[发明专利]一种锂离子电池组电源散热装置

说明书

本发明涉及一种锂离子电池组电源散热装置，包括泄气阀1、电子控制板2、金属散热器3、泄压阀4、电池组5、输入输出插座8、混合工质9、金属散热容器10、蒸汽管道11、回流管道12；金属散热容器10为中空腔体结构其内部填充混合工质9；金属散热容器10上盖板上设置有泄气阀1、泄压阀4；金属散热容器10侧壁上设有输入输出插座8；金属散热容器10内设有电子控制线路板2、电池组5；金属散热容器10的上方设置有金属散热器3，金属散热容器10侧壁上设有蒸汽管道11、回流管道12，金属散热容器10、蒸汽管道11、散热器3、回流管道12顺序连接构成热混合工质循环通路，保证电源系统工作在适当的温度环境，有利于延长了电池工作寿命。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池组电源散热装置，尤其是一种适应不同温度区域的锂离子电池组电源散热装置，用于防爆及高温环境的电源系统。

背景技术

太阳能、风能等绿色能源应用日益广泛，其使用过程中储能与安全问题一直备受关注。在电池储能技术中,锂离子电池由于具有较高的能量密度比和功率密度比,良好的充放电效率和灵活的成组方式,已在储能领域逐步取代铅酸蓄电池，成为大容量储能技术研究与应用的重点。

众所周知，单节电池能量小，通常需若干节电池组合在一起达到一定功率后才好使用。所以锂离子电池常以不同的结构形式串并联在一起，构成有一定功率的电源系统。当数节电池组合后，功率大了，线路中流过的电流变大，同时产生的热量也增大。若散热问题解决不好，极易发生热失控问题，在热失控出现时一旦不能及时采取措施，会造成温度过高导致电源系统瘫痪，甚至会引起爆炸发生。国内外已有多起电池爆炸事故，世界知名的几家公司也发生了锂离子电池爆炸事故。所以，锂离子电池应用的安全问题，属世界性的难题。

正因为如此，受目前技术水平限制，锂离子电池组电源常常采用小电流充放电，因而其过程所用时间很长，如一个(48V/25Ah)总功率为1200W的电源其充电需耗费5至6小时，很难满足人们快节奏生活要求，所用大家急盼大电流充电从而减少充电时间。而大电流充电减少充电时间这一美好愿望的实现十分不易，大电流流过线路必然产生大量的热量，高温若散发不出去就会不断的累积，当达到150℃时就会发生爆炸事故。

概况来说，锂离子电池组电源的安全应用，必须处理好散热问题。目前国内外对锂离子电池电源系统采用的散热方法很多，主要有：自然对流散热、空气强制对流传导、蒸发器提供冷源散热、自来水形成的冷壁散热等方法进行冷却散热，即迫使空气在单个电池之间流动将热量带走。当采用风冷工艺时，由于空气的导热系数低，热容小等缺点，导致电池电源系统传热系数小，散热冷却效率低，而且空气在电池电源系统内的流动不均匀会影响电池电源系统的温度一致性，其温度会在电池中间部位集中，形成热量累积的高温点，也是最容易引起热失控的危险地方。

另外，散热方法选择不当会出现其他问题，如：选用风扇送风抽风散热，噪声比较大，凉风也很难吹至电池组中间部位，不适合大电源系统散热使用；而水冷散热，需接入水管与水泵，水路循环系统复杂，存在水滴渗入电路导致短路或漏电的隐患，所以水冷仍然不理想。

值得指出：锂离子电池组电源若用作车载电源，冬天在寒冷的北方，-40℃的低温，该电源无法启动使用；若其应用在炎热夏季的南方，室外气温达40℃的高温时，该电源也无法正常使用。这是目前应用锂离子电池组电源作电动自行车、电动摩托车、电动汽车存在且带有普遍性的问题。所以，锂离子电池车载电源系统，需对环境温度进行测控，为其稳定工作提供一个合适的温度环境，使其能适应四季时节与不同地区。

针对以上问题，本发明借助一种新型混合散热工质，采用蒸发致冷技术给电池组电源散热，满足大电流及快速充放电需要；采用温度调节技术以及相应的隔热和保温措施，实现夏天致冷与冬天制热，为锂离子电池组电源系统正常工作提供稳定合适的环境温度。

散热器存在散热能力不足、重量和体积过大等问题。

发明内容