CN206931685U - 一种电动汽车用超低温锂电池组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由若干单体电池串联和/或并联连接形成的电池组，电池组设置在电池箱内，相邻两个单体电池之间设置有导热片，且所述导热片连接于所述电池箱内壁，每个单体电池的外表面均设置有由相变温度为5~25℃的固固相变材料构成的加热层，所述加热层的外表面设置有散热层。相比于现有技术，本实用新型通过设置由固固相表材料构成的加热层，免去复杂的控制系统，保证了锂电池温度的均匀性，实现了锂电池组的超低温运行；而通过散热层和导热片的设置则有效满足了锂电池组的散热的要求，及时将锂电池组内部的热量散发出去，防止锂电池组内部热量积聚而引发安全问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电动汽车用超低温锂电池组。
背景技术
随着石油能源的短缺，人们环保意识的增强，近年来作为整车储能装置的动力锂电池越来越备受关注。动力电池是纯电动汽车的动力能源，它的工作性能和使用寿命受环境温度的影响很大。
在低温情况下，当温度降低到0℃以下时，存在锂离子在负极表面沉积还原，形成锂枝晶导致电池短路的危险，使动力锂电池的充电变成了困难的行为，电池的放电性能也大幅的衰减，无论是放电的倍率还是放电的容量都大幅降低，因此电动汽车在寒冷地区的使用研究变得迫切起来。特别是锂电池在低温下充电或运行，即电池在低温环境充放电下，电池的内阻加大，放电电压平台降低，可充放容量减少，电池的充放电效率明显减低，且对电池本身有一定的损害。
在高温环境下，动力锂电池内部不可逆反应物生成速度加快，不可逆反应物的增多导致电池的可用容量的加速减少，当电池的可用容量哀减到电池额定容量的80％时，电池的寿命将终结。
因此，对纯电动汽车锂电池的冷热特性研究及冷热管理系统的开发有着重要的意义。也就是说，纯电动汽车用超温锂电池，即要解决锂电池低温充电和运行的加热问题，同时也要解决运行一段时间后的散热问题，缺一不可。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种电动汽车用超低温锂电池组，实现锂电池组的超低温运行，同时实现锂电池组的不超温运行，延长锂电池组的使用寿命。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由若干单体电池串联和/或并联连接形成的电池组，电池组设置在电池箱内，相邻两个单体电池之间设置有导热片，且所述导热片连接于所述电池箱内壁，每个单体电池的外表面均设置有由相变温度为5~25℃的固固相变材料构成的加热层，所述加热层的外表面设置有散热层。
其中，固固相变材料可以是多元醇类、脂肪酸类，也可以是嵌段、接枝和交联类聚合物，例如以三嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为骨架，并向其中混入膨胀石墨和石蜡即得到所述的固固相变材料；此外，还可以为其它的固固相变材料，只要能满足5~25℃的相转变温度即可。其在低温环境下的加热原理是，单体电池的表面温度达到固固相变材料的相变温度时，固固相变材料会发生固固相变，释放热量，提高单体电池的表面温度，防止锂电池组的局部温度过低，保证了锂电池温度的均匀性，实现了锂电池组的超低温运行。
作为本实用新型电动汽车用超低温锂电池组的一种改进，所述散热层内设置有封闭的回形流道，所述回形流道内注有致冷剂。其中，散热层可由弹性材料或其它散热性良好的材料制成，在散热层内部设置回形流道并注入致冷剂加强致冷效果，所使用的致冷剂可以是L-薄荷醇、异蒲勒醇、薄荷氧基丙二醇、乙二醇和乙醇等。散热层的设置保证了锂电池组的散热效果，解决了锂电池组运行一段时间后的散热问题。
作为本实用新型电动汽车用超低温锂电池组的一种改进，所述回形流道的孔径大小为0.25~2.5mm。
作为本实用新型电动汽车用超低温锂电池组的一种改进，所述导热片的导热系数为大于或等于500W/(m·K)。其中，导热片可将锂电池组内部的热量传导到电池箱，进而散发到锂电池组外部。选择导热系数为500W/(m·K)以上的导热片（如石墨导热片），能够有效保证锂电池组的导热效果，从而能够及时将锂电池组内部的热量散发出去，避免热量积聚而引发安全问题。
作为本实用新型电动汽车用超低温锂电池组的一种改进，所述导热片的厚度为5~25mm。若导热片的厚度过薄，起不到很好的导热效果；若导热片的厚度过厚，会降低锂电池组的能量密度。
作为本实用新型电动汽车用超低温锂电池组的一种改进，所述加热层的厚度为5~15mm。若加热层的厚度过薄，达不到良好的加热效果；若加热层的厚度过厚，会降低锂电池组的能量密度。
作为本实用新型电动汽车用超低温锂电池组的一种改进，所述散热层的厚度为5~15mm。若散热层的厚度过薄，达不到良好的散热效果；若散热层的厚度过厚，会降低锂电池组的能量密度。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由若干单体电池串联和/或并联连接形成的电池组，电池组设置在电池箱内，相邻两个单体电池之间设置有导热片，且所述导热片连接于所述电池箱内壁，每个单体电池的外表面均设置有由相变温度为5~25℃的固固相变材料构成的加热层，所述加热层的外表面设置有散热层。相比于现有技术，本实用新型通过设置由固固相表材料构成的加热层，免去复杂的控制系统，保证了锂电池温度的均匀性，实现了锂电池组的超低温运行；而通过散热层和导热片的设置则有效满足了锂电池组的散热的要求，及时将锂电池组内部的热量散发出去，防止锂电池组内部热量积聚而引发安全问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1-单体电池；2-电池箱；3-导热片；4-加热层；5-散热层。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由若干单体电池1串联和/或并联连接形成的电池组，电池组设置在电池箱2内，相邻两个单体电池1之间设置有导热片3，且导热片3连接于电池箱2内壁，每个单体电池1的外表面均设置有由相变温度为5~25℃的固固相变材料构成的加热层4，加热层4的外表面设置有散热层5，散热层5内设置有封闭的回形流道，回形流道内注有致冷剂。
