[发明专利]一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统和方法

权利要求书

1.一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，包括电池箱（10）、隔板（13）、相变材料芯体（30）、锂电池（40）和盖板（11），其特征在于，所述电池箱（10）内部设有两块及以上的隔板（13），电池箱（10）与隔板（13）纵向穿孔形成微通道（21），所述隔板（13）将电池箱（10）内部分隔成多个电池单元，每个电池单元内设有一块相变材料芯体（30）；所述相变材料芯体（30）上设有一个及以上的电池孔（31），每个电池孔（31）内安放有一块锂电池（40），所述相变材料芯体（30）及其内部的多块锂电池（40）共同构成一个电池组，多个电池组通过其顶部的盖板（11）封闭在电池箱（10）内。

2.根据权利要求1所述的一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，其特征在于，还包括水泵（60）、加热制冷装置（70）、控制器（50）和温度传感器，所述水泵（60）一端通过管路与微通道（21）相连，另一端连接至控制器（50），所述控制器（50）与水泵（60）之间设置有加热制冷装置（70），所述加热制冷装置（70）通过导线与控制器（50）相连，所述温度传感器有若干个，通过导线与控制器（50）相连，所述若干个温度传感器设置在微通道（21）进、出液口附近的锂电池表面。

3.根据权利要求1所述的一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，其特征在于，所述微通道（21）是通过在电池箱（10）及隔板（13）对应位置纵向穿孔后，并在孔内插入散热铝管（20）得到，所述散热铝管（20）的直径为1-3mm。

4.根据权利要求1所述的一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，其特征在于，所述盖板（11）与电池箱（10）底部在电池孔（31）对应位置设有显位孔（12），所述显位孔（12）开孔尺寸小于电池孔（31）。

5.根据权利要求1所述的一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，其特征在于，所述锂电池（40）为圆柱形锂电池。

6.根据权利要求1所述的一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，其特征在于，所述相变材料芯体（30）上设有至少一个的电池孔（31），所述电池孔（31）的孔中心距L与孔直径D满足关系：H=D+T，其中T的取值为1-5mm。

7.根据权利要求1所述的一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，其特征在于，所述电池组外部包有绝缘膜，所述电池箱（10）内铺设有电加热膜，所述电加热膜设置在锂电池（40）底部。

8.根据权利要求1所述的一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，其特征在于，所述微通道（21）、水泵（60）及其中间管路内流通有冷却液，所述冷却液为水或水和乙二醇的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理系统，其特征在于，所述电池箱（10）箱体由强导热性能材料制成，且箱体具有一定的硬度。

10.一种相变材料和微通道耦合的锂电池热管理方法，其特征在于，热管理方法采用自适应温度控制策略，具体包括以下内容：

策略1：温度传感器实时采集电池组温度，锂电池40在充放电过程中所产生的热量首先被相变材料芯体30吸收，当温度传感器反馈给控制器50的锂电池40温度大于25℃且小于35℃时，控制器50开启底部微通道冷却水泵60对电池组进行冷却；当温度传感器反馈给控制器50的锂电池40温度大于35℃且小于55℃时，控制器50开启底部微通道冷却和侧板微通道冷却水泵60对电池组进行冷却；当微通道21进、出口附近锂电池40的温差小于5℃，则属于正常范围；若温差大于5℃且温差在持续上升，由控制器50将CAN信息发送给充电机，停止充电，并报警提示；

策略2：若充电前微通道（21）进、出口附近锂电池（40）的温差小于5℃且电池温度小于10℃，控制器（50）将信息反馈给电池管理系统BMS，电池管理系统BMS控制锂电池（40）底部的电加热膜对电池进行预热；

策略3：若微通道（21）进、出口附近锂电池（40）的温差小于5℃且电池温度大于10℃小于25℃，控制器（50）关闭水泵（60），停止液体冷却；若微通道（21）出液口附近锂电池（40）温度大于55℃，电池管理系统BMS立即停止充电并报警提醒。