[发明专利]一种电池热管理结构

说明书

本发明公开了一种基于相变材料与半导体制冷片的电池热管理结构，电池组为常见的矩形电芯，电池组置于相变材料制成的圆形腔体内，腔内填有阻燃油，电芯围成腔内的热量通过热管导入上端的均热板，然后进入半导体制冷片，相变材料为石蜡、膨胀型阻燃剂与金属粉复合而成，半导体制冷片由多个温差发电片串联或并联而成；在电池组高温时，通过半导体制冷片以及相变材料将电池组热量带走，同时底部散热微通道也可以加快散热；在电池组需要预热时，相变材料可将储存的热量传给阻燃油，且半导体制冷片也可以产生热量，通过热管对电池组组进行预热；本发明能够解决电池组温度管理问题，提高电池组均温能力。

技术领域

本发明属于电池热管理技术领域，具体涉及一种电池热管理结构。

背景技术

锂离子电池具有快速充电、比能量高、大电流放电等优点，作为动力电源被广泛应用于新能源汽车、船舶等领域。

锂电池在充放电过程中会产生热量，使电池温度上升。为追求较高的能量密度，电池成组化过程中，电池间距越来越小，大量电池聚集在一起同时工作，电池组内部的热量将很难疏散，会使内部电芯的工作温度升高，一方面过高的电池温度会对电池的寿命造成损伤，极端情况下甚至导致热失控，另一方面电池组内部与外侧的电池温度长时间相差过大，同样会诱使电池的安全事故。

另外当环境温度较低时，电池组将很难启动，这也是当前业界要解决的问题。

此外，电池组温度的不均匀性也会使性能受到影响，极端情况下将导致热失控等安全事故。电池的热管理问题日益受到重视。

因此发明一种可以快速导热使电池组工作在适宜温度范围内、减小电池组温度不一致性以及延缓热失控的电池热管理结构是必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种均温性效果好，兼具加热与散热功能的相变材料、半导体制冷片、热管相互耦合的电池热管理结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电池热管理结构，包括相变材料制成的圆柱形壳体、填充于壳体内的阻燃油以及没于阻燃油内的电池组，所述的相变材料为石蜡、膨胀型阻燃剂与金属粉复合而成，所述的电池组由沿圆周排列的多个矩形电芯组成，所述电芯排布组成的圆周内布置有热管，所述的热管一端与电芯围成区域内的阻燃油接触，一端连接有均热板，均热板外侧放置有半导体制冷片，所述的半导体制冷片由多个温差发电片串联或并联而成，所述的壳体底部设置有散热通道。

所述的一种电池热管理结构，其温差发电片是由P 型半导体的一端和 N 型半导体的一端通过铜导流片连接构成的PN 结，在 P 型半导体和 N 型半导体上下由热导率较高的均热板作为导热基底。

所述的一种电池热管理结构，其阻燃剂为石墨。

所述的一种电池热管理结构，其矩形电芯面积最小的两个面分别位于壳体的底侧和顶侧。

所述的一种电池热管理结构，其热管是一个一侧为冷凝端、一侧为蒸发端的圆柱管。在电池组需要散热时，蒸发端为插入端，冷凝端为伸出端；在电池组需要预热时，蒸发端为伸出端，冷凝端为插入端。

所述的一种电池热管理结构，其散热通道底部还设置有冷却通道。

本发明的有益效果是：本发明的电池、热管、阻燃油所组成的结构被相变材料组成的腔体包围，电池组需要散热时，相变材料可以蓄热，吸收部分热量，使温度更加均匀，需要加热时，相变材料可以提供部分热量，且用石蜡膨胀型阻燃剂和金属粉混合制成的相变材料具有良好的定性阻燃效果，金属粉的加入更增强了相变材料的导热性；电池组产生的热量通过热管导入上端的均热板，然后进入半导体制冷片，半导体制冷片既可以用于制冷，又可以用于预热，在电池组高温时，通过半导体制冷片以及相变材料将电池组热量带走，同时底部散热微通道也可以加快散热；在电池组需要预热时，相变材料可将储存的热量传给阻燃油，且半导体制冷片产生热量，通过热管对电池组进行预热。

附图说明