材料，薄壁膨胀铝管的开头管通过堵头5进行密封，所述复合材料由石蜡和膨胀石墨组成，所述薄壁膨胀铝管包括同轴设置的外层管6和内层管7，外层管为薄壁铝管，其壁厚为1-2mm，内层管包括第一连接片8和第二连接片9，第一连接片为长方形结构，第二连接条片的截面形状为等腰梯形，第一连接片与第二连接片交替设置形成圆环形结构的膨胀管，复合材料填充至内层管中，所述薄壁膨胀铝管的两端夹装若干铝翅片10，所述石蜡和膨胀石墨的重量份数比为12：1.7。
实施例二
如实施例一所述结构的一种相变储能冷却的电池模组，区别在于，所述石蜡和膨胀石墨的重量份数比为10：1.53。
实施例三
如实施例一所述结构的一种相变储能冷却的电池模组，区别在于，所述石蜡和膨胀石墨的重量份数比为13.5：2.6。
实施例四
如实施例一所述结构的一种相变储能冷却的电池模组，区别在于，所述石蜡和膨胀石墨的重量份数比为9.2：0.7。
本发明电芯中插入薄壁膨胀铝管，在薄壁膨胀铝管一端往管中填充一定配比的石蜡和膨胀石墨复合材料，然后用堵头将端口封上，其中石蜡属于PCM材料，具有比较高的单位质量相变潜热，在电池运行温度范围内也具有高的溶化温度，且具有较低的成本，但是纯石蜡导热性差，所以加入了膨胀石墨来改善导热率。
薄壁膨胀铝管包括同轴设置的外层管和内层管，充分利用了膨胀石墨受热瞬间体积增大的特性，当薄壁膨胀铝管受热时，内层管拉伸开来，与外层管紧密贴合，更加节能环保。
壁膨胀铝管两端夹装若干铝翅片，一方面将所有铝管连接到一起，均化整个系统的温度，减小温差，另一方面通过翅片的特性，加大自然对流冷却效果。

Claims (4)

1.一种相变储能冷却的电池模组，其特征为，包括若干串联设置的电芯模组，电芯模组包括壳体和设置在壳体中的若干电芯，所述电芯以4个为一组呈品字形分布，每组电芯中心处穿插设有一根薄壁膨胀铝管，薄壁膨胀铝管为一端开口的中空圆柱体结构，薄壁膨胀铝管填充有复合材料，薄壁膨胀铝管的开头管通过堵头进行密封，所述复合材料由石蜡和膨胀石墨组成。
2.如权利要求1所述的一种相变储能冷却的电池模组，其特征为，所述石蜡和膨胀石墨的重量份数比为：(8-15)：(0.1-3)。
3.如权利要求1所述的一种相变储能冷却的电池模组，其特征为，其中，所述薄壁膨胀铝管的两端夹装若干铝翅片。
4.如权利要求1所述的一种相变储能冷却的电池模组，其特征为，所述薄壁膨胀铝管包括同轴设置的外层管和内层管，外层管为薄壁铝管，其壁厚为1-2mm，内层管包括第一连接片和第二连接片，第一连接片为长方形结构，第二连接条片的截面形状为等腰梯形，第一连接片与第二连接片交替设置形成圆环形结构的膨胀管，复合材料填充至内层管中。
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