一種具有加熱功能的動力電池熱管理系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種具有加熱功能的動力電池熱管理系統，包括動力電池箱和熱管理控制系統。若干單體電池相鄰排列形成電池組置于電池箱殼體內，在相鄰電池間隙和電池組寬度方向上的最外側電池表面夾設有復合相變材料板；所述復合相變材料板與熱管結合組成復合相變材料熱管耦合組件并加設在電池組兩側；熱管在電池模塊外殼上的通孔伸出，伸出端連接有加熱裝置和散熱風扇。可編程自動調溫器通過編寫程序對溫度傳感器傳來的信號進行處理決定是否啟用風扇和加熱裝置。本實用新型專利技術具有整體結構簡單穩固、效率高、運行穩定等優點；并且可以對電池組進行直接、統一、均勻降溫和加熱，使電池工作在合適的溫度范圍，完善了電動汽車電池熱管理系統。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種動力電池熱管理系統，尤其是一種有高效散熱和加熱功能的動力電池熱管理系統。
技術介紹
能源和環境是人類可持續發展的主題，隨著全世界石油資源逐步枯竭和汽車尾氣對環境污染的日益嚴重，電動車(EV)或混合電動車(HEV)以及相應動力電源的研宄、開發及其應用得到迅速發展。動力電池組作為電動車的心臟更是研宄的重點。但是動力電池在工作時會發生化學反應以及電池內阻都會產生大量的熱，若熱量不能夠及時散失而在電池內部積聚，將會導致電池溫度升高，直接影響電池充放電性能及使用壽命，同時可能會出現漏液、放氣、冒煙等現象，嚴重時電池發生劇烈燃燒且發生爆炸。此外，在低溫下，嚴重影響電池的充電性能，并極大地縮短電池的壽命，如果電池的壽命過短需要更換，就會大大增加用車的成本，從而使電動汽車使用成本低的優勢喪失殆盡。因此為動力電池配備有效的熱管理系統很有必要。目前，電池組的冷卻方式按傳熱介質一般有空氣冷卻、液體冷卻以及采用相變材料冷卻的三種方式。市場上多采用最為簡單的空氣冷卻方式，然而當電池在惡劣的環境下工作時，僅采用空氣冷卻的方式很難使電池在最佳溫度范圍內工作，同時不能保證電池間的溫度一致性。采用液體冷卻由于要考慮絕緣、泄漏等問題，導致其結構復雜，成本較高。此夕卜，到目前為止，從電池材料本身改善電池的低溫性能沒有取得明顯的成果，同時，采用輔助手段提高電池低溫性能成為了重要的研宄方向，包括交流電加熱法、帕爾貼加熱法、加熱套加熱法等。相變材料是一種能夠通過發生相變來吸收或釋放出大量熱量的材料，但是材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，會形成一個寬的溫度平臺。因此選擇合適相變溫度的相變材料并應用在電池熱管理領域具有廣闊的前景。熱管作為一種傳熱元件，充分利用了熱傳導原理與制冷介質的快速熱傳遞性質，透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源夕卜，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。同時熱管技術已經被廣泛應用于宇航、軍工等行業。所以將相變材料的高蓄熱性和熱管的高散熱性進行優勢互補，結構結合加工成耦合組件應用到電池熱管理系統中是解決這一問題的良好途徑。
技術實現思路
本技術的目的是對動力電池進行有效的熱管理使其工作在合適的溫度范圍，并針對現有技術的不足，本技術提供一種熱管理系統，該系統結構簡單穩固、散熱冷卻效率高、安全性高并具有輔助加熱功能。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種具有加熱功能的動力電池熱管理系統，所述動力電池箱包括電池模塊外殼，置于電池模塊外殼內的若干單體電池相鄰排列形成電池組，在相鄰兩個單體電池間隙和電池組寬度方向上的最外側電池表面夾設有復合相變材料板；所述復合相變材料板與熱管結合，組成復合相變材料熱管耦合組件并加設在電池組兩側；所述復合相變材料熱管耦合組件的熱管在電池模塊外殼上的通孔伸出，伸出端連接有加熱裝置和散熱風扇。所述熱管理控制系統包括溫度傳感器，所述溫度傳感器的溫度探頭安裝在單體電池上并與可編程自動調溫器相連，用于實時監控電池組的運行溫度。所述散熱風扇通過風扇控制器與可編程自動調溫器相連，所述風扇控制器用于控制風扇工作；所述加熱裝置通過電加熱控制器與可編程自動調溫器相連，所述加熱控制器用于控制加熱裝置工作。優先的，所述復合相變材料板為膨脹石墨/相變材料或膨脹石墨/聚乙烯/相變材料復合而成。