[发明专利]一种基于液体相变材料的电池包热管理装置及电动汽车

说明书

本发明公开了一种基于液体相变材料的电池包热管理装置及电动汽车，包括：箱体、箱盖、电池、多孔介质薄板、液体相变材料和液冷板；在所述的箱体底部盛装有液体相变材料，箱体内部设有一排电池，每个电池两侧均竖直安装有至少一个多孔介质薄板，相邻的多孔介质薄板之间有间隙，在电池和多孔介质薄板上方设有液冷板，在液冷板上方设有箱盖，所述的箱盖和箱体顶部配合。

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池包热管理技术领域，具体涉及一种利用毛细力的基于相变材料的电池包热管理装置及电动汽车。

背景技术

能源与环境是国际社会最为关注的话题，随着能源短缺和环境污染问题的日益严峻，节能减排已成为十分重要的社会课题。在交通工具方面，相比于传统内燃机汽车，纯电动汽车以电能作为动力，具有清洁、高效、低污染等优点，更加符合节能减排的理念，因此受到了广大的关注。作为纯电动汽车的唯一动力源，动力电池的性能优劣直接影响到整车性能。而动力电池的性能、寿命和安全性对于温度十分敏感，温度过高、过低、分布不均都会对电池产生影响，尤其是当温度过高时，甚至还会热失控进而引起燃烧、爆炸等安全性问题。由于对电动汽车的高续航里程、高动力等要求，需要电池大量集成以及大功率放电，则势必造成电池包产热量增加、温度升高。因此需要对电池进行热管理，使电池工作在合适的温度区间并保证电池单体、模块间的温度分布均匀。由此，电池热管理技术已经成为制约电动汽车发展的关键技术。

目前，工程上常用的电池热管理方式主要为风冷式与液冷式。风冷方式，或利用车速形成的自然风、或采用风扇等设备对电池进行强制风冷；但由于换热系数小，对于大功率放电等产热量较大的情况下风冷方式难以满足其散热需求，而且温度的均匀性较差，同时该方式受环境温度的影响也很大。液冷方式，利用冷却液循环对电池进行散热降温，通常是在电池包中穿插各种液冷管路或者在电池间添加液冷版；但该方式电池产生的热量不能直接传递给冷却液，传热效率不高，而且冷却液管路下游温度较高，电池包温度均匀性仍然不好，同时还存在漏液的隐患。

相变材料在相变过程中可以保持温度不变或变化范围很小，但能吸收或释放大量潜热。利用相变材料对电池进行冷却可以保持电池温度的相对稳定和均匀，将相变材料应用在电池热管理中，是近年来的研究热点。对于单纯被动的基于相变材料的电池热管理系统，为了延长相变材料对电池进行冷却的有效时间，需要增加相变材料的用量，但过大的质量和体积不利于整车的小型化、轻量化。基于固-液相变材料的复合热管理系统，往往通过热管、翅片等与其他主动冷却方式耦合，由于热管、翅片多由金属制成，则同样不利于整车的轻量化设计。

发明内容

本发明旨在克服上述热管理方式的不足，提供了一种利用毛细力的基于相变材料的电池包热管理装置及包括该装置的电动汽车。该装置能够满足电池包在电池大功率放电时的散热需求，使电池工作在最佳温度范围内，并保证温度的均匀性。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种利用毛细力的基于液体相变材料的电池包热管理装置，主要包括：箱体、箱盖、电池、多孔介质薄板、液体相变材料和液冷板；

在所述的箱体底部灌有适量液体相变材料，内部设有多组电池，每组电池两侧均竖直安装有多孔介质薄板，相邻的多孔介质薄板之间有间隙，在电池和多孔介质薄板上方设有液冷板，在液冷板上方设有箱盖，所述的箱盖和箱体顶部配合。

更优选地，所述的箱体上侧面设有两个通孔，液冷板的进液口和出液口通过所述的两个通孔与进液管和出液管相连。

更优选地，所述箱体内侧面的四周设有凸台，所述的液冷板放置在所述的凸台上。

更优选地，为了减轻电池箱重量，箱体内壁的凸台为非连续的。

更优选地，所述的相变材料为绝缘的液体相变材料，且相变温度位于电池最佳工作温度范围内。