CN115312907A - 一种电池组温控系统及大容量电池组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池组温控系统及大容量电池组，主要解决现有电池温控装置效率较低、结构复杂及成本较高的问题。本发明电池组温控系统包括均热板、第一冷源、热源和N组热管，每组热管包括至少一个有芯热管；均热板为重力型热管；N组热管的一端分别与N个电池的极柱接触，N组热管的另一端与均热板连接进行热交换，第一冷源设置在均热板的冷凝端，热源设置在均热板上。当电池温度过高时，有芯热管将电池的热量及时导出，该热量与均热板实现热交换，均热板将热量传递至冷凝端，第一冷源将该热量冷却，当电池组温度过低时，均热板将热源的热量传递至有芯热管，有芯热管将热量传至电池极柱上，使电池工作在最佳温度范围内。

Description

一种电池组温控系统及大容量电池组

技术领域

本发明属于电池温控领域，具体涉及一种电池组温控系统及大容量电池组。

背景技术

锂离子电池的应用十分广泛，可以被应用于储能、动力电池等领域。随着锂离子电池的进一步发展，锂离子电池的安全也受到重点关注。由于锂离子电池的原理和结构特性，在充放电过程中会产生较大的热量，而且该热量会逐渐增加，若产生的热量没有及时释放，热量将会累积于单体电池中，造成电池温度不均匀，从而降低电池使用寿命，严重时电池的热平衡被破坏，引发一连串的自加热副反应，进而引发电池的安全事故。

目前，主要采用对电池组本体进行散热的方式，散热装置主要为半导体装置、风扇和散热翅片等。例如，中国专利CN215816107U公开了一种基于半导体制冷片的锂电池温控装置，该装置包括温控装置、半导体制冷片和箱盖，温控装置内侧固定连接有温感器，通过设置的半导体制冷片、温感器、散热板、支撑块、防护网、电机、转动块、连接杆、推块、散热风扇和第一弹簧进行温控，在使用时，通过温感器感应锂电池温度，从而决定半导体制冷片进行工作，使半导体制冷片将温控装置内的热量通过散热片导出，然后通过支撑块上的电机带动连接杆，使连接杆带动推块，从而使散热风扇在支撑块内滑动，然后使第一弹簧推回，从而使散热风扇来回移动，将换出的气体排出，从而控制温控装置内的温度，防止锂电池过热或过冷，使锂电池保持在恒定温度。

再例如，中国专利CN215496854U公开了一种新能源叉车电池温控装置，通过第一风机将外壳内的空气吸入除尘箱内经滤网进行除尘，然后通过干燥网进行干燥后输入第一网管和第二网管内进行散热，通过第一网管、第二网管和风扇的配合并通过散热翅板有效提高散热效果，最后降温后的干燥空气经第二风机输入外壳内对外壳内的蓄电池进行散热，在保持外壳内干燥的同时对其进行散热降温。

上述温控装置可以对电池进行一定的散热，但是，散热风扇、散热翅板和半导体片的冷却效率较低、且其结构复杂、成本较高，还需占用电池壳体的内部空间。

发明内容

为解决现有电池温控装置效率较低、结构复杂及成本较高的问题，本发明提供一种电池组温控系统及大容量电池组。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种电池组温控系统，包括均热板、第一冷源、热源和N组热管，每组热管包括至少一个有芯热管，所述均热板为重力型热管，N为大于等于2的整数；所述电池组包括N个电池；所述N组热管的一端分别与N个电池的极柱接触，N组热管的另一端与均热板连接进行热交换，所述第一冷源设置在均热板的冷凝端，用于实现对电池组的主动降温，所述热源设置在均热板上，用于实现对电池组的主动增温。