優先的，所述熱管來回彎曲的與相變材料板結合，并在電池模塊殼體兩端伸出，上述熱管為脈動熱管。優先的，所述單體電池和復合相變材料板的接觸面、熱管和復合相變材料板的接觸面均涂覆導熱粘合劑、雙面高導熱石墨膜或直接進行機械壓緊結合。優先的，所述加熱裝置(5)為電加熱棒、電加熱膜、電加熱絲或連接整車加熱系統。優先的，對電池箱體進行散熱時，復合相變材料熱管耦合組件復合相變材料板內的熱管段為蒸發端，伸出復合相變材料外側的為冷凝端。優先的，對電池箱體進行加熱時，復合相變材料熱管耦合組件復合相變材料板內的熱管段為冷凝端，伸出復合相變材料外側的為蒸發端。優先的，所述可編程自動調溫器配置有芯片，通過編寫程序對溫度傳感器傳來的信號進行處理決定是否啟用風扇控制器和電加熱控制器。本技術的有益效果是。1.相變材料將電池組的熱量吸收并分散，當溫度達到相變溫度區間時，繼續吸熱而自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，會形成一個寬的溫度平臺，從而使電池工作在最佳工作溫度范圍內。將熱管與復合相變材料耦合，可以高效排出復合相變材料中的熱量，進而達到進一步的控溫效果。2.復合相變材料板相對純相變材料具有較高導熱性和機械加工性，而且在相變完成后沒有液體相變材料溢出或流動現象，為電池組的安全運行提供一個穩定的環境。3.可編程自動調溫器通過編寫程序對溫度傳感器傳來的信號進行處理決定是否啟用風扇控制器和電加熱控制器。結合被動熱控和主動熱控的優點，實現散熱和加熱的雙重功能。4.整體結構簡單穩固、效率高，對電池進行直接、統一、均勻降溫和加熱，使電池工作在合適的溫度范圍，保證了動力電池組的整體性能和壽命，完善了電動汽車電池熱管理系統，具有廣闊的市場前景。【附圖說明】圖1是本技術的動力電池箱結構示意圖。圖2是復合相變材料熱管耦合組件結構示意圖。圖3是本技術的熱管理控制系統工作原理圖。圖4是一種具有加熱功能的動力電池熱管理系統工作邏輯示意圖。【具體實施方式】下面結合附圖對本技術作更進一步的說明。【具體實施方式】:本實施方式的具有高效散熱和加熱功能的動力電池熱管理系統包括動力電池箱和熱管理控制系統；所述動力電池箱包括電池模塊外殼1，單體電池2，復合相變材料板3，熱管4，加熱裝置5，復合相變材料熱管耦合組件6，散熱風扇7。首先將置于電池模塊殼體內的若干單體電池2相鄰排列形成電池組，在相鄰兩個單體電池間隙和在電池組寬度方向上的最外側電池表面夾設有復合相變材料板3 ;在電池組兩側設有復合相變材料熱管耦合組件6，所述復合相變材料熱管耦合組件6的熱管在電池模塊外殼上的通孔伸出，伸出端連接有加熱裝置5和散熱風扇7。所述熱管理控制系統包括風扇控制器8，加熱控制器9，溫度傳感器10和可編程自動調溫器11。所述溫度傳感器10的溫度探頭安裝在單體電池2上并與可編程自動調溫器11相連，用于實時監控電池組的運行溫度。所述散熱風扇7通過風扇控制器8與可編程自動調溫器11相連，所述風扇控制器8用于控制當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有加熱功能的動力電池熱管理系統，其特征在于：包括動力電池箱和熱管理控制系統；所述動力電池箱包括電池模塊外殼（1），置于電池模塊外殼（1）內的若干單體電池（2）相鄰排列形成電池組，在相鄰兩個單體電池間隙和電池組寬度方向上的最外側電池表面夾設有復合相變材料板（3）；所述復合相變材料板（3）與熱管（4）結合，組成復合相變材料熱管耦合組件（6）并加設在電池組兩側；所述復合相變材料熱管耦合組件（6）的熱管在電池模塊外殼上的通孔伸出，伸出端連接有加熱裝置（5）和散熱風扇（7）；所述熱管理控制系統包括溫度傳感器（10），所述溫度傳感器（10）的溫度探頭安裝在單體電池（2）上并與可編程自動調溫器（11）相連，用于實時監控電池組的運行溫度；所述散熱風扇（7）通過風扇控制器（8）與可編程自動調溫器（11）相連，所述風扇控制器（8）用于控制風扇工作；所述加熱裝置（5）通過電加熱控制器（9）與可編程自動調溫器（11）相連，所述加熱控制器（9）用于控制加熱裝置（5）工作。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳偉雄，張國慶，高冠勇，王子緣，司徒文甫，邱駿光，王宇，
申請(專利權)人：廣東萬錦科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44