CN112635894A - 一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，包括电池包、电池包箱体（7）、温度控制装置、特制的铝热管（9）、相变材料、液冷板（15）、液冷管道、风机（2）和电池包安全装置。所述电池包内设置多个电池模组（8）并排呈扇形排列；每个电池模组安装有多个电池单体；铝热管设置在电池单体之间，所述电池包上、下面均设置有液冷板。所述电池包箱体长度方向两侧设置有进风口（1）和出风口（20）。所述电池模组内部电池单体间隙中交错填充石蜡/石墨相变材料。在所述电池包箱体周边设置了由液压阻尼器、弧形钢片弹簧和支撑板组成的电池包安全装置。本发明系统散热效果明显，安全性及实用性较高。适合于电动汽车动力电池包使用。

Description

一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统
技术领域
本发明涉及一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，属于动力电池热管理领域。
背景技术
近年来，随着机动车保有量的快速增长，车辆尾气导致的大气污染日益加剧，石油作为机动车的必要能源，其燃烧时产生的二氧化硫、二氧化氮等污染物严重危害大气环境。为了缓解这一问题，大力倡导新能源电动汽车是未来汽车行业发展的必然趋势。纯电动汽车作为传统汽车行业转向新能源市场的领军者，在新能源汽车领域占据着举足轻重的地位。锂离子动力电池包是纯电动汽车的核心，因其比能量大、无记忆效应、无污染、低维护性及高循环寿命等特点受到纯电动汽车（EV，Electric Vehicle）行业的青睐，成为EV首选的动力来源。
电池单体通常通过串联或并联的组成大型动力电池包应用于实车中，锂离子动力电池包在充放电过程中会产生大量的热，如果这些热量没有通过有效的散热途径排出电池外部，电池的整体温度会迅速上升，影响电池的循环寿命和电池容量，严重时还会引起火灾、爆炸等安全事故。锂离子动力电池包的整体工作温度应控制在20~45℃最为合适，且电池单体间的最大温差应控制在5℃以下，而对电池包进行散热是控制电池包最高温度和最大温差的有效途径。在服役工况下，锂离子动力电池的各项性能对温度的变化十分敏感，目前市场上的锂离子电池包其散热性能不高，对锂离子电池的寿命和安全性均造成很大的影响。高温环境下（高于40℃）电池容易发生老化、容量降低，严重影响其安全性及使用寿命，低温下（低于0℃）对锂离子动力电池包性能的影响也很大，-20℃下的充电效率只有15℃时的65％，在低温下电池的容量骤减，电池老化严重，且市场上针对锂离子电池包加热法的效果有限，所以在低温下如何对锂离子动力电池包加热已成为动力电池行业亟待解决的问题之一，特别是在寒冷地区推广新能源电动汽车。
发明内容
本发明的目的是，针对锂离子动力电池包在充/放电时电池内部温度过高、散热不均匀、传热效率低以及电池在低温工况下充电难、电池容量下降等问题提供了一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，该系统兼顾防碰撞安全性能。
本发明的技术方案如下，一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，包括电池包箱体7、电池模组8、电池模组橡胶垫11、石蜡/石墨相变材料13、液冷板15、液冷管道4（出水口3、进水口5）、特制铝热管9（圆形翅片10）、风机2、风口页栅1、热电转换器6、电池单体12、电池模组支撑柱14和电池包安全装置。
所述电池包箱体采用整体式结构，内置若干个电池模组和电池单体；所述电池模组在布置时相邻模组形成的间隙形成渐缩型并联风道，倾斜角控制在6～9°，并在电池模组内部的电池单体缝隙间交错填充石蜡/石墨相变材料与特制铝热管；所述电池包上下面均设置有液冷板，液冷板内部有S型液冷管道，电池包进风口设置有风机，出风口设置有热电转换装置，且进、出风口均安装页栅；电池模组表面设置有支撑柱固定电池模组。
所述风机主要由电热丝和风扇组成，可实现风速多级控制，根据电池表面温度高低能输出不同风速的自然风和热风对电池包内部进行散热和预热。
所述电池模组内的电池单体缝隙中交错填充石蜡/石墨复合相变材料和特制铝热管，加入石墨细小颗粒能提高相变材料的导热系数；所述特制铝热管内部是一个圆柱形空腔。在蒸发段，特制铝热管的外形经过特殊设计，具有四个圆弧面，能够与四个电池单体紧密装配。在冷凝段，制造了一个环形片状翅片，以扩大暴露在液冷板中的传热面积。翅片和管道是整体模制的，消除了接触热阻。