进一步地，还包括第二冷源，所述第二冷源设置在均热板的冷凝端，用于实现对电池组的被动降温。

进一步地，所述第二冷源包括相变箱和设置在相变箱内的相变材料；所述均热板的冷凝端插入相变箱的相变材料内，用于与相变材料实现热交换。

进一步地，所述均热板插入相变箱内的一端设置有热板散热翅片，用于增加均热板与相变材料的热交换面积。

进一步地，所述相变箱的内壁上设置有内散热翅片，所述内散热翅片与热板散热翅片相互嵌入配合，用于增加均热板、相变材料和相变箱的热交换面积。

进一步地，所述相变箱的外壁上设置有外散热翅片，所述外散热翅片用于将相变箱内的热量快速传递至外部。

进一步地，所述第二冷源为散热齿，所述散热齿设置在均热板的冷凝端。

进一步地，所述电池组设置在箱体内，所述第二冷源设置在箱体外，或者，所述第二冷源和第一冷源均设置在箱体外。

进一步地，所述第一冷源为TEC半导体制冷器、液体循环管路、液冷排、风扇中的一种。

进一步地，所述热源为TEC半导体制冷器、加热丝、加热片、液体循环管路中的一种。

进一步地，每组热管通过换热组件实现与均热板的热交换，所述换热组件包括依次设置的第一支撑压板、绝缘换热板和第二支撑压板，所述有芯热管设置在第一支撑压板的凹槽内，所述均热板设置在第二支撑压板和绝缘换热板之间。

进一步地，所述绝缘换热板为导热陶瓷板，所述有芯热管在第一支撑压板的凹槽内挤压变形，使得有芯热管靠近导热陶瓷板的一面被挤压为平面，用于增加热传递效率。

同时，本发明还提供一种大容量电池组，包括N个大容量电池和上述的电池组温控系统；所述大容量电池的极柱上设置有至少一个插孔，N组热管分别插入N个大容量电池的极柱插孔内，实现N个大容量电池的温度控制。

此外，本发明还提供另一种大容量电池组，包括N个串联的大容量电池以及上述的电池组温控系统；所述大容量电池的上盖板、下盖板分别为正极柱和负极柱，多个大容量电池叠加设置实现串联，所述有芯热管的一端设置在相邻大容量电池的上盖板和下盖板之间，另一端均与均热板连接。

进一步地，所述大容量电池的上盖板、下盖板上设置有凹槽，相邻大容量电池叠加设置，使得两个凹槽形成安装腔体，所述有芯热管设置在安装腔体内。

进一步地，多个大容量电池之间的有芯热管延伸至上盖板、下盖板的同一侧，与设置在上盖板、下盖板同一侧的均热板进行热交换。

进一步地，多个大容量电池之间的有芯热管两端分别延伸至上盖板、下盖板的两侧，所述上盖板、下盖板的两侧均设置有均热板，分别与两侧的有芯热管进行热交换。

和现有技术相比，本发明技术方案具有如下优点：

本发明电池组温控系统包括均热板、第一冷源、热源和N组热管，N组热管的一端分别与N个电池的极柱接触，N组热管的另一端与均热板连接进行热交换，第一冷源设置在均热板的冷凝端，用于实现对电池组的主动降温，热源设置在均热板上，用于实现对电池组的主动增温。电池的温度主要集中于极柱上，本发明将有芯热管设置在电池极柱上，当电池温度过高时，有芯热管将极柱的热量及时导出，该热量与均热板实现热交换，均热板将热量传递至冷凝端，冷源将该热量冷却。当电池组温度过低时，均热板将热源的热量传递至有芯热管，有芯热管将热量传至电池极柱上，使电池工作在最佳温度范围内。同时，该电池组温控系统结构简单，成本较低，不占用电池内部的空间，且温控效果较好。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中电池组温控系统(第一冷源为液冷排)的结构示意图；

