[发明专利]一种基于复合相变材料与液体冷却的锂离子电池热管理装置

说明书

本发明公开了一种基于复合相变材料与液体冷却的锂离子电池热管理装置，包括电池包，电池包上设有底座和顶盖；电池包内设有翅片和多个锂离子电池，翅片将电池包、底座和顶盖形成的密闭空间分隔为多个独立空间单元，多个锂离子电池布置在独立空间单元内，多个锂离子电池通过线排电性连接；电池包内还设有液冷板，液冷板与翅片连接；电池包内还设有复合相变材料，复合相变材料设置在电池包、底座和顶盖形成的密闭空间内，与翅片、锂离子电池充分接触。本发明的优点在于：其设置的翅片将复合相变材料吸收的热量从电池模组中传递到液冷板，而液冷板中的冷却剂则将热量从整个系统中传递到外界环境当中。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体地指一种基于复合相变材料与液体冷却的锂离子电池热管理装置。

背景技术

随着电动汽车的不断发展，锂离子电池作为动力电池，已发展成为最成功的二次电池之一。锂离子电池具有能量密度高、使用寿命长、无污染等优点。

然而，锂离子电池的寿命、性能和安全性主要受工作时的温度影响。锂离子电池允许的放电温度范围是-20℃至60℃，这意味着锂离子电池的最高工作温度应低于60℃。为了避免电池单元内部可能出现的短路现象，电池组的温度必须均匀分布，且电池组内部的最大温差不应超过5℃。

因此，相变材料凭借其相变过程中可以吸收电池组在充放电过程中产生的热量，并保持电池组之间的温度均匀性，是替代传统电池热管理技术的最有前途的方法之一。然而，当采用相变材料作为电池组的主要冷却策略时，由于相变材料的低导热性以及在高温环境中二次储热能力有限，所以在实际应用中仍有一些不足之处。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种基于复合相变材料与液体冷却的锂离子电池热管理装置，以解决上述技术问题，其解决了由于采用相变材料的低导热率，而导致电池组内部积热，和长时间充放电过程中受到二次储热的问题。

为实现上述目的，本发明所设计的一种基于复合相变材料与液体冷却的锂离子电池热管理装置，包括电池包，所述电池包上设有底座和顶盖；所述电池包内设有翅片和多个锂离子电池，所述翅片将电池包、底座和顶盖形成的密闭空间分隔为多个独立空间单元，所述多个锂离子电池布置在独立空间单元内，所述多个锂离子电池通过线排电性连接；所述电池包内还设有液冷板，所述液冷板与翅片连接；所述电池包内还设有复合相变材料，所述复合相变材料设置在电池包、底座和顶盖形成的密闭空间内，与翅片、锂离子电池充分接触，这样，可以通过所述复合相变材料从锂离子电池吸收热量，并通过所述翅片传导热量。

进一步地，所述翅片端部设置在液冷板上，这样，可以通过所述翅片从复合相变材料吸收热量，并通过所述液冷板传出热量。

进一步地，所述多个锂离子电池垂直设置在底座和顶盖之间，所述底座上表面设有多个底座安装孔，所述顶盖下底面设有多个顶盖安装孔，所述锂离子电池底端设置在对应的底座安装孔内，所述锂离子电池顶端设置在对应的顶盖安装孔内，所述线排设置在底座安装孔和顶盖安装孔内与锂离子电池的极片连接，所述底座安装孔、顶盖安装孔内周尺寸与锂离子电池的外周尺寸相同，这样，通过锂离子电池与底座安装孔、锂离子电池与顶盖安装孔之间的过盈配合，防止复合相变材料液化后与锂离子电池的极片接触。

再进一步地，所述液冷板垂直设置在底座和顶盖之间。

进一步地，所述复合相变材料由石蜡和膨胀石墨混合而成，所述膨胀石墨的质量占比为10-15％。

作为优选项，所述电池包内设有多个电池组和多个液冷板，所述电池组分别设置在多个相邻液冷板之间，所述锂离子电池并排设置在电池组内，所述翅片与液冷板连接，将各个锂离子电池隔离为独立空间单元。