[发明专利]一种基于相变微胶囊浆料的锂离子电池散热结构及方法

权利要求书

1.一种基于相变微胶囊浆料的锂离子电池散热结构，其特征在于，包括锂离子电池(1)和冷却板(2)；若干个冷却板(2)平行设置，冷却板(2)之间的空隙设置一层或两层锂离子电池(1)，形成锂电池组散热结构；冷却板(2)通过两块冷却板基材板(3)焊接而成，内部形成若干冷却浆料流道(5)；各冷却浆料流道(5)呈“几”字形布置，且流道与流道之间互相平行；“几”字形流道的一端为冷却浆料进口，另一端为冷却浆料出口；“几”字形流道内设置有冷却浆料(4)；冷却浆料(4)为冷却液体与相变材料微胶囊的混合浆料。

2.根据权利要求1所述的一种基于相变微胶囊浆料的锂离子电池散热结构，其特征在于，冷却浆料为冷却液体和相变材料微胶囊的混合液体，其中：冷却液体为水、乙醇或两者的混合液体；相变材料微胶囊中的相变材料熔点在35℃～45℃之间；微胶囊壳体由聚合物或无机材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种基于相变微胶囊浆料的锂离子电池散热结构，其特征在于，锂离子电池为方形铝壳电池或软包电池；锂离子电池(1)和冷却板(2)之间可根据需要布置电加热膜。

4.根据权利要求3所述的一种基于相变微胶囊浆料的锂离子电池散热结构，其特征在于，冷却浆料流道(5)的入口和出口与电池箱外部的制冷循环系统连接。

5.一种如权利要求4所述的一种基于相变微胶囊浆料的锂离子电池散热结构的散热方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)判断锂电池组的运行温度和工作功率；当锂电池组在低于35°的环境中小功率运行时，关闭外部的制冷循环系统，电池发热量被冷却板中的冷却浆料吸收，热量以显热形式被冷却浆料带走；随着锂电池组的持续运行，冷却浆料由于持续吸热其温度逐渐升高，当达到相变材料的熔点时，微胶囊中的相变材料开始熔化，电池发热量被相变材料以潜热形式存储；

2)当锂电池组在低于35°的环境中大功率运行时，冷却板中的冷却浆料吸收电池发热量，以显热形式存储；随着冷却浆料温度的升高，微胶囊内的相变材料开始熔化，进一步吸收的电池热量以相变材料潜热的形式存储；当冷却浆料温度接进相变材料发生相变过程的温度上限时，启动外部的制冷循环系统对冷却浆料降温；当其温度达到低于其凝固点温度时，关闭外部的制冷循环系统，此时微胶囊内部的相变材料完全变为固体状态；并重复上述步骤进行电池组散热；

3)当锂电池组在高于35°的环境中运行时，开启外部制冷循环系统，对冷却浆料进行降温，当其温度达到低于其凝固点温度时，关闭制冷系统；冷却板中的冷却浆料吸收电池发热量，以显热形式存储；随着冷却浆料温度的升高，微胶囊内的相变材料开始熔化，进一步吸收的电池发热量以相变材料潜热的形式存储；当冷却浆料温度接进相变材料完全溶化的温度上限时，启动外部的制冷循环系统对冷却浆料降温，使其温度重新降低；当冷却浆料温度低于其凝固点温度时，关闭制冷系统；并重复上述步骤进行电池组散热。

6.根据权利要求5所述的一种基于相变微胶囊冷却浆料的锂离子电池散热结构的散热方法，其特征在于，外部制冷循环系统开启选取冷却浆料微胶囊内相变材料熔化过程的温度上限为控制点，温度上限为80％的相变材料熔化时对应的温度；外部制冷循环系统关闭选取低于相变材料凝固点温度的某一温度为控制点。