所述特制铝热管贯穿电池模组，热管的两冷凝端设计圆形翅片与液冷板表面直接接触，热管内的工作液体为氨，工作温度范围为-20~100℃，且该热管材料选用质地轻盈，成本较低的铝作为制作特制铝热管的材料。
所述电池模组间呈一定角度依次展开，模组之间的空气通道呈渐缩型，可以提高空气的流动速度，提高电池模组的冷却速率。电池模组的每一个顶角处都加有硅胶保护套，提高电池模组的碰撞安全性；所述电池模组支撑柱用来支撑电池模组，避免热管受力。
所述液冷板内部单向液冷管道采用S型布置法，同时保证电池包进风口与液冷管道进水口逆向布置，即进风口与出水口布置在同一端，出风口与冷却管道的进水口布置在同一端，这样可以保证电池包内高温区域受到温度较低的冷却水冷却，而进风口处接近冷却水出口，具有更高的冷却效率，提高了电池包整体均温性，电池包箱体的另一对称面的布置与该布置完全相同。
所述液冷管道内部的冷却液为乙醇与水的混合液，有利于降低冰点，液冷管道材料选用铝合金材料，铝合金具有密度低、硬度高、耐腐蚀、质量小等优点。
所述出风口处热电转换装置可以将电池包内部的热量转化为电能，循环利用，变废为宝，具有良好的节能性和经济性能。
所述电池包箱体的进/出风口均装有页栅，防止在电池包通风过程中，有较大体积的颗粒物进入电池包内部，损坏电池包，同时在叶栅上加上调风装置，自动调节进风口大小与进风量。风口页栅的装配方法采用 4 个螺钉连接在风口挡板上，较为稳固。
所述电池包安全装置包括弧形钢板弹簧、第一支撑板、第二支撑板；电池包侧面四周设置有第一支撑板和第二支撑板，在第一支撑板与第二支撑板之间，第一支撑板与电池包内框之间安装有液压阻尼器和弧形钢片弹簧；两块弧形钢片相对连接构成钢片弹簧，具有缓冲卸力作用。
所述弧形钢片弹簧与液压阻尼器分布在电池包侧面周围，钢片弹簧由两块弧形钢片并排组成，且呈面对面布置，且第一支撑板两面设置有凹槽，防止弧形钢片弹簧受挤压时发生侧滑，如图8-9所示。
本发明的工作原理是，本发明系统采用空冷、液冷、相变材料和热管耦合散热，通过电池包箱体7、电池模组8、电池模组橡胶垫11、石蜡/石墨相变材料13、液冷板15、液冷管道4（出水口3、进水口5）、特制铝热管9（圆形翅片10）、风机2、风口页栅1、热电转换器6、电池单体12、电池模组支撑柱14、液压阻尼器16、弧形钢片弹簧17、第一支撑板18、第二支撑板19来实现动力电池包的散/预热及碰撞安全功能。
电池包箱体内有若干电池模组和电池单体，当电池正在充/放电时，各电池模组内热量开始积累，当温度传感器检测到电池温度在30℃到40℃之间时，一级风扇2开启，当电池温度高于40℃时，二级风扇开启（电热丝不通电），对电池包内部进行强制风冷，气流通过渐缩型风道可以提高空气流动速率，提升对电池模组8的冷却效率，同时石墨/石蜡相变材料13开始通过固液相变吸收热量，特制铝热管9蒸发段表面吸热，内部工作液体蒸发，蒸发段的蒸汽温度和压力都要高于其它部位，特制铝热管9内部产生压力差，使蒸汽流向热管的冷凝端冷却，给电池单体12降温。水泵开始工作，将水箱内的冷却液引入冷却管道，循环流动，带走特制铝热管9传递至液冷板15的热量。且电池包进风口与液冷管道进水口逆向布置，提高了电池包整体的温度均匀性。
当温度传感器检测到电池温度过低时（低于0℃），电热丝通电，风机2启动，吹出的热风进入电池包内部对电池模组8进行预热，加热器开始对水箱内的液体进行加热，水泵将加热后的冷却液引入S型液冷管道4中，液冷板15温度上升，与液冷板15直接连接的特制铝热管9具有双向导热性，利用热管的双向导热特性，将热量传递至电池单体12表面，对其进行预热。
当电池包安全装置外壳四周受外力碰撞时，弧形钢片弹簧17和液压阻尼器16同时起到缓冲作用，较大程度上提高了电池包的碰撞安全性，双重支撑板可以有效阻挡尖锐物刺穿电池包，提高电池包的机械安全性。
本发明的有益效果是将电池单体规划成电池模组，方便进行电池热管理，且增加电池模组顶角处的硅胶套可以提高电池模组的碰撞安全性能；电池模组间的空隙设计成渐缩型，能加快空气流动，提高冷却效率，不需要消耗额外的能量；特制铝热管贯穿电池模组，利用热管的双向导热性可实现散/预热功能。本发明通过对电池模组和电池单体的双重预热，极大提高了电池在寒冷条件下的预热效率。液冷管道进、出水口预电池包进、出风口逆向布置可以提高电池包整体均温性。在电池包受碰撞时，弧形钢片弹簧和液压阻尼器同时对所受的外力起到缓冲作用，较大程度上提高了电池包的机械安全性。
