[发明专利]一种锂离子电池组的温度管理系统及方法

权利要求书

1.一种锂离子电池组的温度管理系统，其特征在于：包括锂离子电池箱体(1)、冷却工质回路(6)和散热工质回路(3)；

所述锂离子电池箱体(1)包括由底板(12)、背板(13)、前板和上盖围成的空腔，垂直于底板(12)、均匀设置在空腔内的多个冷却板片(11)；冷却板片(11)中有冷却工质的槽道(14)；背板(13)上有冷却工质进口集箱(10)和冷却工质出口集箱(9)，冷却工质进口集箱(10)和冷却工质出口集箱(9)与每个冷却板片(11)中的槽道(14)相连通；每个冷却板片(11)与锂离子电池组的每个锂离子电池单体紧密接触，以将锂离子发出的热量带走；

所述冷却工质回路(6)通过管道与冷却工质进口集箱(10)和冷却工质出口集箱(9)连通，管道上设置有工质冷却器(4)和压缩机(5)，管道连通工质冷却器(4)的冷却工质进口和出口；所述冷却工质回路(6)中所用的锂离子电池冷却工质为超临界二氧化碳；

所述散热工质回路(3)由管路、冷却装置(2)和工质冷却器(4)组成，冷却装置(2)的进口和出口分别连通工质冷却器(4)散热工质出口和进口。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组的温度管理系统，其特征在于：所述冷却工质回路(6)中设置有冷却工质排放管路(8)，冷却工质排放管路(8)上设置有排放阀门(7)。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组的温度管理系统，其特征在于：所述冷却板片(11)由两块板片合并而成，其中一块板片上用蚀刻的方法形成流体槽道(14)，然后与另一块未蚀刻流体槽道(14)的板片通过扩散连接的方法制成一体式板片。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组的温度管理系统，其特征在于：所述散热工质回路(3)中的冷却装置(2)为冷却塔或制冷机。

5.权利要求1至4任一项所述的一种锂离子电池组的温度管理系统的工作方法，其特征在于：冷却工质回路(6)采用压缩机(5)控制冷却用超临界二氧化碳的压力保持在7.4～8MPa，控制工质冷却器(4)出口的超临界二氧化碳温度在15～35℃；工质冷却器(4)出口的超临界二氧化碳进入锂离子电池箱体(1)的冷却工质进口集箱(10)，然后通过冷却工质进口集箱(10)再流入各个冷却板片(11)；由于冷却板片(11)与锂离子电池组的每个锂离子电池单体紧密接触，这时锂离子电池组发出的热量就通过冷却板片(11)传递给冷却工质，吸收热量后的冷却工质汇集到冷却工质出口集箱(9)，然后通过管道流向压缩机(5)；当超临界二氧化碳的压力在7.4～8MPa时，拟临界温度的范围在30～40℃之间，超临界二氧化碳在拟临界点会表现出类似相变过程的特征，即比热变大，传热能力迅速增强；当锂离子电池组发生异常，释放过多的热量时，超临界二氧化碳流体因具有拟临界点的相变特征能够将热量全部带走，且保持锂离子电池组温度不继续升高；此外，压缩机(5)能够根据需要灵活调节冷却工质的流量，改变冷却工质的冷却能力；

锂离子电池箱体上设置有冷却工质排放管路(8)，冷却工质排放管路(8)上设置有排放阀门(7)，能够在紧急情况下将二氧化碳工质喷向锂离子电池组，起到隔绝氧气和强力冷却的作用；因为将高压的超临界二氧化碳释放到常压的空气中，二氧化碳在绝热膨胀的作用下会进入两相区，呈现低温气液两相状态，低温的液态二氧化碳喷到锂离子电池组上能够强力冷却锂离子电池组，且不会对锂离子电池组造成化学性伤害。