其中，固固相变材料可以是多元醇类、脂肪酸类，也可以是嵌段、接枝和交联类聚合物，例如以三嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为骨架，并向其中混入膨胀石墨和石蜡即得到的固固相变材料；此外，还可以为其它的固固相变材料，只要能满足5~25℃的相转变温度即可。其在低温环境下的加热原理是，单体电池1的表面温度达到固固相变材料的相变温度时，固固相变材料会发生固固相变，释放热量，提高单体电池1的表面温度，防止锂电池组的局部温度过低，保证了锂电池温度的均匀性，实现了锂电池组的超低温运行。
其中，散热层5可由弹性材料或其它散热性良好的材料制成，在散热层5内部设置回形流道并注入致冷剂加强致冷效果，所使用的致冷剂可以是L-薄荷醇、异蒲勒醇、薄荷氧基丙二醇、乙二醇和乙醇等。散热层5的设置保证了锂电池组的散热效果，解决了锂电池组运行一段时间后的散热问题。
在根据本实用新型的电动汽车用超低温锂电池组的一实施例中，回形流道的孔径大小为0.25~2.5mm。
在根据本实用新型的电动汽车用超低温锂电池组的一实施例中，导热片3的导热系数为大于或等于500W/(m·K)。其中，导热片3可将锂电池组内部的热量传导到电池箱2，进而散发到锂电池组外部。选择导热系数为500W/(m·K)以上的导热片3，如石墨导热片、立方氮化硼，这样能够有效保证锂电池组的导热效果，从而能够及时将锂电池组内部的热量散发出去，避免热量积聚而引发安全问题。
在根据本实用新型的电动汽车用超低温锂电池组的一实施例中，导热片3的厚度为5~25mm。若导热片3的厚度过薄，起不到很好的导热效果；若导热片3的厚度过厚，会降低锂电池组的能量密度。
在根据本实用新型的电动汽车用超低温锂电池组的一实施例中，加热层4的厚度为5~15mm。若加热层4的厚度过薄，达不到良好的加热效果；若加热层4的厚度过厚，会降低锂电池组的能量密度。
在根据本实用新型的电动汽车用超低温锂电池组的一实施例中，散热层5的厚度为5~15mm。若散热层5的厚度过薄，达不到良好的散热效果；若散热层5的厚度过厚，会降低锂电池组的能量密度。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (7)
1.一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由若干单体电池串联和/或并联连接形成的电池组，电池组设置在电池箱内，其特征在于：相邻两个单体电池之间设置有导热片，且所述导热片连接于所述电池箱内壁，每个单体电池的外表面均设置有由相变温度为5~25℃的固固相变材料构成的加热层，所述加热层的外表面设置有散热层。
2.根据权利要求1所述的电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于：所述散热层内设置有封闭的回形流道，所述回形流道内注有致冷剂。
3.根据权利要求2所述的电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于：所述回形流道的孔径大小为0.25~2.5mm。
4.根据权利要求1所述的电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于：所述导热片的导热系数为大于或等于500W/(m·K)。
5.根据权利要求1所述的电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于：所述导热片的厚度为5~25mm。
6.根据权利要求1所述的电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于：所述加热层的厚度为5~15mm。
7.根据权利要求1所述的电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于：所述散热层的厚度为5~15mm。
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| US20220363144A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-17 | Ford Global Technologies, Llc | Traction battery pack thermal management assembly |
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| US20220363144A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-17 | Ford Global Technologies, Llc | Traction battery pack thermal management assembly |
| US11772500B2 (en) * | 2021-05-17 | 2023-10-03 | Ford Global Technologies, Llc | Traction battery pack thermal management assembly |
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