[发明专利]一种动力电池组热管理系统

说明书

本发明公开了一种动力电池组热管理系统，包括若干翅片管及若干个电池单元，若干个电池单元交错排放于翅片管的两侧，翅片管包括导热管及套于导热管上的若干翅片，若干翅片管由导热管串接形成整体的热管理模块，翅片管两侧的电池单元挤压翅片变形，使变形的翅片填充于相邻电池单元之间的缝隙内。本发明动力电池组热管理系统结构合理紧凑，导热管与翅片，翅片与电池紧贴电池圆柱面，因而导热效率高，散热速度快，能有效降低电池组温度，解决动力电池组的散热问题，延长其使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种动力电池组散热系统领域，特别是圆柱形锂离子电池构成的汽车用动力电池组散热系统。

背景技术

锂离子电池因其优越的性能可能会广泛应用于电动汽车中，然而，锂离子电池工作过程中会产热，如果不及时散热，就容易引起电池内部的热量堆积，导致出现故障甚或发生安全事故。温度上升，电池内阻减小，一定程度上改善电池性能。但是，温度的升高，会加速电池内部放热化学反应速率，导致更多热的产生，可能会破坏电池及诱发热失控。电动汽车在行驶过程中，因起停或变速等原因，动力电池负荷波动起伏，电池产热动态变化，而且，多变的路面状况及环境条件意味着散热条件亦动态变化。电动汽车续航里程的提高要求发展更大容量动力电池，还要求电池具备较好的快速充放电能力，实际使用中也可能存在电池滥用或突发事件(如撞击)等情况，这些因素均会进一步恶化电池散热系统工作条件。对于电池组来说，随着尺寸增大，电堆内单体电池产/散热不均衡更为突出，如果散热方案设计不当，电池组内不同系统以及电池系统内部各个单体电池之间会产生非常严重的不均衡温度分布，从而造成单体电池非均衡使用，进一步导致电池系统过早失效。因此，开发合理有效的锂离子电池组热管理系统，对于提高电动汽车安全性和使用寿命至关重要。目前，圆柱形的锂离子电池生产已经国际标准化，例如18650和21700型号。因为其制作标准化，成本低，性能稳定，散热效果好等优点，被许多电动汽车企业采用作为其动力电池组单元。

一般情况下，锂离子电池工作温度在20～45℃左右其效率和寿命最佳，也就是说在常温环境下，需要为电池组散热，在低温环境下需要为电池组适当加温。因此，需要一种热管理系统，可以调节电池组的温度，在高温时散热，低温时加热以保证电池组的长期可靠性。

发明专利内容

本发明的目的在于提供一种动力电池组热管理系统，使得电池组能够在极端温度环境下维持合理工作温度和各系统温度的均匀性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动力电池组热管理模块，主要由多个电池单元和翅片管组成，翅片管由导热管及套在导热管上的翅片构成，每排翅片管内的导热管至少有一根；交错排放的两排电池单元放置在一排翅片管的两侧并挤压翅片管两侧的翅片，相邻电池单元之间的缝隙由受压变形后的翅片填充。由于翅片很薄，质地柔软，受挤压后可有较大的变形，会紧贴电池单元表面填充缝隙。

进一步地，导热管采用铜管制成，翅片管内的铜管具有一定可塑性，可根据需要进行一定程度的压扁，这样可以减少整个电池组的体积。

进一步地，若干排翅片管由铜管串接形成电池组热管理系统的框架结构，每排翅片管中的铜管可以是单根、双根或多根，各排翅片管之间的管路连接方式可以有多种形式，可以单管进单管出、单管进多管出、或多管进出等，管路连接方式的原则以电池组温度均匀性较好为目标。

进一步地，电池单元的形状为圆柱形，翅片在受到圆柱形电池单元的挤压后有较大的变形，翅片紧贴圆柱形电池单元表面，填充在相邻圆柱形电池单元之间的缝隙内。但电池单元的形状不限于圆柱状，方形电池等也是可以采用的，而且比圆柱形电池，方形电池更容易制作。电池单元的选择原则上为将翅片压制成与电池形状紧密贴切的形状即可，有一定的通用性。

本发明的有益效果为：

一、充分利用了电池的圆形外表面，和翅片的柔软可变性特性，使得电池的热量能够通过紧密接触以较小的热阻导出。