[发明专利]一种安全节能的立式锂电池包双模式热管理系统及方法

说明书

一种安全节能的立式锂电池包双模式热管理系统及方法，包括电池包内部的一组或多组立式电池和/或电池模组、电池包外壳、液冷板管换热器和带有风扇的外置空冷翅片。电池和/或电池模组正面横向贴合微热管阵列，微热管阵列的长度大于电池和/或电池模组的宽度且两端是弯折的，微热管阵列贴合电芯正面为传热段，弯折后的垂直部分分别贴合两个侧面作为蒸发段和冷凝段，并与对应的电池包外壳贴合；电池包外壳为封闭结构且至少在对应冷凝段处为导热隔板；液冷板管换热器至少对应贴合导热隔板外表面，且与制冷系统连接，外置空冷翅片的基板贴合于液冷板管换热器外侧。具有散热效率高、安全节能优势。

技术领域

本发明涉及一种安全节能的立式锂电池包双模式热管理系统及方法，属于电动汽车的电池包散热领域。

背景技术

锂电包的热管理不仅对电池寿命至关重要，也对电池的安全性至关重要。

传统的电池包热管理方法—空冷技术不仅不能满足锂电池包的防护等级的要求，而且由于风冷系统进出口温差大，造成电芯及电芯之间较大的温差，对锂电池的伤害大，因此目前看基本没有使用价值。

传统的具有高防护等级的锂电池包热管理方法一般采用液冷模式，目前大部分厂家采用的液冷底板，即只在电池模组的底部设置单一的液冷板，而电池模组的底部单一液冷板散热方式会造成电池单体内部上下很大的温度差，在快速充放电以及低温预热时，对电池的伤害较大。只有特斯拉采用所有电池全侧表面液冷模式。但目前液冷介质采用防冻液或者制冷介质直接冷却，后者相当于直膨式蒸发器。制冷介质直膨式冷却由于制冷介质温度过低，对电池会造成严重的冷冲击以及造成电池内部极大的温差，对电池造成很大的伤害，也基本没有实用价值。使用较多的是防冻液，防冻液中含有水，对于焊接部位多的液冷底板，在使用过程中，焊接部位容易破损，导致内部防冻液泄露；对于特斯拉使用到全侧面到液冷管，其焊接口虽然位于电池包到外部，一旦撞击，电芯之间的液冷管破坏，也会造成防冻液泄露，且焊接口在全侧面分布，焊接口被破坏的概率大。不论哪种情况，泄露的防冻液如果与电池包中的电池接触则会使电池包短路，都会造成严重的安全事故。

发明内容

为了解决现有技术安全隐患大、散热效率低、对电池伤害大的问题，本发明提出一种安全节能的立式锂电池包双模式热管理系统及方法。

本发明的技术方案：

一种安全节能的立式锂电池包双模式热管理系统，其特征在于包括电池包内部的一组或多组电池和/或电池模组、电池包外壳、液冷板管换热器和外置空冷模块，所述外置空冷模块内部具有空冷翅片，侧面具有风扇，

所述电池和/或电池模组为立式，且所述电池和/或电池模组的正面横向贴合微热管阵列，所述微热管阵列的长度大于所述电池和/或电池模组的宽度且两端是弯折的，所述微热管阵列贴合所述电池和/或电池模组正面的部分为传热段，弯折后的垂直部分分别贴合所述电池和/或电池模组的两个侧面作为蒸发段和冷凝段，并与对应的电池包外壳贴合；

所述电池包外壳围绕所述电池包且为封闭结构，所述电池包外壳至少在对应所述冷凝段处为导热隔板；

所述液冷板管换热器至少对应贴合所述导热隔板的外表面，且所述液冷板管换热器与电池包外部的制冷系统连接，所述空冷翅片的基板贴合于所述液冷板管换热器外侧；

所述液冷板管换热器的基板与所述空冷翅片的基板均为密封，并通过电池包外壳与电池和/或电池模组完全物理隔离。

优选的所述电池或电池模组为多组，彼此在水平方向依次叠加且呈一排或多排分布。

进一步优选的每组所述电池和/或电池模组至少贴合一个所述微热管阵列，每个所述微热管阵列与每组所述电池和/或电池模组的正面和两个侧面贴合，每组所述电池和/或电池模组的反面与相邻所述电池和/或电池模组的正面贴合的所述微热管阵列贴合。