图2为本发明实施例1中电池组温控系统(第一冷源为TEC)的结构示意图；

图3为本发明实施例2中电池组温控系统的结构示意图；

图4为本发明实施例1和实施例2中换热组件的结构示意图；

图5为本发明实施例1和实施例2中换热组件的爆炸结构示意图；

图6为本发明实施例2中相变箱与热板散热翅片配合的示意图；

图7为本发明实施例2中相变箱的结构示意图；

图8为本发明实施例3中大容量电池组的结构示意图一；

图9为本发明实施例3中大容量电池组的结构示意图二；

图10为本发明实施例5中电池组温控系统的结构示意图一；

图11为本发明实施例5中电池组温控系统的结构示意图二；

图12为本发明实施例5中大容量电池的结构示意图；

图13为本发明实施例5中大容量电池的剖视图；

图14为本发明实施例4中两个大容量电池叠加串联的结构示意图。

附图标记：1-均热板，2-第一冷源，3-热源，4-有芯热管，5-第二冷源，6-换热组件，7-大容量电池，8-箱体，9-散热齿，51-相变箱，52-热板散热翅片，53-内散热翅片，54-外散热翅片，61-第一支撑压板，62-绝缘换热板，63-第二支撑压板，71-上盖板，72-下盖板,73-电池箱体，74-电池电芯，75-安装腔体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本发明的技术原理，目的并不是用来限制本发明的保护范围。

本发明电池组温控系统包括均热板、第一冷源、热源和N组热管，每组热管包括至少一个有芯热管，N为大于等于2的整数，每组热管包括至少一个有芯热管，均热板为重力型热管；N组热管的一端分别与N个电池的极柱接触，N组热管的另一端与均热板连接，实现与均热板的热交换。上述第一冷源设置在均热板的冷凝端，用于实现对电池组的主动降温，热源设置在均热板上，该热源可设置在均热板的蒸发端或设置在均热板靠近有芯热管的位置处，用于实现对电池组的主动增温。电池的温度主要集中于极柱上，本发明将有芯热管设置在电池极柱上，当电池温度过高时，有芯热管将极柱的热量及时导出，该热量与均热板实现热交换，上述均热板为重力型热管，其热量的传递具有定向性，即热量只能从下向上传递，均热板将热量带到第一冷源处，第一冷源将该热量冷却，此时外部的热量不会通过冷凝端传递至电池内。当电池温度过低时，均热板将热源的热量带到有芯热管，有芯热管将热量传至电池内部，使电池的温度上升至设定温度，从而使得电池工作在最佳温度范围内。此外，该电池组温控系统中除有芯热管设置在电池内，其余部件均设置在电池外，具有结构简单，成本较低，不占用电池内部的空间等特点，同时，通过有芯热管、均热板、第一冷源和热源的结合，其温控效果较好。

有芯热管里的烧结铜粉具有很强的毛细作用，所以有芯热管的放置方向可横向、垂直和倾斜，均不影响有芯热管的传热。如果单独使用有芯热管传热，当外界温度过高时，外界的高温可以通过有芯热管传至电池，使电池内部的热量增加。本发明系统采用均热板实现热量的定向传递，均热板的介质是通过重力作用来进行传热的，垂直使用时，外界高温传不到电池内部。因此，有芯热管和均热板配合使用，可以达到既能降温，又可以阻止外部的热量传至电池内部的效果。

此外，本发明电池组温控系统还包括第二冷源，第二冷源也设置在均热板的冷凝端，能够实现对电池组的被动降温。具体的，该第二冷源可为散热齿，该散热齿设置在均热板的冷凝端，同时，该散热齿还可配装有风扇，通过风扇进一步对均热板进行热交换。该第二冷源还可包括相变箱和设置在相变箱内的相变材料，均热板的冷凝端插入相变箱的相变材料内。具体安装时，电池组设置在箱体内，上述第一冷源和第二冷源可设置在箱体内或者设置在箱体外，优选的，设置在箱体外，此种设置使得第二冷源能够与外部环境进行热交换，充分利用外部环境的温度，从而节约了主动制冷的开启时间，节约了能源。

上述第二冷源与第一冷源配合，实现对电池组的主动降温和被动降温。电池组内温度过高时，该热量通过有芯热管、均热板定向传输至相变材料内，均热板与相变材料实现热交换，相变材料实现电池组的被动降温，相变箱内的相变材料完全相变后，此时第二冷源开启，通过有芯热管、均热板对极柱进行主动降温。本发明系统通过第一冷源和第二冷源对电池组进行组合式主动散热和被动散热，该种方式即能够保证电池的热量能够得到有效释放，同时温控成本较小，能够有效节约能源，避免了只采用主动冷源(第一冷源)时浪费能源，还避免了只采用被动冷源(第二冷源)时电池温度不能得到及时控制的缺陷。

