[发明专利]一种基于液体与相变材料的电池包热管理装置及其方法

说明书

本发明提供一种基于液体与相变材料的电池包热管理及其方法，利用热管、铝板和相变材料的高导热性，铝板和相变材料间隔安装在每块动力电池两侧,在铝板上设置Y形通道以及弯曲形加热热管，在相变材料中设置散热热管，还在电池包底部设置箱体，箱体内分布有孔隙率渐变的金属泡沫条，金属泡沫对应位置的箱体底面外侧安装电热膜，从而在电池包不同温度状态下智能启动不同的散热和加热方式，合理的利用了电池包的空间。本发明的装置结构简单且容易控制，保证了整个电池包的安全性、效率性和耐用性。

技术领域

本发明涉及电池包热管理技术领域，具体而言涉及一种基于液体与相变材料的电池包热管理装置及其方法。

背景技术

汽车尾气是影响空气质量的一个较大因素，随着人们的环保意识不断增强，对于新型清洁能源的需求也在不断扩大。电池作为替代化石能源的清洁能源，在电动车辆上的应用效果逐渐被社会公众所认可，使得电动汽车也越来越普及。

电动汽车的电池板上分布有多个电池包，电池包通常由多个电池组串联，为电动汽车提供动力供给，同时还不断储存能源。然而，电池包为封闭结构，其工作电流大，产生的热量大。若缺乏有效散热，可能导致电池的温度过高，影响电池的充放电能力和寿命，严重的还会引起电池自燃，甚至爆炸。

目前的电池包散热结构，通常采取单一散热方式，设置多个导热部件和通风通道，然后采用电扇进行风冷散热的方式，或者甚至部分电动车辆未采取任何的散热措施。然而，电池包风冷散热的效果不理想，难以维持电池的合适温度。另外，目前液冷散热的效率还有待提高。同时，我国南北方温度差异较大，特别是在冬天的北方地区，室外温度经常达到零下，这对动力电池的寿命造成了严重影响。更有甚者，当电池温度下降到零下二三十度以后，过低的电池温度给电动汽车的启动造成很大困难，在极寒地区在未给动力电池预热的情况下强行启动电动车很容易造成电池内部结构不可修复的破坏，造成电池报废。上述问题为电池包和电动汽车的推广带来阻碍，使人们不能放心使用电动汽车。

因此，电池包的高温热管理与低温热管理都非常重要，需要提供一种更高效率的电池包的热管理装置及其方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的不足，提出了一种多种方式结合、换热效率高的基于液体与相变材料的电池包热管理装置及其方法。该电池包的热管理装置及其方法主要是通过箱体内液体、铝板、电热膜、相变材料、热管、散热器的配合使用，实现电池包的温度调控，达到电动车电池均匀加热、有效散热的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于液体与相变材料的电池包热管理装置，包括箱体、热管、铝板、相变材料、多个单体电池和散热器，其特征在于，热管包括加热热管和散热热管，加热热管与箱体、铝板相互连接，散热热管与相变材料、散热器相互连接；所述铝板的内部设置有Y形通道，所述Y形通道的上方为两个入口，两个入口分别连接一汇流管，所述Y形通道的下方为出口，所述出口对应于所述箱体上的孔；所述箱体内装有液体，所述铝板安装在两块单体电池之间，所述相变材料设置在与所述铝板间隔一单体电池，所述散热器设置在电池包的顶端，所述散热器与散热热管相互连接。

可选地，所述汇流管位于所述铝板上方，并连接分流管，所述分流管的端面入口连接冷却液连管。

可选地，所述铝板上分布至少两根加热热管，所述加热热管为弯曲形，且至少有2处以上拐点,每个拐角的角度为170°。

可选地，所述箱体内对应每根热管的位置安装有金属泡沫，每块金属泡沫沿与箱体上进液口所在表面平行的方向从两端向中心方向孔隙率从0.8渐变为0.3，金属泡沫紧贴箱体内底，箱体外底对应金属泡沫的位置安装电热膜。

可选地，所述加热热管的蒸发端插入到所述金属泡沫中，所述加热热管的冷凝端插入到所述铝板中。