CN202758989U - 一种包含多介质冷却源的电池系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电池领域。一种包含多介质冷却源的电池系统，包括电池箱体、设于电池箱体内部的电池组、以及由多介质冷却源组成的冷却装置，所述冷却装置包括相变材料、热管以及制冷单元。所述相变材料填充电池组内单体电池之间的间隙、以及电池组和电池箱体之间的间隙内；所述热管的一端插设于相变材料中，另一端带有散热翅片，并与制冷单元相连，通过制冷单元对热管翅片进行散热；所述制冷单元是风冷单元或液冷单元。本实用新型应用于电池系统的冷却。

Description

一种包含多介质冷却源的电池系统
技术领域
本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种包含多介质冷却源的电池系统。
背景技术
在电动汽车或大型储能系统等应用的电池系统中，电池长时间工作或在较大电流下工作，由于化学反应以及电阻等原因，不可避免要产生大量热量，热量的积累不但影响电池的电性能、寿命，严重还会影响到系统的安全性能。所以，通常电池系统中一般配备有冷却系统。
现有技术中，主要有以下几种方式：
一是采用风冷系统，如授权公告号为CN2627660Y的实用新型专利公开的一种大功率聚合物锂离子动力电池及其冷却组合结构，以及授权公告号为CN2879431Y的实用新型专利公开的一种隔开单体电池的散热隔栅等等，主要是通过不同方式在电池组内的单体电池之间形成通道，通过强制对流对电池组进行散热。其存在的主要问题是散热效率低，并且由于进出风口温度相差较大，使电池组内各个单体电池之间温度不均匀，从而造成电池的不一致衰减，影响电池组寿命。
第二种方式是采用液冷系统，如公开号为CN101533934A的发明专利公开了一种电池组的液冷装置，其 设于电池组内的电池之间的散热管和电池组外部的散热器组件，散热管和散热器组件通过导流管组件连接，通过导流管组件将电池组内的热量带走。该方式的缺点是对电池组的密封要求高，并且冷却介质一般不能直接和电池接触（尤其采用金属壳体的电池），虽然电池组温度一致性比较高，但电池产生的热量向冷却介质的传递速度较慢，影响散热效果。
第三种方式是采用相变材料、绝缘导热胶等，如公开号为CN1870347A的发明专利公开了一种具有温度调节功能的电池包，授权公告号为CN2605670Y的实用新型专利公开了一种聚合物锂离子二次电池或电池组的散热包装，授权公告号为CN201243049Y的实用新型专利公开了一种电源，等等，上述专利主要通过在电池间隙中填充相变材料来散热。这种方式仅适用于小电流短期应用。因为相变材料只是一种储热材料，并不能有效的将热量散热出去，连续应用其储热也受到限制，所以应用场合受到限制。
另外，还有采用多种系统相结合的散热系统，如上述授权公告号为CN2627660Y的实用新型专利公开的一种大功率聚合物锂离子动力电池及其冷却组合结构，其在电池之间安装金属管，在金属管内进行通风；授权公告号为CN201323229Y的实用新型专利公开了一种具有散热装置的电池组，其包括串并联连接的若干个单体电池，相邻的单体电池之间的散热间隙内设有散热管，散热管再与电池箱体外的散热板接触进行散热。上述方式主要是通过流体介质进行散热或储热，要么散热效率低，要么电池内部温度均匀性差，不能完全发挥电池组的寿命和性能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种散热效率高、成本低、电池组内温度一致性良好的电池系统，通过采用多种介质冷却源，充分发挥各种冷却装置的特点，将电池组产生的热量传递到外围。
为了解决上述技术问题，本实用新型的思路是，采用相变材料、热管及风冷或液冷单元相结合，共同组成冷却装置。其中，相变材料具有良好的储热性能，在相变温度范围内可以吸收较多热量而温度变化不大，可以有效提高电池组内电池温度的一致性；热管具有很好的热传递效果，但与相变材料一样，其本身散热效率很低；风冷或液冷单元对流传热效果较好，可以通过气体或液体介质将热量带走。所以采用上述多介质冷却源，电池系统可在达到电池组内温度一致性良好的情况下，有效地将热量散到电池组的外围环境中。同时在温度低的情况下，可以使电池组保持在一定的温度，提高电池组的低温使用性能。
