[发明专利]一种利用相变蓄热器的汽车动力电池低温辅助加热装置

说明书

一种相变蓄热器，其特征在于，包括：壳体，具有冷却液入口和冷却液出口；保温层，包覆在壳体外部；两块密封挡板，固定在壳体内的两端，将壳体分一个密闭的中空腔和位于该中空腔两侧的两个旁空腔；多根导管，该导管位于中空腔内，导管的两个开口分别设置在两块密封挡板上，将两个旁空腔连通，用于供冷却液通过；以及相变材料，填充在中空腔内，其中，两个旁空腔分别对应的与冷却液入口和冷却液出口连通，所选用的相变材料相变温度在30‑50℃范围内。

技术领域

本发明涉及一种用于插电式混合动力汽车基于相变储热技术的动力电池低温辅助加热装置，可利用相变材料储热技术在动力设备正常工作时回收部分余热，并在低温条件下利用所回收的余热对电池进行预加热，从而使动力电池达到正常的工作温度。

背景技术

随着能源问题及环境污染问题的日益加重，新能源汽车逐渐成为人们关注的焦点，但动力电池的续航能力很大程度上限制了新能源电动汽车大规模的使用，故可利用外网的外接电源进行充电的插电式混合动力汽车作为传统燃油汽车向纯电动新能源汽车转变的一种过渡产品，正受到越来越多的关注。插电式混合动力汽车既有传统内燃机汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱，也有纯电动汽车的动力电池组、电动机、控制电路等。与传统的油电混合动力汽车相比，插电式混合动力汽车拥有的电池组和电机更大、发动机更小等特点。插电式混合动力汽车在动力电池电能充足时，单独依靠动力电池就能满足日常出行，行驶较长的距离；在动力电池电能不足时，发动机才会参与驱动车辆或发电的环节。插电式混合动力汽车既可实现纯电动、零排放行驶，其行驶里程又不受充电条件所制约，具有传统燃油汽车的优势。现阶段，插电式混合动力汽车的车用电池多采用锂离子动力电池组，而锂离子电池在工作过程中会产生热量，如果没有合适的解决方案，极易发生热失控，引起动力电池着火、燃烧甚至爆炸，进而对司乘人员的人身安全产生严重威胁。目前的插电式混合动力汽车中，动力电池的散热主要依靠空气对流方式及液体对流方式，而液体介质由于导热系数较高，可使电池模块达到更好的温度均匀性等优点，被认为是未来动力电池热管理系统的发展方向。

但是，插电式混合动力汽车的动力电池组除了在正常工作状态下需要散热之外，在低温条件下，尤其当环境温度低于0℃时，还需要对电池组进行预加热。有研究表明，当动力电池在低于0℃的条件下放电时，其内阻会急剧增加，从而影响电池寿命。目前，低温条件下动力电池的加热主要依靠在电池表面布置电热丝、加热膜，通过主动加热方式进行加热，然而完全依赖主动加热的方式需要额外消耗动力设备的能量。对于插电式混合动力汽车而言，由于动力电池组的容量是有限的，完全采用消耗电能的主动加热方式，势必引起汽车续航里程缩减；另外，若使用发动机对动力电池组进行预加热，由于发动机在低温下启动会造成发动机燃油燃烧不完全，造成能源的浪费，同时引起尾气污染物排放量的增大。

发明内容

本发明是为了解决上述插电式混合动力汽车的动力电池在低温启动时完全采用主动加热或采用发动机加热会导致动力电池续航里程缩短或造成能源浪费及尾气排放等问题，目的在于提出一种利用相变蓄热器的汽车动力电池低温辅助加热装置及其实施方法。

本发明提供的相变蓄热器，其特征在于，包括：壳体，具有冷却液入口和冷却液出口；保温层，包覆在壳体外部；两块密封挡板，固定在壳体内的两端，将壳体分一个密闭的中空腔和位于该中空腔两侧的两个旁空腔；多根导管，该导管位于中空腔内，导管的两个开口分别设置在两块密封挡板上，将两个旁空腔连通，用于供冷却液通过；以及相变材料，填充在中空腔内，其中，两个旁空腔分别对应的与冷却液入口和冷却液出口连通，所采用的相变材料相变温度在30-50℃范围内。

本发明提供的相变蓄热器，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，中空腔被相变材料填充的填充率为80％-90％。

本发明提供的相变蓄热器，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，相变材料为正十九烷晶体。