[发明专利]一种电动汽车电池包及其电池模组热管理单元

说明书

本发明公开了一种电动汽车电池包及其电池模组热管理单元，涉及电池技术领域，具体包括脉动热管、液冷板、风力源、集成式水箱、热源等执行元件，当热管理单元满足第一预定条件和第二预定条件、第三预定条件时分别启动第一模式、第二模式和第三模式，将电池模组的各种参数作为预定条件通过转换确定热管理单元的工作模式，能够更为匹配的调节电池模组的调节温度，耦合加热和散热，采用脉动热管与电池包接触，导热介质的通路不需要经过电池单元之间，可靠性高，解决相关技术中耦合加热和散热的较少，而且采用液体导热的方式可靠性较低的技术问题。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，更具体而言，是一种耦合加热和散热功能的电动汽车电池包及其电池模组热管理单元。

背景技术

申请号为CN201711387240.1的中国专利公开了“本发明是关于一种电池包热管理系统及电池包，涉及电池热管理技术领域，所要解决的技术问题是使其能够对多个电池模组分别进行温度调节。主要采用的技术方案为：电池包热管理系统，其包括：主液体循环管路，主液体循环管路中设置有循环水泵、加热器以及散热器；多个支液体循环管路，多个支液体循环管路依次并联在主液体循环管路的输出口和输入口之间；多个流量调节阀，多个流量调节阀分别设置在多个支液体循环管路中；多个换热器，多个所述换热器分别与多个所述支液体循环管路连接，多个所述换热器分别用于与多个电池模组连接，用于对所述电池模组进行热调节。本发明提供的电池包热管理系统，其能够用于同时对多个电池模组分别进行温度调节”。

诸如上述专利公开的电池包热管理系统，耦合加热和散热功效的电池包相对较少。

而且就现有技术中的电池包热管理系统的散热技术而言，空冷简便可行，但空气传热效率低，冷却速度慢，且易受环境温度影响较大；液冷与空冷相比，液体的传热系数通常比空气的传热系数要高，并且液体的边界层更薄，从而使得其导热率更高，液体冷却技术具有较好的散热效果，但是容易造成液体的泄露，并且管路的布置较为复杂，成本较高，系统的维护比较困难；相变材料冷却相比较以上两种冷却方式，由于相变材料导热系数低而且在相变时体积膨胀需要进行防漏设计，进而导致系统复杂；而热管作为高效的热传导装置，被应用在电池热管理中是一种较为理想的冷却方法。但在目前的研究中热管中的工质多以导热系数较低的水、乙醇、丙酮等为主，并且热管的形状不能和电池很好的匹配，限制了热管的高效散热。

就现有技术中的电池包热管理系统的加热技术而言，在寒区低温环境下，通过内部加热方式需要对电池进行充放电，使电池出现性能衰减。而自加热方式，使用第三电极加热电池组是个很大的技术挑战，其改变了电池的自身结构，一旦温控开关失效，会导致电池加热失控，存在一定的安全隐患，其可靠性需进一步研究。外部加热方式比较安全，易于实现，但是能量损失较大，加热速度慢。同时外部加热方式的加热功率易受到局部过热风险的限制，导致电池温度增加不均匀。如空气加热系统在电池箱内有到达不了的盲区，导致温度具有不确定性，与空气加热系统相比，利用液体热流的加热方式能够获得更高的传热效率。但传统的将液体通入电池箱底部的方法，对电池箱密封性有更高的要求，其可靠性更加难以保证。

综合来看，现有技术的电池包热管理系统存在的问题是耦合加热和散热的较少，而且采用液体导热的方式可靠性较低。

发明内容

本发明提供一种耦合加热和散热，采用脉动热管与电池包接触，可靠性高的电动汽车电池包及其电池模组热管理单元，解决相关技术中耦合加热和散热的较少，而且采用液体导热的方式可靠性较低的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种电动汽车电池包及其电池模组热管理单元，包括：

脉动热管，设于电池模组的电池单元之间，脉动热管内部填充有由基液和工质介质混合而成的混合纳米流体工质，基液为乙醇，工质介质为TiO₂纳米流体；

脉动热管分为第一换热段、绝热段和第二换热段，绝热段将第二换热段和第一换热段隔开，第一换热段与电池模组的电池单元导热接触；