本发明动力电池包装置散热效果明显，安全性及实用性较高，密封性好，同时加工方便简单。适合于电动汽车包括纯电动汽车与混合动力汽车上大型动力电池包使用，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明系统的电池模组外观图；
图2为本发明系统的电池模组结构图；
图3为本发明系统的特制铝热管结构图；
图4为本发明系统的电池包内部布置图；
图5为本发明系统的电池模组与液冷板布置结构图；
图6为本发明系统的液冷管道布置图；
图7为本发明系统的电池包整体外观图；
图8为本发明系统的电池包碰撞安全装置结构平面图；
图9为本发明系统的电池包碰撞安全装置结构图；
图中，1是进、出风口页栅；2是风机；3是液冷管出水口；4是液冷管道；5是液冷管进水口；6是热电转换装置；7是电池包箱体；8是电池模组；9是特制铝热管；10是特制铝热管圆形翅片；11是电池模组橡胶垫；12是电池单体；13是石蜡/石墨相变材料；14是电池模组支撑柱；15是液冷板；16是液压阻尼器；17是弧形钢片弹簧；18是第一支撑板；19是第二支撑板。
具体实施方式
现在结合附图进一步对本发明系统进行说明
以圆柱形动力锂离子电池为例，如图1-9所示，本实施例系统包括电池包箱体7、电池模组8、电池模组橡胶垫11、石蜡/石墨相变材料13、液冷板15（液冷管道4）、特制铝热管9、风机2、风口页栅1、热电转换器6、电池单体12、电池模组支撑柱14和电池包安全装置。
所述电池包箱体7采用整体式框架，内置若干个电池模组8，电池模组内有若干电池单体12，将特制铝热管9和石蜡/石墨相变材料13交错填充于电池单体12间的缝隙中，特制铝热管9贯穿电池模组，两冷凝端直接接触液冷板15；液冷板15内部的液冷管道4呈S型，风机2装在电池包进风口处，热电转换装置6设置在电池包内出风口处，且进/出风口处装有页栅1，防止大颗粒物进入电池包损坏电池。当电池工作时，各电池模组内热量开始积累，进风口处的风机2开启（电热丝不通电），对电池包内部进行强制对流散热，渐缩型风道提高了空气流动速率，电池模组的冷却效率更佳；石蜡/石墨相变材料13通过固液转化吸收热量，给电池单体12降温，此时，与电池单体12接触的特制铝热管9蒸发段表面吸热，将热量传递至热管冷凝段冷却，冷凝端圆形翅片10与液冷板15直接接触，在冷凝段散热的同时，液冷板15能辅助热管散热，圆形翅片扩大了暴露在环境中的传热面积。翅片和特制铝热管9内部管道是整体模制的，因此消除了接触热阻，且液冷管道4的进水口与电池包进风口逆向布置可提高电池包整体的均温性。
当温度传感器检测到温度低于0℃时，风机2启动，电热丝通电，吹出的热风经过渐缩型并联通道对电池模组8预热，与此同时，加热器对水箱内部冷却液加热，水泵将加热后的冷却液引入液冷管道4，液冷板15温度上升，利用特制铝热管9的双向导热性对电池单体12进行预热，该预热系统分渠道分别对电池模组8和电池单体12同时进行预热，与单独对电池模组8或电池单体12预热相比，大大提高了电池包的预热效率。
所述电池包安全装置包括液压阻尼器16、弧形钢板弹簧17、第一支撑板18、第二支撑板19。第一支撑板18与第二支撑板19之间，第一支撑板18与电池包内框之间设置了弧形钢板弹簧17和液压阻尼器16；两块弧形钢板呈面对面布置成一个弧形钢板弹簧17，多个弧形钢板弹簧17沿支撑板长度方向均匀分布。
当电池包四周受碰撞时，弧形钢板弹簧17和液压阻尼器16同时起到缓冲作用，保护电池包不受损坏，且双重支撑板可以有效避免尖锐物刺穿电池包而引发的电池着火及爆炸等安全事故的发生。

Claims (7)

1.一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，其特征在于，所述电池包壳体、电池模组、特制铝热管、相变材料、内含S型液冷管道的液冷板、散/加热装置、液冷板进出水箱、风机和电池包安全装置；
所述电池包内设置7个电池模组，电池模组呈6～9°依次展开形成渐缩型通道；特制铝热管贯穿电池模组，两冷凝端的圆形翅片与液冷板直接接触，铝热管的蒸发段经过特殊模制与四个电池单体很好配合，电池模组各顶角装有橡胶垫片；进风口出装有风机，吹出热风和自然风；出风口出安装有热电转换器，将热能转化为电能，进出风口都装有页栅，能调节进风口大小，防止大颗粒物进入电池包损坏电池；
所述电池模组内部电池单体间隙中交错填充石蜡/石墨相变材料和特制铝热管，当电池单体发热时，铝热管蒸发段开始吸热，由于热管的高效导热性和压力差及温度差的作用将温度迅速传递至冷凝段冷却，同时圆形翅片与液冷板接触，能带走部分热量，达到双重冷却效果；
