[实用新型]具有智能温度调节功能的动力锂电池组

说明书

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，具体是一种具有智能温度调节功能的动力锂电池组，其在由锂电池单元串并联组成的锂电池模块内部充填相变储能微胶囊，并配置多个热管构成智能温度调节系统。

背景技术

动力锂电池组能量密度高、环境污染少、组装简便、成本低廉，被称作是电动车的未来“心脏”。然而，锂离子电池组在实际工作中，充放电过程存在化学反应热、焦耳热，特别是大功率大电流放电时，单体电池温度过高，会导致电池模块内温度严重不均衡，使得电池模块因热失控而过早失效，甚至产生自燃和爆炸等严重后果。高性能锂离子动力电池组需要配备有效的热管控系统，使之确保适当的电池工作温度，降低各个电池模块之间的温度差异，才能保证电源系统长期安全稳定的工作状态。

传统的热管控系统主要采用强制通风、水冷和自然对流散热三种，均存在一定应用缺陷：强制通风和水冷属于主动散热，此类系统由于需要风机、泵、管线以及其它附件而使结构庞大复杂，此外，风冷会影响锂电池模块封装的密封性，水冷成本过高且需要对应绝缘处理，它们也消耗了电池能量，降低了电池的实际功率密度和能量密度，不适用于电动自行车及其他小型锂电池动力装置。自然对流散热属于被动散热，是通过优化电池组结构进行最大效率的空冷，在空气对流状况不佳的情况散热效果非常有限。

新型的锂电池组热管控系统采用相变储能材料（PCM）。相变储能材料（PCM）具有相变潜热高（即储热能力强），循环寿命长、绿色环保、价格低廉等优势，在电池热管控系统中能够缩小整个电池组体积，减少运动部件，主动对电池组中的热量进行智能调控，并且不需要耗费电池额外能量，因此是一类具有广阔应用前景的热调节材料。但是，由于相变储能材料导热系数不高，储热速率偏低，在解决如炎热的夏季（>35℃）、电池快速大电流放电或高功率工作（加速、爬坡等）的情况时，单一的相变储能材料热管控系统仍存在散热不足、控温滞后的问题。

目前，在锂电池内将相变储能微胶囊、热管和锂电池单元结合，实现自体智能调温的动力锂电池组未见有关文献披露。

发明内容

本实用新型旨在提供一种具有智能温度调节功能的动力锂电池组，其在锂电池内设置相变储能微胶囊和热管构成智能温度调节系统，相变微胶囊填充在锂电池组模块内部，小型热管穿插在相变微胶囊之中，相变材料发挥吸热作用，热管进行快速传热，从而以被动散热方式控制锂电池组处于最佳工作温度范围，特别是大功率及大电流放电下，可以有效降低锂电池组电池单元的最高温度。

本实用新型提供的具有智能温度调节功能的动力锂电池组，包括电池箱体，设置于该箱体内的若干锂电池单元及设置于该箱体内的智能温度调节系统；该智能温度调节系统包含：填充在电池箱体内、所述锂电池单元之间的相变储能微胶囊；以及，插置于所述锂电池单元之间的若干热管，每一个热管的周壁均与相变储能微胶囊接触，每一个热管的两端分别与锂电池组箱体的上盖、底板紧密接触。

所述智能温度调节系统进一步包括涂布于所述锂电池单元表面的导热涂层，每一个锂电池单元通过其表面的导热涂层与所述相变储能微胶囊接触。在电池单元表面涂布加速传热的导热涂层能够减少热阻，使得电池散发的热量及时传递给相变储能微胶囊。

所述具有智能温度调节功能的动力锂电池组装配方案如下：将涂布了导热涂层的锂电池单元按串并联组成锂电池组，打开装配锂电池组的电池箱体上盖，将锂电池组装入电池箱体内部，固定位置，往电池箱体内部的空隙位置填充相变储能微胶囊，待相变储能微胶囊填充完成，插入热管，使热管一端与电池箱体的底板接触，盖上电池箱体的上盖，使电池箱体上盖与热管另一端接触，拧紧螺钉固定电池箱体的上盖，使每一个热管的两端分别与电池箱体的上盖、底板紧密接触。

其中智能温度调节系统的工作原理是：当锂电池单元充放电时温度升高，热量通过锂电池单元表面的导热涂层及热管传递给相变储能微胶囊，当内部温度达到相变储能微胶囊内相变材料的相变点时，相变材料发生固液相变，吸收大量热量；当环境温度低于相变储能微胶囊内相变材料的相变点时，相变材料放出相变潜热，调控内部温度，借助相变材料相变时温度不变的特性，使锂电池组内部温度趋于一致。当锂电池组工作在大功率及大电流下温度持续升高，多余热量还可通过热管传递到电池箱体外壳，借助空气对流释放到外部环境。