[发明专利]一种圆柱锂离子电池热交换装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种圆柱锂离子电池热交换装置，包括外壳、封板、加热棒和热管；中空的金属管状外壳一端外周设有外壳凸沿，另一端有外螺纹且由封板封堵，封板上有透气孔。加热棒为插入外壳内的中空的电加热棒状部件；加热棒靠近外壳凸沿的一端有导电的引线；热管包括伸入加热棒空心中的管状本体和凸台，凸台从外壳外端部封堵外壳，引线通过凸台上的引线孔通向外壳外；凸台为金属；加热棒和凸台间的空隙内填充导热胶，导热胶粘接外壳、凸台、管状本体和加热棒端部。本发明还公开了上述圆柱锂离子电池热交换装置的使用方法。本发明的一种圆柱锂离子电池热交换装置从电池模组内部加热，加热快且均匀；还能通过热管将热量吸收后导出而降温，节约空间。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种圆柱锂离子电池热交换装置及其使用方法。

背景技术

随着消费电子、新能源汽车、储能领域的快速发展，锂离子电池应用场景更加广泛，这对圆柱锂离子电池成组的标准化、成组效率、集成度的要求也越来越高。尤其是锂离子电池在温差较大的环境下工作时，对锂离子电池的要求更高：锂离子电池在刚开始启动工作时，如果环境温度过低，则由于充放电反应的速度较慢，电池的电性能不能得到有效地发挥；而在环境温度过高时，则由于电池在充放电过程中放热，过多的热量又使得电池处于不安全状态，因此，对锂离子电池进行热管理是至关重要的。现有技术中对电池加热多采用分离式加热，比如：使用片状的加热板加热、循环水加热、加热膜缠绕加热等，这些加热方式均是在圆柱电池模组的外面加热，不仅结构复杂，而且无法对单个的锂离子电池进行加热，加热不均匀，加热速度慢，并且加热装置占用空间较大。另一方面，由于锂离子电池防护等级的要求，风冷的应用场景越来越少；液冷虽能达到比较理想的散热效果，但由于冷却系统复杂，装置成本高，不利于提高锂离子电池整体的体积能量比，结构集成度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆柱锂离子电池热交换装置，能够在锂离子电池模组的内部对锂离子电池进行加热，并且还节约空间，并且能在不加热时对锂离子电池模组适当降温。

本发明的技术方案为：

一种圆柱锂离子电池热交换装置，包括：外壳、封板、加热棒和热管；所述外壳为中空的金属管状物，所述外壳的一端外周设置有外壳凸沿，所述外壳的另一端设置有外螺纹；所述封板封堵在所述外壳有外螺纹一端，所述封板上设置有透气孔；所述加热棒为插入所述外壳内的中空的电加热棒状部件；所述加热棒靠近所述外壳凸沿的一端设置有引线，所述引线为导电线； 所述热管包括管状本体和凸台；所述管状本体的一端伸入所述加热棒空心中，另一端固定连接所述凸台；所述凸台从所述外壳的外端部封堵所述外壳，所述凸台上有引线孔，所述引线通过所述引线孔通向所述外壳外；所述凸台材质为金属；所述加热棒和所述凸台间有空隙，所述空隙内填充导热胶，所述导热胶粘接所述外壳、所述凸台、所述管状本体和所述加热棒端部。

本发明的一种圆柱锂离子电池热交换装置外壳为金属管状物，在使用时，插入电池模组中相邻的4个圆柱电池相邻接所形成的间隙中固定，充分利用了电池模组中的间隙，不增加整个电池箱的体积，节约空间。该装置的金属外壳内插有加热棒，加热棒通过引线连接外接电路发热，加热棒将热量传导给外壳，通过外壳将热量传至相邻接的周围4个圆柱电池中，使每个单个的锂离子电池升温，从而可以使锂离子电池模组在较低的温度下工作时快速加热，并且加热均匀，使锂离子电池快速进入最佳工作状态。当锂离子电池模组在较高的环境温度下工作时，加热棒不通电，此时，单个锂离子电池在充放电过程中产生的热量传导至本发明的圆柱锂离子电池热交换器的金属外壳，继而再传导至加热棒。由于加热棒的中空空心中有热管的管状本体，热管吸收加热棒中的热量，发挥热管的热传导快的优势进行快速传热，将热量传至凸台，由凸台再经过外设的散热系统而导出，从而使得锂离子电池模组得到快速降温。在本发明的圆柱锂离子电池热交装置的封板上还设置了透气孔，该透气孔方便外壳内气体在加热膨胀和冷却收缩时气体与外界交换，避免外壳内外气压不平衡。

优选地，所述外壳的外表面涂覆有绝缘层。