[发明专利]一种电池包热管理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车动力电池热管理技术领域，尤其涉及一种电池包热管理方法和装置。

背景技术

动力电池如锂离子电池能量密度高，体积小，循环寿命较长，在电动乘用车、商务车上应用潜力和市场很大。然而由于锂离子电池在充放电过程中温度升高影响自身性能与循环寿命，过高的温度甚至引起热失控，导致自燃、爆炸等事故，常规的钴酸锂正极材料电池温度需要控制在50摄氏度以内，以避免热失控和起火爆炸，提高安全性。随着电池材料和工艺的进步，以磷酸铁锂为正极材料的电池工作温度虽然可以提升到60摄氏度或更高，但随着温度进一步上升，电池容量衰减明显，在高温下仍然会发生热失控和着火现象，而在低温下电池容量大幅度下降，甚至无法启动。因此动力锂离子电池热管理技术的研究和实施尤为迫切。

动力电池包的热管理系统常常采取导热件进行被动冷却，或者采用电池通道的强迫空气冷却。被动冷却或者强迫风冷散热系统体积小，成本低，但是散热效果非常有限，并且电池温度均匀性差。而采用换热器和空调调节的液体或者空气冷却进行闭路温控循环，在电池温度高时进行冷却，在电池温度低时进行加热，具有调节效果好，电池温度可控的优点，有利于动力电池的热管理。

中国专利201210399617.6公开了一种电池模块，包括：多个方形电池单体；以及限定了大致蜿蜒形状的波纹翅片，所述波纹翅片带有交替的直线段和顶部段，使得所述多组电池单体中的至少一个设置在所述波纹翅片的限定在相邻直线段之间的区域中。该专利属于被动冷却，虽然具有一定的散热效果，但动力电池向翅片传热没有专门的紧固机制，导致接触缝隙和接触热阻较大，中心向外传热具有较大温差，散热能力不足，不适合于动力型电池。

中国专利201110345442.6公开了一种LED灯太阳花散热器，包括圆形散热座和若干散热鳍片，在圆形散热座的外圆上排列有散热鳍片，其特征在于：还包括散热筋，在相邻两个散热鳍片之间连接有散热筋，所述散热筋为弧形。所述散热座由铜材料制成。该专利的散热鳍片通过挤压工艺制备而成，工艺相对复杂、耗时，且制得的散热鳍片重量大，体积庞大，不能用于对重量、体积要求高的如汽车等的动力电池系统。

特斯拉公司在美国专利US8,263,250B2中，公开一种用于电池包热管理的液体冷却歧管结构，液冷管路经折弯后贴合电池排列。双层热界面材料添加在冷管之间，用于减轻冷管和电池的碰撞并减少热阻。然而，实际运行当中，由于冷管和电池之间没有固定装配，不可避免导致较大空气间隙，另外，实际运行当中频繁碰撞也会引起冷管和电池之间额外的空气间隙，而空气是热的不良导体，从而造成较大的界面接触热阻，不利于热传递，导致电池温升较高，温差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电池包热管理方法和装置，解决现在的热管理装置散热能力不足，不利于热传递，导致电池温升较高，温差较大的缺陷。

技术方案

一种电池包热管理方法，其特征在于：在电池包的每一个电池外设置有包裹电池的导热套筒，所述导热套筒和具有热传输功能的导热管路相连接，通过导热管路的热传输，对电池包的电池实现热交换。

所述导热管路采用两端开口，中间流动调温气体或者液体，通过调温气体或者液体由换热器/空调系统进行热对流，实现温度调整。

所述导热管路采用两端封闭的热管进行热传输，实现温度调整。

一种应用上述的电池包热管理方法进行热管理的装置，其特征在于：包括导热管路和与导热管路固接的导热套筒，所述导热套筒包裹在电池包的每个电池外，导热套筒的内部和电池的外部尺寸配合，导热套筒外侧固接在导热管路上，所述导热管路通过热传输将电池产生的热量传导出去，对电池包的电池实现热交换。

所述导热管路两端开口，中间通入经空调或换热器系统调节的流体，在流体经过导热管路时和导热套筒发生热交换，导热管路两端的进口段和出口段均连接收集管，再与空调或换热器管路连接。

或者，所述导热管路采用两端封闭的热管结构，内部填充有多孔芯材，部分装有液态工质，如水、丙酮、氨、戊烷、Feron-11，形成高导热热管结构，热管结构的蒸发段和所述导热套筒固接，热管结构的冷凝段一端伸入到收集管当中，与空调或换热器流体进行热交换。

进一步，所述导热管路为一层或者多层，沿导热套筒高度方向分布；所述导热管路为单管或者采用多管串联。

进一步，所述导热套筒为圆柱筒状，在电池和导热套筒之间填充有导热粘接料。

进一步，所述导热套筒为部分包裹在电池外周的贴合结构形状，经导热支架和导热管路相连。