[发明专利]一种用于锂离子电池的对向流液冷电池管理及灭火系统

说明书

本发明公开了一种用于锂离子电池的对向流液冷电池管理及灭火系统，所述装置包括：液冷结构外壳、液冷板换热器和电池单元；电池单元的上下表面都安装一个液冷板换热器，液冷结构外壳将电池单元和液冷板换热器包裹；液冷结构外壳与液冷板换热器贴合。液冷板换热器设有双向液冷管道，并且液冷管道设有进气口，液冷管道表面设有细水雾喷头；本发明的优点是：双向流管道保持电池表面各部分温差在合理的范围内，保证电池的工作性能，避免长期温差过大，在温度过高或起火时，细水雾能够均匀覆盖整个电池表面，达到降温、灭火的目的。

技术领域

本发明涉及电池热管理技术领域，特别涉及一种用于锂离子电池的对向流液冷电池管理及灭火系统。

背景技术

近年来，随着全球环境污染及能源短缺问题的不断加剧，开发和使用以锂离子电池为动力的纯电或混合动力汽车、飞机、轮船等交通工具，受到世界各国的广泛关注。这其中，由于锂离子电池自身潜在的危险性以及其在快速充放电过程中的产热，使得其需要在电池热管理系统的作用下，在一个相对稳定的环境下工作，以使电池获得更好的动力输出特性、循环使用寿命和系统安全性。现有主流电池管理技术主要包含风冷和液冷技术。其中风冷技术，其进出口温度差异较大，导致电池散热均匀性较差，其主要适用于较小输出电流的应用场景，在大型动力输出装置中的应用价值相对较低。而液冷技术是一种防护等级更高的电池热管理方法，液冷板中的液体介质的比热容远大于空气，较小的流量就能带走大量的热量，能够将电池的热量高效地带到外界去。常见的是在电池上下表面各放置液冷板，通过控制冷却介质循环流动，吸收电池散出的热量。由于冷却介质进出时间不同，导致电池温度分布不均匀，尤其是进出口温度差异较大，这种温度不均匀性，对电池造成极大的损害，长时间使用，容易因电池一致性差异，影响电池使用寿命，甚至引发电池热失控。此外，现有的电池管理系统，无法在电池失控后对电池进行有效的处理，电池起火燃烧后，没有有效的措施方法扑灭火焰，阻止火势的进一步蔓延。

现在主流的锂离子电池液冷散热技术采用液冷板单向流管进行散热，即只有一个冷却介质进口和出口，由于流速的原因，冷却介质流经液冷板通道散热导致散热不均匀，不同部位温度不一致，特别是进出口处的温度，温差较大，长期温度不均匀分布会导致锂离子电池性能的下降，更严重的会导致电池热失控的发生；

所以，我们需要进一步研究开发一种可以在更好实现电池温度均匀性管理的同时，兼顾电池热失控前期电池快速降温和灭火的电池热管理及灭火系统。

现有技术一

中国发明专利：一种用于锂电池的并联式多通道液冷结构及锂电池，专利申请号为：201911326367.1。

现有技术一的缺点

该发明采用的是单向流管的形式，无法完全解决由于流速问题导致电池温度分布不均匀的问题，特别是进出竖直流管口处温差较大，长期使用，电池的使用寿命降低，并且容易导致电池热失控情况的发生。该发明中电池温度异常升高或电池起火爆炸后，没有采用有效的手段对电池进行降温、灭火，阻止火势的蔓延，有极大的危险性。

现有技术二

中国发明专利：一种锂电池液冷箱，专利申请号为：201910767862.X。

现有技术二的缺点

该发明采用了单向流管的形式，不能够在散热的同时使锂离子电池表面温度分布均匀，导致电池表面各部分温差较大，长时间使用，影响电池的性能、使用寿命，造成电池热失控起火的概率增加。该发明也没有有效的降温、灭火措施，在电池温度过高或起火燃烧时，不能够有效的降低温度和灭火。

中国实用新型专利：一种安全型电动车锂电池，专利申请号为：201922428162.6。

现有技术三的缺点