所述液冷板进出水箱设置有加热器，当电池温度低于0℃时，加热器开始对水箱内冷却液加热，通过水泵引入液冷管道使液冷板温度升高，通过铝热管的双向导热性将热量传递给电池进行加热，同时风机吹出热风，对电池模组进行预热；
所述电池包安全装置由弧形钢片弹簧和液压阻尼器作为缓冲装置，分别布置在电池包侧面壳体四周，弧形钢片弹簧呈面对面布置，且第一支撑板两面设置有凹槽，防止弧形钢片弹簧受挤压时发生侧滑。
2.根据权利要求1所述的一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，其特征在于，所述铝热管为特殊模制，与电池接触的蒸发段截面呈菱形，能更好的与电池单体配合，分布在铝热管两冷凝端的圆形翅片增大了热管暴露在液冷板上的面积，提升了散/加热效率。
3.根据权利要求1所述的一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，其特征在于，所述液冷板内部液冷管道的进、出水口与电池包的进、出风口逆向布置，即电池包的进风口与液冷管道的出水口布置在同一端，出风口与进水口布置在同一端，以保证电池包内高温区域收到温度较低的冷却水冷却，而进风口处接近冷却水出口，具有更高的冷却效率，提高了电池包整体均温性，电池包箱体的另一对称面的布置与该布置完全相同。
4.根据权利要求1所述的一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，其特征在于，所述S型液冷管道内部冷却液为乙醇和水的混合物，S型液冷管道的材质选用铝合金。
5.根据权利要求1所述的一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，其特征在于，所述风机是由电热丝和风扇组成，当电池需要散热时，只开启风扇，电热丝不通电，吹出自然风；当电池需要加热时，风扇和电热丝同时开启，吹出热风；根据电池温度的高低，由温度传感器控制风扇的风速，实现风速多级控制。
6.根据权利要求1所述的一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，其特征在于，所述电池包的出风口设置的热电转换器，将电池包内部的热量转换为电能，提高该系统的经济性能。
7.根据权利要求1所述的一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统，其特征在于，所述电池包安全装置侧面四周布置了弧形钢片弹簧和液压阻尼器，弧形钢片弹簧由两块弧形钢片并排组成，呈面对面布置，受力时钢片弹簧弧度发生变化，具有减震缓冲作用。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451682A (zh) * 2021-06-30 2021-09-28 中国矿业大学 一种基于相变传热与自然冷却的电池包
CN113571797A (zh) * 2021-06-29 2021-10-29 哈尔滨工程大学 一种包裹v形翅片的电池雾冷热管理系统
CN113871773A (zh) * 2021-08-20 2021-12-31 清华大学 电池包及电气设备
CN114583337A (zh) * 2022-02-21 2022-06-03 东风汽车集团股份有限公司 一种rev越野车电池包温控系统及控制方法
CN116190863A (zh) * 2023-04-23 2023-05-30 山东电工时代能源科技有限公司 一种基于20尺标准尺寸带有液冷散热的电能储能集装箱
CN116937009A (zh) * 2023-09-19 2023-10-24 江苏果下科技有限公司 一种环流散热型新能源电池箱
WO2024001380A1 (zh) * 2022-06-30 2024-01-04 珠海冠宇电源有限公司 一种电芯加热系统
CN117199639B (zh) * 2023-07-03 2024-04-26 深圳市朗泰沣电子有限公司 一种散热型磷酸铁锂储能装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1783540A (zh) * 2004-11-30 2006-06-07 三星Sdi株式会社 电池模块
CN102401603A (zh) * 2010-09-16 2012-04-04 辽宁石油化工大学 一种用于换热器的螺旋叶片折流板
