[发明专利]基于平板式脉动热管和液冷系统组合的电池热管理系统及温控方法

说明书

本发明公开一种基于平板式脉动热管和液冷系统组合的电池热管理系统及温控方法，涉及电动汽车电池热管理系统技术领域。利用平板式脉动热管与液冷系统的配合，充分发挥平板式脉动热管均温性能，延后冷却液泵开启时间，降低整个电池模组的最大温差。平板式脉动热管与液冷通道板垂直交错布置，使脉动热管的理论蒸发端与理论冷凝端的温差更明显，增强脉动热管启动性能。本发明与传统液冷系统相比，能减少液冷系统的能耗，使液冷系统进口处与出口处的温度差相近，增强液冷系统整体换热系数，能对电池模组实现更快的降温效果，延长电池的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电动汽车电池热管理系统领域技术，尤其是指一种基于平板式脉动热管和液冷系统组合的电池热管理系统。

背景技术

电动汽车是解决碳排放量难题的重要方法之一，由于其不产生燃油废气，对环境没有损坏，且效率更高，行驶过程中换挡的时候没有变速箱突变带来的顿挫感等优点，电动汽车已经成为未来发展的核心方向之一。随着电动汽车的里程数的需求不断地上升，作为动力来源的锂电池所要求的电池容量也随之攀升。电池容量的上升带来的除了增加了电池容量，还增大了电池工作时的发热量，而锂电池是一种工作环境要求相对苛刻的动力元件，其需要电池芯温度最适合的温度是20-30℃温度；当电池芯温度高于45℃时，电池会受热膨胀，降低其寿命的同时增加安全风险；而当电池芯温度低于0℃时，其充放电倍率受到极大的影响，使整个电池模组无法提供足够的动能，且整个电池模组的温差控制在5℃内，最大温度差不超过8℃。这就使得对锂离子电池模组进行热管理的系统成为电动汽车的核心问题。

目前市面上的新能源电动车电池热管理方式主要分为风冷和液冷两种。风冷又包含空气自然对流及鼓风强制对流，其主要采用气体（空气）作为传热介质，有着结构简单，质量轻，有害气体产生时能有效通风，成本较低等优点，但由于其换热效率低，冷却速度慢，密封性差等缺点，风冷式电池热管理系统局限用于动力大巴，大型货车等可允许大空间鼓风的大型新能源汽车。为了解决风冷式的缺点，采用液体作为传热介质的液冷式电池热管理主要优点有：与动力电池壁面之间换热系数高，冷却速度快。因此液冷式电池热管理系统常用于普通乘用车，而在新能源乘用汽车续航能力增加，电池快速充电的时间减短的大环境下，电池对热管理系统的散热要求越来越高，液冷式电池热管理的散热能力也逐渐力不从心。

相变式电池热管理是目前仍难以普及但潜力极大的另一种电池热管理方式。其利用物质相变时吸收大量热而温度却不上升的特点，可以将电池充放电产生的热量吸收后，仍保持电池的工作环境温度。目前相变式电池热管理分为液-固类相变材料，如石蜡，和气-液类相变材料，如热管。相变物质仅吸收热量，其仍需要冷却手段带走电池产生的热量，因此其多与风冷式、液冷式系统组合。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种基于平板式脉动热管和液冷系统组合的电池热管理系统及温控方法，利用相变物质，解决液冷式电池热管理的不足，利用脉动热管的均温性的特点，与液冷系统组合成整体热管理系统，降低电池模组的最大温差的同时，能对液冷流道进行简化，增强液冷系统的安全性。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种基于平板式脉动热管和液冷系统组合的电池热管理系统，包括电池模组、导热绝缘垫片、液冷系统，三个部件由上至下依次层叠式紧贴布置，通过螺丝固定；所述液冷系统是由平板式脉动热管、隔离板、液冷通道板组成；所述隔离板具有进液口和出液口；所述平板式脉动热管具有工质充液口、一个或多个冲压制成的矩形回路通道，该工质充液口与回路通道相通，该工质充液口在充注工质后通过焊接封死；所述液冷通道板具有流通管道；所述平板式脉动热管与液冷通道板之间用隔离板分离，以扩散焊接的方式将三板组合并成整体，焊接后该流通管道连通进液口和出液口，所述平板式脉动热管的管径轴向方向与液冷通道板流道方向垂直交错，形成错流分布。