本发明将有芯热管设置在电池极柱上，被动温控时，有芯热管与相变箱的相变材料实现热交换，使得极柱被动降温；相变箱内的相变材料完全相变后，即极柱的温度大于相变材料的相变点温度后，开始主动降温，此时第二冷源开启，对极柱进行主动降温。当电池温度过低时，均热板将热源的热量带到有芯热管，有芯热管将热量传至电池内部，使电池的温度上升至设定温度，从而使得电池工作在最佳温度范围内。具体加热时，可将热源的加热温度低于相变材料的相变点温度，避免温控单元的热量传递至相变材料内。

上述第一冷源和热源可为多种形式的结构，只要能够提供制冷和制热功能即可。例如，第一冷源可为TEC半导体制冷器、液体循环管路、液冷排、风扇中的一种，热源为TEC半导体制冷器、加热丝、加热片、液体循环管路中的一种。

本发明均热板插入相变箱的部分可以为直线状，即均热板不进行弯折，直接插入相变材料内，此时，均热板的传热效果最好。此外，还可在均热板插入相变箱内的一端设置有热板散热翅片，热板散热翅片置于相变材料中，用于增加均热板与相变材料的换热面积，使得均热板与相变材料的热交换效率有一定提高。同时，还可在相变箱的内壁上设置有内散热翅片，内散热翅片部分或全部设置在相变材料中，该内散热翅片与热板散热翅片为相互嵌入式配合，增加了均热板、相变材料和相变箱的热交换面积，该设置使得有芯热管与相变材料的热交换效率大幅提升。此外，还可在相变箱的外壁上设置有外散热翅片，外散热翅片用于将相变箱内的热量快速传递至外部，使得散热效果进一步增加。

本发明相变箱内的相变材料的相变点温度为30～52℃，更优选的，该温度为35～42℃。该相变材料具体可为多元醇(十四醇、新戊二醇、季戊四醇等)，脂肪酸(月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸等及其混合物等)、烷烃类物质(石蜡等)、结晶水合盐(含结晶水的碱及碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐及醋酸盐、硫代硫酸盐等)、多元合金(如锡合金，铝合金等)中的一种或多种。该相变材料在相变过程中吸收或释放热量，将电池产生的热量与外部进行热量交换，弥补了显热储存不能长期保存热量的缺点，而且没有化学反应的发生，不会对生态环境造成危害。

本发明电池组温控系统中有芯热管与均热板通过换热组件实现交换，该种方式结构简单，成本较低，有芯热管与均热板的换热效率较高。本发明换热组件可为不同结构形式的装置，只要能够实现有芯热管与均热板的热量交换即可。若有芯热管是导电件时，还需实现有芯热管与均热板之间的绝缘。在本发明中，上述换热组件包括依次设置的第一支撑压板、绝缘换热板和第二支撑压板，有芯热管设置在第一支撑压板上，均热板设置在第二支撑压板和绝缘换热板之间。优选的，该绝缘换热板为导热陶瓷板，该导热陶瓷板具体可为氧化铝陶瓷板、氮化硅陶瓷板、氧化锆陶瓷板、碳化硅陶瓷板、氧化镁陶瓷板、氮化硼陶瓷板、氮化铝陶瓷板、氧化铍陶瓷板中的一种。本发明采用导热陶瓷板实现传热，该导热陶瓷板在具有优良的热传导效率时，还同时具备良好的绝缘性能，使得换热组件在具有良好热传导性能和绝缘性能的同时，还具有结构简单，体积和质量较小的优点。

