[发明专利]锂离子电池热管理系统

说明书

本发明公开了一种锂离子电池热管理系统，该系统包括电池箱体及电池组，电池箱体具有密封的内腔，电池组包括至少一组电池单体，各电池单体沿前后方向间隔布置且均位于所述内腔中，内腔的前部设有空气泵，一组电池的左右方向上的一侧设有与所述空气泵连通的进风风道、另一侧设有回风风道，电池箱体上设有用于将进风通道中的热量散至外界的散热器，进风风道中的经过散热后的空气通过回风风道流向所述空气泵所处空间。进风风道、回风风道位于封闭的电池箱体内部、不与电池箱体的外界连通，可以避免锂离子电池箱内部遭受灰尘侵蚀。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池热管理系统。

背景技术

锂离子动力电池的充放电过程都会产生化学反应热和电阻热，特别是随着大单体容量、高比能量锂离子电池的发展和动力系统下大电流放电的状态需求，使得电池的生热效应显著，这对锂离子动力电池热管理技术提出了巨大的挑战。锂离子动力电池性能、寿命与其工作环境温度关系密切，温度升高不仅极大地影响锂离子动力电池的性能和使用寿命，而且在充放电过程中的热扰动，可能会破坏电池组成材料的热稳定态，从而引发一系列放热副反应，最终导致热失控而引发安全问题。此外，由于材料及化学反应条件等本身固有因素，决定了锂离子动力电池无法工作在极端寒冷条件下，需要将电池升温到一定程度才能正常使用。总之，锂离子动力电池工作环境温度的严酷要求使得其在应用和维护方面技术问题突出，电池热管理关键技术的突破和发展，对电池使用适应性、安全性和经济性具有重要意义。

目前，锂离子动力电池热管理系统主要针对放热条件下的冷却展开，传统冷却方式有自然冷却和强迫风冷两种形式。自然冷却往往难以满足锂电池在大功率或高温环境下运行的散热需求。风机冷却散热的方式，如中国专利CN102945989B（授权公告日为2015.08.12）公开了一种锂离子电池热控制系统，该控制系统包括箱体，锂离子电池组安装于箱体内的内腔中，在内腔 一侧的侧面与箱体之间设有风道Ⅰ，在内腔的底部与箱体的底面之间设有风道Ⅱ。内腔的底部分布有风孔，内腔通过风孔与风道Ⅱ相通，在风道Ⅱ的一侧设有进风口，在进风口上设有可转动的风门Ⅰ，内腔另一侧面设有出风口，在出风口处设有可开启和关闭的风门Ⅱ，开启风门Ⅱ，出风口与箱体的外部相通，在出风口处设有排热风扇，排热风扇与出风口相对风机。强迫对流冷却虽然能够提高散热效果，但是风机冷却存在着两个方面的重大缺陷：（1）高温环境下，风机强迫风冷仍难以保证电池工作在适宜温度下；低温环境下，强迫风冷形式无法对电池实施加热升温；（2）强迫风冷电池箱包含进风通道和出风通道，冷却空气由外界环境进入，夹杂在气流中的粉尘、微粒等杂物会随着时间累积在电池箱内沉积，不仅会逐渐降低冷却空气的冷却效率，而且这些尘粒容易侵蚀电池及电池箱内部电子元器件表面，引发短路等安全性事故。特别的，对于电动或混合动力汽车，受在行驶过程中的大量灰尘、雨水等因素的影响，传统风冷形式电池箱难以使用。若车用动力电池采用空调系统送风冷却，则将大幅度提高电能损耗，降低电动汽车行驶里程能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池热管理系统，以解决现有的电池箱在对其内部电池组降温时冷却空气由外界环境进入，夹杂在气流中的粉尘、微粒等杂物会在电池箱内沉积、逐渐降低冷却空气的冷却效率的技术问题。

为了实现以上目的，本发明锂离子电池热管理系统的技术方案如下：锂离子电池热管理系统，包括电池箱体及电池组，所述电池箱体具有密封的内腔，所述电池组包括至少一组电池单体，各电池单体沿前后方向间隔布置且均位于所述内腔中，所述内腔的前部设有空气泵，所述一组电池的左右方向上的一侧设有与所述空气泵连通的进风风道、另一侧设有回风风道，所述电池箱体上设有用于将进风通道中的热量散至外界的散热器，进风风道中的经过散热后的空气通过所述回风风道流向所述空气泵所处空间。

所述电池箱体的内腔内还设有换热风道、集风风道，所述集风风道与所述进风风道上下间隔设置，所述集风风道与所述进风风道之间通过前后间隔设置的一组换热风道连通，所述换热风道设置于前后相邻的两个所述电池单体之间。