[发明专利]基于相变储能和热电效应的动力电池自动控制热管理系统

说明书

本发明公开了一种基于相变储能和热电效应的动力电池自动控制热管理系统，包括位于封装外壳内的电池组模块、重力热管管组、以及温度自动控制模块，其中，电池组模块包括单节电池、复合相变材料空心圆柱筒、铝基壳；重力热管管组包括多个重力热管；温度自动控制模块包括半导体热电片均热板子模块、以及分布于各个电池子模块中的测温热电偶，半导体热电片均热板模块包括半导体热电片、均热板、翅片，测温热电偶则用于根据测得的温度调整半导体热电片的正接与反接。本发明通过对其关键模块组件的结构及其设置方式、内部构造、以及各个模块组件之间的相互配合的工作方式等进行改进，与现有技术相比能够有效解决动力电池热管理控制的问题。

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，更具体地，涉及一种基于相变储能和热电效应的动力电池自动控制热管理系统，该动力电池热管理系统可在极端温度环境情况下均能有效工作，是一种高效节能技术。

背景技术

在21世纪，能源危机是一个在全世界范围内引起广泛关注的一个话题。其中，石油资源是各国各行业的经济产业的支柱能源，而每年交通行业的石油用量占全球石油年开采总量的50％左右。同时，普通燃油汽车尾气的排放对空气的污染给环境带来巨大的威胁。因此，新能源纯电动汽车，混合动力电动汽车的发展迫在眉睫。

汽车动力电池是电动汽车的核心，它在工作过程中内部会发生一些物理化学反应，产生大量的热量，使电池的温度迅速上升。而高温环境会使电池的工作寿命，放电效率与续航里程等大幅度的下降；而在某些极端低温情况下，电池温度过低同样会给电池组带来一定的损耗；电池内部温度不均匀时会使得电池的衰减速度不一致，从而使得其各部分的性能不匹配。电动汽车动力电池组需要一个合适的电池热管理系统来维持其正常的工作状况。电池热管理系统对动力电池的热管理作用主要体现在两个方面：首先，将电池的最高温度控制在最佳工作温度范围内；其次，将电池组的温度差异控制在合理的范围内，保证电池温度的均匀性。现阶段，动力电池热管理的研究主要集中在风冷，液冷和相变材料冷却上。风冷液冷电池热管理技术已经取得了一定的效果，也已经成功的运用在了某些电动汽车的热管理上，而它们主要的不足之处在于需要一定的能量来支持其正常运行。复合相变材料热管理技术运用相变材料高的蓄热能力与基体较高的热导率来进行热管理，它将热量快速的从电池中吸收，以潜热的形式储存，在较低温度下又能将热量散失到环境中；整个过程基本无需额外的能量来支持系统的运行。

此外，现阶段所提出的相变材料热管理系统的设计方案中，基本没有考虑到在极端情况下电池组工作的温度性。在夏天高温环境下，电池快速充电完成后，电池组模块的温度会处于一个极高的水平；此时若只用相变材料来吸收传导热量，并不能满足快速散热的目的。在北方某些严寒的城市，冬天汽车在启动时的温度会到零下几十摄氏度，若不给电池组模块加热，汽车无法稳定运行。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种基于相变储能和热电效应的动力电池自动控制热管理系统，其中通过对其关键模块组件的结构及其设置方式、内部构造、以及各个模块组件之间的相互配合的工作方式等进行改进，与现有技术相比能够有效解决动力电池热管理控制的问题，是一种稳定、环保有效的热管理系统，并且该动力电池自动控制热管理系统还考虑到了可能存在的低温动力电池运用环境，在环保、实用性等方面更具有优势，尤其可应用于新能源汽车动力电池管理。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于相变储能和热电效应的动力电池自动控制热管理系统，其特征在于，包括位于封装外壳内的电池组模块、重力热管管组以及温度自动控制模块，其中，