[发明专利]一种水合盐相变材料的电池快速加热装置

说明书

本发明公开了一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括：腔体、设置在所述腔体内的若干电池、填充设置在所述腔体内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为无机水合盐；所述腔体的开口处通过顶盖和橡胶密封条密封，所述腔体的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池的潜热释放装置。本发明电池启动过程中，通过机械撞击、搅拌、加入成核中心等方式，破坏相变材料的过冷状态以触发其凝固过程，促使相变材料内存储的热量瞬间释放，从而快速加热电池，电池升温速率高于5℃/min。

技术领域

本发明属于动力电池热管理领域，特别涉及一种低温环境下水合盐相变材料的电池快速加热装置。

背景技术

随着电动汽车的发展，凭借着高能量密度、高功率密度及长循环寿命等优势，以锂离子电池为代表的动力电池被广泛应用于电动车中。

然而，锂离子电池性能及安全性受温度影响显著，高温和低温都不利于锂离子电池正常工作。尤其在低温环境下，当环境温度低于10℃时，锂离子电池不仅有效容量减少20%以上。而且低温下锂电池电极容易出现锂镀现象，容易引发短路等安全风险。因此，加热电池使其温度保持在20~45℃范围内，能有效提高电池的性能及安全性。

现有的电池加热系统多采用通电加热形式，例如专利CN204011607U和CN105186065A等分别公开了一种电阻带加热的电池组加热方法；CN204289647U公开了一种通电后利用电池内阻加热电池的方法。尽管电加热速率高，但电加热系统复杂，而且加热过程必须消耗电量，必然造成电池电量的浪费。因此亟需提出一种结构简单消耗能量较少的电池快速加热方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出水合盐相变材料的电池快速加热装置。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括：

腔体、设置在所述腔体内的若干电池、填充设置在所述腔体内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为无机水合盐；所述腔体的开口处通过顶盖和橡胶密封条密封，所述腔体的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池的潜热释放装置。

进一步地，所述的潜热释放装置采用机械振动装置、机械搅拌装置或成核中心加入装置。

进一步地，所述的机械搅拌装置采用磁力搅拌器，用于搅拌所述相变材料。

进一步地，所述的机械振动装置采用敲击棒敲击打腔体底部。

进一步地，所述的成核中心加入装置采用成核剂加入装置，用于向相变材料内加入成核剂。

进一步地，所述的成核中心加入装置采用鼓泡装置，用于向相变材料内鼓入气泡。

进一步地，所述无机水合盐采用：

Na₂SO₄·10H₂O、CaCl₂·6H₂O或C₂H₃NaO₂.3H₂O，

或者采用：

C₂H₃NaO₂.3H₂O与CH₄N₂O、CH₃NO或C₂H₆O₂的共晶盐。

进一步地，所述的相变材料的相变温度为20~60℃，过冷度大于20℃，在环境温度-10~10℃以稳定过冷液形式存在。

进一步地，所述相变材料对电池1的加热速率大于5 ℃/min。