为了更进一步增加绝缘换热板的换热性能，以及使得其拆卸和安装方便，还可在第一支撑压板上设置有凹槽，有芯热管设置在该凹槽内。上述凹槽的形状可为多种，优选的，上述凹槽为半圆形凹槽或弓形凹槽，有芯热管在凹槽内被挤压和变形，使得有芯热管靠近导热陶瓷板的一面被挤压为平面，使得其与绝缘换热板紧密接触，实现良好的热交换和稳固的安装，上述第一支撑压板、第二支撑压板具体可采用绝缘材料制作，例如具体是塑料压板、pp压板、pe压板、尼龙压板、PC压板、陶瓷压板、树脂压板等。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供的电池组温控系统包括均热板1、第一冷源2、热源3和N组热管，每组热管包括至少一个有芯热管4；N组热管的一端分别与N个电池的极柱接触，N组热管的另一端与均热板1连接，第一冷源2设置在均热板1的冷凝端，用于实现对电池组的主动降温，热源3设置在均热板1的蒸发端，用于实现对电池组的主动增温。上述第一冷源2为TEC半导体制冷器、液体循环管路、液冷排、风扇中的一种，上述热源3为TEC半导体制冷器、加热丝、加热片、液体循环管路中的一种。图1中，第一冷源2和热源3均为液冷排，上方液冷排中的循环液体为冷却水，下方液冷排中的循环液体为高温水。图2中，第一冷源2为TEC半导体制冷器，热源3为加热片。

安装时，TEC半导体制冷器通过支架或安装板设置在均热板1的两端；或者，均热板1插入液冷排中空的腔体内或直接与液冷排通过焊接、粘结胶连接，从而与液冷排中的液体实现热量交换。再或者，液体循环管路缠绕在均热板1的外壁上，或者液体循环管路与均热板1焊接、胶粘，从而与液体循环管路实现热量交换；再或者，将风扇通过支架或安装板设置在均热板1的冷凝端，将加热丝、加热片缠绕、粘接在均热板1的蒸发端。

如图4和图5所示，上述有芯热管4通过换热组件6实现与均热板1的热交换，换热组件6包括依次设置的第一支撑压板61、绝缘换热板62和第二支撑压板63，有芯热管4设置在第一支撑压板61的凹槽内，均热板1设置在第二支撑压板63和绝缘换热板62之间。绝缘换热板62为导热陶瓷板，有芯热管4在第一支撑压板61的凹槽内挤压变形，使得有芯热管4靠近导热陶瓷板的一面被挤压为平面，能够增加热传递效率。

本实施例提供的电池组温控系统中，第一冷源2、热源3可以同时冷却或加热多个电池。其中，有芯热管4固定于第一支撑压板61上，均热板1设置在第二支撑压板63和绝缘换热板62之间，几个部件通过紧固螺栓、螺母固定。均热板1内部为铝质沟槽或多孔网结构，内有导热相变介质。当电池组内部温度过高时，有芯热管4将电池内部的热量通过有芯热管4传至热交换面，均热板1将热量带到第一冷源2处，将热量冷却。当电池温度过低时，均热板1将热源3的热量带到热交换面，有芯热管4将热量传至电池内部，使电池工作在最佳温度范围内。

实施例2

如图3所示，本实施例提供的电池组温控系统包括均热板1、第一冷源2、第二冷源5、热源3和N组热管，每组热管包括一个有芯热管4；N组热管的一端分别与N个电池的极柱接触，N组热管的另一端与均热板1连接，第一冷源2设置在均热板1的冷凝端，用于实现对电池组的主动降温，热源3设置在均热板1的蒸发端，用于实现对电池组的主动增温。第二冷源5也设置在均热板1的冷凝端，且位于第一冷源2的上方，用于实现对电池组的被动降温。上述热源3为TEC半导体制冷器、加热丝、加热片、液体循环管路中的一种，第一冷源2为TEC半导体制冷器、液体循环管路、液冷排、风扇中的一种，第二冷源5包括相变箱51和设置在相变箱51内的相变材料；均热板1的冷凝端插入相变箱51的相变材料内，用于与相变材料实现热交换。

