[发明专利]快充型锂电池包及其热管理及冷却装置

说明书

本发明揭示了一种热管理及冷却装置，包括：第一冷却部，包括至少两冷却管道，所述冷却管道之间设有若干组第一毛细管垫，所述冷却管道进一步包括若干分水器组，所述冷却管道之间进一步经所述分水器组于所述第二毛细管垫连通；第二冷却部，包括至少两冷却管道，两冷却管道之间设有若干第三毛细管垫；相变材料填充物，填设在所述第一、第二和第三毛细管垫的缝隙之中；其中，所述第一、第二、第三毛细管垫之间围设形成一容置部。本发明采用了毛细管垫的冷却方式，较传统水冷管道的两种方式，如细的铜管和铝制冷却板，在电绝缘问题、以及成本和重量方面都获得了大大优化。

技术领域

本发明涉及一种快充型锂电池包及其热管理及冷却装置。

背景技术

近年来，随着电动乘用车的迅速发展，需要具有高性能和大容量的电池为这些设备提供电力，目前比较普遍应用的是锂电池，但锂电池随着电流的增加，热得不均衡，越明显。极柱最热，侧面及底部散热面积最大。正极和负极随着电化学，及材料的不同，也产生温差。

锂电池温度敏感，长期在温度高于室温的状态工作，每升高10度，寿命递减。超过一定“高温”，还会产生热时效(thermal runaway)。商用，乘用车都有IP67的要求，目前对快充和高功率放电需求越来越高，尤其是快充非常受欢迎，从而增加了热管理的难度。

现有的锂离子动力电池包的冷却方案分空气冷和水冷两种。空气冷不能满足IP67的要求，也不能满足散热的要求。而水冷的设计都采用铜质热管，毛细铜管或铝制水冷板的设计，需电绝缘设计，结构复杂，质量重，造价高。

风冷是通常采用的方案，对有IP67要求的电池包，只有在低电流时才可行；但是对箱体的冷却导致电芯之间温度不平衡，电池包中间的部分温度远高于周边靠近箱体的电芯的温度。

此外，水冷成为必须的选择，但是面临种种阻力：

第一，动力电芯多采用钢壳或铝壳，有很多厂家把负极接到壳体上；电池包里，串联壳体的接触就造成了短路；

第二，由于电芯的壳体带点，即使不带电，也存在压差，电芯厂家都采用绝缘膜缠绕的方式，增加热阻；

第三，毛细管垫普遍采用的是金属细管，是脉动毛细热管，其缺陷是不能和电芯有“亲密”的接触，需要额外的绝缘措施，从而不能有效的把热量从电芯里导出来；

第四，国标要求锂电池动力电池包需要做到IP67，对电芯散热采用热管栅的设计，也造成了阻碍。

发明内容

应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。

针对上述问题，本发明提供了一种锂电池包热管理及冷却装置，通过毛细管垫和相变材料(PCM)的组合，实现相变材料(PCM)的相变热吸收和毛细管垫在热交换和热传导的优越性能。

本发明进一步公开了一种热管理及冷却装置，其特征在于，包括：第一冷却部，包括至少两冷却管道，所述冷却管道之间设有若干组第一毛细管垫，所述冷却管道进一步包括若干分水器组，所述冷却管道之间进一步经所述分水器组于所述第二毛细管垫连通；

第二冷却部，包括至少两冷却管道，两冷却管道之间设有若干第三毛细管垫；

相变材料填充物，填设在所述第一、第二和第三毛细管垫的缝隙之中；

其中，所述第一、第二、第三毛细管垫之间围设形成一容置部。

比较好的是，本发明进一步公开了一种热管理及冷却装置，其特征在于，

所述相变材料填充物包括相变热焓值在150～250KJ/kg，导热系数在 0.25k～(w/m*K)的有机相变材料。

比较好的是，本发明进一步公开了一种热管理及冷却装置，其特征在于，