CN205066158U (zh) * 2015-08-21 2016-03-02 济南大学 可实现多种燃料利用的热水热风炉
CN106767086A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 潍柴动力股份有限公司 一种换热器结构
CN107436657A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 刘小明 Pc终端及其散热装置
CN110289460A (zh) * 2019-05-13 2019-09-27 江苏大学 一种动力电池热管理系统
CN110854465A (zh) * 2019-10-22 2020-02-28 江苏大学 一种考虑热量回收的电池箱热管理系统及其控制方法
CN210640301U (zh) * 2019-11-29 2020-05-29 长安大学 一种车辆动力电池包防撞保护装置
CN111740062A (zh) * 2020-07-07 2020-10-02 华东交通大学 一种集相变与液冷耦合传热的动力电池热管理装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1783540A (zh) * 2004-11-30 2006-06-07 三星Sdi株式会社 电池模块
CN102401603A (zh) * 2010-09-16 2012-04-04 辽宁石油化工大学 一种用于换热器的螺旋叶片折流板
CN205066158U (zh) * 2015-08-21 2016-03-02 济南大学 可实现多种燃料利用的热水热风炉
CN107436657A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 刘小明 Pc终端及其散热装置
CN106767086A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 潍柴动力股份有限公司 一种换热器结构
CN110289460A (zh) * 2019-05-13 2019-09-27 江苏大学 一种动力电池热管理系统
CN110854465A (zh) * 2019-10-22 2020-02-28 江苏大学 一种考虑热量回收的电池箱热管理系统及其控制方法
CN210640301U (zh) * 2019-11-29 2020-05-29 长安大学 一种车辆动力电池包防撞保护装置
CN111740062A (zh) * 2020-07-07 2020-10-02 华东交通大学 一种集相变与液冷耦合传热的动力电池热管理装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113571797A (zh) * 2021-06-29 2021-10-29 哈尔滨工程大学 一种包裹v形翅片的电池雾冷热管理系统
CN113451682A (zh) * 2021-06-30 2021-09-28 中国矿业大学 一种基于相变传热与自然冷却的电池包
CN113871773A (zh) * 2021-08-20 2021-12-31 清华大学 电池包及电气设备
CN113871773B (zh) * 2021-08-20 2023-01-03 清华大学 电池包及电气设备
CN114583337A (zh) * 2022-02-21 2022-06-03 东风汽车集团股份有限公司 一种rev越野车电池包温控系统及控制方法
WO2024001380A1 (zh) * 2022-06-30 2024-01-04 珠海冠宇电源有限公司 一种电芯加热系统
CN116190863A (zh) * 2023-04-23 2023-05-30 山东电工时代能源科技有限公司 一种基于20尺标准尺寸带有液冷散热的电能储能集装箱
CN117199639B (zh) * 2023-07-03 2024-04-26 深圳市朗泰沣电子有限公司 一种散热型磷酸铁锂储能装置
CN116937009A (zh) * 2023-09-19 2023-10-24 江苏果下科技有限公司 一种环流散热型新能源电池箱
CN116937009B (zh) * 2023-09-19 2023-12-05 江苏果下科技有限公司 一种环流散热型新能源电池箱

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