[发明专利]一种基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的系统和方法

权利要求书

1.一种基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的系统，其特征在于，包括箱体和设置于箱体内若干个并排竖直放置的方型锂离子电池单体组成的锂离子电池组，所述的锂离子电池组一侧设有液体入口管，另一侧设有液体出口管，所述的箱体内还设置有微通道金属板，所述的微通道金属板和锂离子电池单体间隔竖直排列，相变微胶囊悬浮液通过液体入口管进入微通道金属板对锂离子电池单体进行冷却或加热，再由液体出口管流出，所述的锂离子电池组内设置有温度传感器，所述的箱体外部设置有控制器、水泵、加热器、散热器和制冷器，所述的控制器、加热器、水泵和箱体形成闭合的电池低温加热环路，所述的控制器、散热器、水泵和箱体形成闭合的电池常温冷却环路，所述的控制器、冷却器、水泵和箱体形成闭合的电池高温冷却环路，所述的控制器还连接温度传感器，接受温度传感器传来的信号；

所述的微通道金属板上设置有用于相变微胶囊悬浮液流动的微通道，微通道包括若干条均匀分布的竖直通道、上水平通道和下水平通道，其中微通道的入口位于上水平通道一端、微通道金属板左上方，微通道的出口位于下水平通道一端、微通道金属板右下方；所述的相变微胶囊悬浮液由质量分数为80％的水和质量分数为20％的相变微胶囊组成，所述的相变微胶囊的平均粒径为0.1～1000μm。

2.根据权利要求1所述的基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的系统，其特征在于，所述的微通道金属板的微通道总面积占微通道金属板面积的70％；所述的微通道金属板壁厚0.5mm，微通道截面为矩形，厚度为3.5mm。

3.根据权利要求1所述的基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的系统，其特征在于，所述的微通道金属板、液体入口管和液体出口管的材料均为铝。

4.根据权利要求1所述的基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的系统，其特征在于，所述的液体入口管的管截面为扁平状，所述的液体出口管的管截面为扁平状。

5.根据权利要求1所述的基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的系统，其特征在于，所述的相变微胶囊的囊壁材料为密胺树脂或脲醛树脂，所述相变微胶囊内的相变材料为石蜡或石蜡烃。

6.根据权利要求1所述的基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的系统，其特征在于，所述的锂离子电池单体设有正极极耳和负极极耳，所述的液体入口管设置于锂离子电池单体的正极极耳外侧，所述的液体出口管设置于锂离子电池单体负极极耳外侧的下方，所述的温度传感器靠近正极极耳或负极极耳处设置。

7.一种基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的方法，其特征在于，利用权利要求1-6中任一权利要求所述的基于相变微胶囊悬浮液的锂离子电池组热管理的系统，包括以下步骤：

(1)寒冷条件下，温度传感器监测到锂离子电池组内温度低于10℃，控制器启动水泵和加热器，开通电池低温加热环路，相变微胶囊悬浮液经加热器升温后在水泵的驱动下进入箱体，流经液体入口管、微通道金属板和液体出口管，通过对流换热的方式对锂离子电池组进行加热，将锂离子电池组温度控制在25℃以上；

(2)常温条件下，当锂离子电池组小倍率充放电时，锂离子电池单体各部分发热量均匀、产热量小，相变微胶囊悬浮液呈静止状态，锂离子电池组内锂离子电池单体间的微通道金属板里，相变微胶囊悬浮液通过热传导吸收电池产生的热量，相变微胶囊悬浮液中的相变微胶囊依靠其相变潜热降低了锂离子电池组最高温度、减小了锂离子电池组各部分的温差；

(3)常温条件下，当锂离子电池组大倍率充放电时，锂离子电池单体各部分发热量差异较大，靠近锂离子电池单体的正极极耳或负极极耳处发热量大温度最高，当正极极耳或负极极耳附近的温度传感器监测到温度高于40℃时，控制器启动水泵和散热器，开通电池常温冷却环路，相变微胶囊悬浮液在水泵的驱动下进入锂离子电池组，流经液体入口管、微通道金属板和液体出口管，通过对流换热的方式对锂离子电池组进行降温，同时减小锂离子电池单体和锂离子电池组的温差；

(4)高温情况下，当锂离子电池组内的温度传感器监测到锂离子电池组温度高于40℃时，控制器启动水泵和制冷器，开通电池高温冷却环路，相变微胶囊悬浮液经制冷器降温后在水泵的驱动下进入锂离子电池组，流经液体入口管、微通道金属板和液体出口管，通过对流换热的方式对锂离子电池组进行降温，同时减小锂离子电池单体和锂离子电池组的温差。