具体的，本实用新型一种包含多介质冷却源的电池系统，包括电池箱体、设于电池箱体内部的电池组、以及由多介质冷却源组成的冷却装置，所述冷却装置包括相变材料、热管以及制冷单元。所述相变材料填充于电池组内相邻单体电池之间的间隙、以及电池组和电池箱体之间的间隙内；所述热管的一端插设于相变材料中，另一端带有散热翅片，并与制冷单元相连，通过制冷单元对热管翅片进行散热。
所述制冷单元是风冷单元或液冷单元，可根据实际需要选择。
采用的所述相变材料是相变温度范围为0-60℃的相变材料。
在应用过程中，电池组产生的热量通过相变材料传递到热管上，通过冷却装置的风冷单元或液冷单元的冷却介质流过热管的热管翅片对其进行冷却，从而将热量传递到外围环境中。同时，相变材料的储热功能可以提高电池组的低温使用性能。
本实用新型采用上述结构，具有如下优点：
1．相变材料直接和电池接触，热量传递速度块，效率高；
2. 相变材料可以储存一定的热量，在一定温度范围内可以不通过其他冷却装置进行散热，节能效果好；
3. 电池组内温度均匀，单体电池温度一致性好，提高电池组使用寿命；
4. 热管传热效率高，可以将相变材料吸收的热量迅速传递到热管翅片上，通过风冷或液冷单元传递到外围；
5．适应性广，适用于塑料壳体、金属壳体等不同材料及形状的电池；
6. 提高了电池组的使用温度范围。
附图说明
图1是本实用新型实施例的系统结构图。
图2是本实用新型实施例的热量传递示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
作为本实用新型一个具体实施例，如图1和图2所示，一种包含多介质冷却源的电池系统，包括电池箱体1、设于电池箱体1内部的电池组2、以及由多介质冷却源组成的冷却装置3，所述冷却装置3包括相变材料31、热管32以及制冷单元33。
所述相变材料31填充在电池组2内相邻单体电池之间的间隙、以及电池组2和电池箱体1之间形成的间隙内；所述热管32的一端插设于相变材料31中，另一端带有散热翅片321，并与制冷单元33相连，通过制冷单元33对热管翅片321进行散热。
所述相变材料31的相变温度范围为0-60℃。
所述制冷单元33是风冷单元或液冷单元，可根据实际需要选择。
在应用过程中，电池组2产生的热量通过相变材料31传递到热管32上，通过冷却装置3对热管32进行冷却：风冷单元或液冷单元的冷却介质流过热管翅片321，通过热交换，从而将热量传递到外围环境中。
经实验，本实用新型的散热效果好，电池组2内温度均匀，提高了电池组2的使用温度范围和使用寿命。适宜于Ni/Cd、Ni/MH、锂离子等电池系统。可广泛应用于纯电动汽车、混合电动车、电动自行车以及储能等较大型的电池组应用领域。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种包含多介质冷却源的电池系统，其特征在于：
包括电池箱体、设于电池箱体内部的电池组、以及由多介质冷却源组成的冷却装置；
所述冷却装置包括相变材料、热管以及制冷单元，所述相变材料填充于电池组内相邻单体电池之间的间隙、以及电池组和电池箱体之间的间隙内；所述热管的一端插设于相变材料中，另一端与制冷单元相连。
2.根据权利要求1所述的一种包含多介质冷却源的电池系统，其特征在于：所述热管连接制冷单元的一端设有散热翅片。
3.根据权利要求1所述的一种包含多介质冷却源的电池系统，其特征在于：所述制冷单元是风冷单元或液冷单元。
4.根据权利要求1所述的一种包含多介质冷却源的电池系统，其特征在于：所述相变材料是相变温度范围为0-60℃的材料。
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