[发明专利]一种高防护等级的空冷式锂电池包热管理系统及方法

说明书

一种高防护等级的空冷式锂电池包热管理系统及方法，包括电池包内部的一层或多层电池和/或电池模组、电池包外壳和外置空冷模块，所述电池和/或上表面和/或下表面贴合微热管阵列，贴合所述电池和/或电池模组表面的部分为蒸发段，所述微热管阵列至少有一端伸出所述电池和/或电池模组的表面，伸出部分作为冷凝段与电池包外壳贴合；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；所述外置空冷模块紧贴所述电池包外壳具有导热隔板一面的外表面，所述外置空冷模块内部具有空冷翅片，侧面具有风扇。具有散热效率高，无液体污染的风险，防护等级高的特点。

技术领域

本发明涉及一种高防护等级的空冷式锂电池包热管理系统及方法，属于电动汽车的电池包散热领域。

背景技术

锂电池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。

此外，无论哪种液冷模式，都依赖主动的制冷系统，对于电动汽车上动力锂电池包，一旦停车关机，液冷系统将会完全处于关机状态，而电池的局部热失控往往在汽车停车状态时发生，经常发生的电动汽车在停车时的自燃现象大多是热失控造成的，这个时候的热管理系统不起作用。而大部分热失控是由于电池局部温度升温(杂质等因素)过热，造成电芯内部膨胀破坏造成短路引起的，因此此种情况下的热失控很难避免。

此外，目前的液冷系统是不节能的，因为无论在什么季节开启电动车，只要电池的温度高于设定值，如35℃-42℃，制冷系统都需要开启散热，制冷系统需要消耗较多的电池储电。

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、不节能，且无法在停车状态使用的问题，本发明提出一种高防护等级的空冷式锂电池包热管理系统及方法。

本发明的技术方案：

一种高防护等级的空冷式锂电池包热管理系统，其特征在于包括电池包内部的一层或多层电池和/或电池模组、电池包外壳和外置空冷模块，

所述电池和/或电池模组为卧式，上表面和/或下表面贴合微热管阵列，所述微热管阵列贴合所述电池和/或电池模组表面的部分为蒸发段，所述微热管阵列的长度至少大于其覆盖的该层的电池和/或电池模组在一个方向的跨度，且至少有一端伸出所述电池和/或电池模组的表面，伸出部分作为冷凝段与电池包外壳贴合；

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；

所述外置空冷模块紧贴所述电池包外壳具有导热隔板一面的外表面，所述外置空冷模块内部具有空冷翅片，侧面具有风扇。