如图6和图7所示，为进一步增加冷却效果，上述均热板1插入相变箱51内的一端设置有热板散热翅片52，用于增加均热板1与相变材料的热交换面积。相变箱51的内壁上设置有内散热翅片53，内散热翅片53与热板散热翅片52相互嵌入配合，能够增加相变材料和相变箱51的热交换面积。该设置使得有芯热管与相变材料的热交换效率大幅提升，温控效果较高。此外，还可在相变箱51的外壁上设置有外散热翅片54，外散热翅片54用于将相变箱51内的热量快速传递至外部，使得散热效果进一步增加。

如图4和图5所示，上述有芯热管4通过换热组件6实现与均热板1的热交换，换热组件6包括依次设置的第一支撑压板61、绝缘换热板62和第二支撑压板63，有芯热管4设置在第一支撑压板61的凹槽内，均热板1设置在第二支撑压板63和绝缘换热板62之间。绝缘换热板62为导热陶瓷板，有芯热管4在第一支撑压板61的凹槽内挤压变形，使得有芯热管4靠近导热陶瓷板的一面被挤压为平面，用于增加热传递能力。

电池的温度主要集中于极柱上，本发明将有芯热管4设置在电池极柱上，均热板1与有芯热管4连接。该第一冷源2和第二冷源5能够对电池进行主动降温或被动降温。电池组内温度过高时，该热量通过有芯热管4、均热板1定向传输至相变材料内，均热板1与相变材料实现热交换，相变材料实现电池组的被动降温，相变箱51内的相变材料完全相变后，此时第一冷源2开启，通过有芯热管4、均热板对极柱进行主动降温。本发明系统通过第一冷源2和第二冷源5实现对电池的组合式主动散热和被动散热，该种方式即能够保证电池的热量能够得到有效释放，同时该种方式温控成本较小，能够有效节约能源，避免了只采用主动冷源时浪费能源，同时还避免了只采用被动冷源时电池温度不能得到及时控制的缺陷。

实施例3

如图8和图9所示，本实施例提供的电池组温控系统包括均热板1、第一冷源2、第二冷源5、热源3、N组热管和箱体8，每组热管包括一个有芯热管4；N组热管的一端分别与N个电池的极柱接触，N组热管的另一端与均热板1连接，第一冷源2设置在均热板1的冷凝端，用于实现对电池组的主动降温，热源3设置在均热板1的蒸发端，用于实现对电池组的主动增温。第二冷源5也设置在均热板1的冷凝端，且位于第一冷源2的上方，用于实现对电池组的被动降温。上述热源3为TEC半导体制冷器、加热丝、加热片、液体循环管路中的一种，第一冷源2为TEC半导体制冷器、液体循环管路、液冷排、风扇中的一种，第二冷源5包括相变箱51和设置在相变箱51内的相变材料；均热板1的冷凝端插入相变箱51的相变材料内，用于与相变材料实现热交换。或者，第二冷源为散热齿9，散热齿9设置在均热板1的冷凝端。此时，电池组设置在箱体8内，第二冷源设置在箱体外，即相变箱51设置在箱体外侧，此种设置使得相变箱51能够与外部环境进行热交换，充分利用外部环境的温度，或者，将均热板1的冷凝端延伸至箱体8外壁，延伸至箱体8外部的部分设置有散热齿9，通过散热齿将热量快速传递至环境中，同样充分利用外部环境的温度。

如图4和图5所示，上述有芯热管4通过换热组件6实现与均热板1的热交换，换热组件6包括依次设置的第一支撑压板61、绝缘换热板62和第二支撑压板63，有芯热管4设置在第一支撑压板61的凹槽内，均热板1设置在第二支撑压板63和绝缘换热板62之间。绝缘换热板62为导热陶瓷板，有芯热管4在第一支撑压板61的凹槽内挤压变形，使得有芯热管4靠近导热陶瓷板的一面被挤压为平面，用于增加热传递能力。

电池的温度主要集中于极柱上，本发明将有芯热管4设置在电池极柱上，均热板1与有芯热管4连接。该第一冷源2和第二冷源5能够对电池进行主动降温或被动降温。电池组内温度过高时，该热量通过有芯热管4、均热板1定向传输至相变材料内，均热板1与相变材料实现热交换，相变材料实现电池组的被动降温，相变箱51内的相变材料完全相变后，此时第一冷源2开启，通过有芯热管4、均热板对极柱进行主动降温。本发明系统通过第一冷源2和第二冷源5实现对电池的组合式主动散热和被动散热，该种方式即能够保证电池的热量能够得到有效释放，同时该种方式温控成本较小，能够有效节约能源，避免了只采用主动冷源时浪费能源，同时还避免了只采用被动冷源时电池温度不能得到及时控制的缺陷。

实施例4

本实施例提供一种大容量电池组，包括多个大容量电池和上述的电池组温控系统；大容量电池的极柱上设置有插孔，多个有芯热管分别插入多个大容量电池的极柱插孔内，实现多个大容量电池的温控。该电池组温控系统对多个大容量电池的温度进行控制，使得其运行在最佳温度内。

该大容量电池组包括多个并联的大容量电池，电池的温度主要集中于极柱上，本发明将有芯热管设置在电池极柱上，当电池温度过高时，有芯热管将极柱的热量及时导出，该热量与均热板实现热交换，均热板为重力型热管，其热量的传递具有定向性，即热量只能从下向上传递，均热板将热量带到第一冷源处，第一将冷源将该热量冷却，此时外部的热量不会通过冷凝端传递至电池内。当电池温度过低时，均热板将热源的热量带到有芯热管，有芯热管将热量传至电池内部，使电池的温度上升至设定温度，从而使得电池工作在最佳温度范围内。同时，该电池组温控系统结构简单，不占用电池内部的空间，且温控效果较好。

实施例5

如图10至图14所示，本实施例提供一种大容量电池组，包括多个串联的大容量电池7以及上述的电池组温控系统；该大容量电池7包括电池箱体73、电池电芯74、上盖板71和下盖板72，上盖板71、下盖板72分别为大容量电池7的正极柱和负极柱，正极柱和负极柱设置在电池箱体73两侧的敞口端，形成封闭腔体，该封闭腔体用于安装和放置多个电池电芯74及其附件，该多个电池电芯74并联形成大容量电池7，用于满足不同领域的使用要求。多个电池电芯74的正极耳与上盖板71通过导电排或导电片实现电连接，电池电芯74的负极耳与下盖板72同样通过导电排或导电片实现电连接，此时电池电芯74的电流通过极耳引出，该电流通过导电排或导电片传输至上盖板71、下盖板72上，最后通过上盖板71、下盖板72引出。

如图14所示，多个大容量电池7串联时，多个大容量电池7叠加设置，多个有芯热管4的一端设置在相邻大容量电池7的上盖板71和下盖板72之间，另一端均与均热板1连接。此时，大容量电池7的上盖板71、下盖板72上设置有凹槽，相邻大容量电池7叠加设置，使得两个凹槽形成安装腔体75，有芯热管4设置在安装腔体75内。多个大容量电池7之间的有芯热管4延伸至正极柱、负极柱的同一侧，与设置在正极柱、负极柱同一侧的均热板1进行热交换，或者，多个大容量电池7之间的有芯热管4两端分别延伸至正极柱、负极柱的两侧，正极柱、负极柱的两侧均设置有均热板1，分别与正极柱、负极柱两侧的均热板1进行热交换。

本发明电池组温控系统主要采用热管+均热板+冷源/热源的传热方式，该种方式能耗低、效率高、性价比高，所以该方式是最适合于串联式大电池组极柱间的温度控制方式，对于电池的安全、稳定运行有重要意义。温控系统可以在电池温度过低时加温，加热的温度低于相变材料的相变点。当电池温度过高时，电池的热量可以通过有芯热管导入相变材料。由于相变材料有非常高的相变潜热，所以能完全吸收电池产生的热量。当相变材料完全融化时，第一冷源启动，可以进一步对电池进行冷却，从而使电池运行在最佳温度范围内。由于热源的加热温度低于相变材料的相变点，故相变材料不会产生相变，基本不吸收热源的热量。

Claims (17)

1.一种电池组温控系统，其特征在于，包括均热板、第一冷源、热源和N组热管，每组热管包括至少一个有芯热管，所述均热板为重力型热管，N为大于等于2的整数；

所述电池组包括N个电池；

所述N组热管的一端分别与N个电池的极柱接触，N组热管的另一端与均热板连接进行热交换，所述第一冷源设置在均热板的冷凝端，用于实现对电池组的主动降温，所述热源设置在均热板上，用于实现对电池组的主动增温。

2.根据权利要求1所述的电池组温控系统，其特征在于，还包括第二冷源，所述第二冷源设置在均热板的冷凝端，用于实现对电池组的被动降温。

3.根据权利要求2所述的电池组温控系统，其特征在于，所述第二冷源包括相变箱和设置在相变箱内的相变材料；所述均热板的冷凝端插入相变箱的相变材料内，用于与相变材料实现热交换。

4.根据权利要求3所述的电池组温控系统，其特征在于，所述均热板插入相变箱内的一端设置有热板散热翅片，用于增加均热板与相变材料的热交换面积。

5.根据权利要求4所述的电池组温控系统，其特征在于，所述相变箱的内壁上设置有内散热翅片，所述内散热翅片与热板散热翅片相互嵌入配合，用于增加均热板、相变材料和相变箱的热交换面积。

6.根据权利要求3所述的电池组温控系统，其特征在于，所述相变箱的外壁上设置有外散热翅片，所述外散热翅片用于将相变箱内的热量快速传递至外部。

7.根据权利要求2所述的电池组温控系统，其特征在于，所述第二冷源为散热齿，所述散热齿设置在均热板的冷凝端。

8.根据权利要求2至7任一所述的电池组温控系统，其特征在于，所述电池组设置在箱体内，所述第二冷源设置在箱体外，或者，所述第二冷源和第一冷源均设置在箱体外。

9.根据权利要求1至7任一所述的电池组温控系统，其特征在于，所述第一冷源为TEC半导体制冷器、液体循环管路、液冷排、风扇中的一种。

10.根据权利要求1至7任一所述的电池组温控系统，其特征在于，所述热源为TEC半导体制冷器、加热丝、加热片、液体循环管路中的一种。

11.根据权利要求1至7任一所述的电池组温控系统，其特征在于，每组热管通过换热组件实现与均热板的热交换，所述换热组件包括依次设置的第一支撑压板、绝缘换热板和第二支撑压板，所述有芯热管设置在第一支撑压板的凹槽内，所述均热板设置在第二支撑压板和绝缘换热板之间。

12.根据权利要求11所述的电池组温控系统，其特征在于，所述绝缘换热板为导热陶瓷板，所述有芯热管在第一支撑压板的凹槽内挤压变形，使得有芯热管靠近导热陶瓷板的一面被挤压为平面，用于增加热传递效率。

13.一种大容量电池组，其特征在于，包括N个大容量电池和权利要求1至12任一所述的电池组温控系统；所述大容量电池的极柱上设置有至少一个插孔，N组热管分别插入N个大容量电池的极柱插孔内，实现N个大容量电池的温度控制。

14.一种大容量电池组，其特征在于，包括N个串联的大容量电池以及权利要求1至12任一所述的电池组温控系统；

所述大容量电池的上盖板、下盖板分别为正极柱和负极柱，多个大容量电池叠加设置实现串联，所述有芯热管的一端设置在相邻大容量电池的上盖板和下盖板之间，另一端均与均热板连接。

15.根据权利要求14所述的大容量电池组，其特征在于，所述大容量电池的上盖板、下盖板上设置有凹槽，相邻大容量电池叠加设置，使得两个凹槽形成安装腔体，所述有芯热管设置在安装腔体内。

16.根据权利要求15所述的大容量电池组，其特征在于，多个大容量电池之间的有芯热管延伸至上盖板、下盖板的同一侧，与设置在上盖板、下盖板同一侧的均热板进行热交换。

17.根据权利要求15所述的大容量电池组，其特征在于，多个大容量电池之间的有芯热管两端分别延伸至上盖板、下盖板的两侧，所述上盖板、下盖板的两侧均设置有均热板，分别与两侧的有芯热管进行热交换。

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