一种具有加热功能的动力电池热管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有加热功能的动力电池热管理系统，包括动力电池箱和热管理控制系统。若干单体电池相邻排列形成电池组置于电池箱壳体内，在相邻电池间隙和电池组宽度方向上的最外侧电池表面夹设有复合相变材料板；所述复合相变材料板与热管结合组成复合相变材料热管耦合组件并加设在电池组两侧；热管在电池模块外壳上的通孔伸出，伸出端连接有加热装置和散热风扇。可编程自动调温器通过编写程序对温度传感器传来的信号进行处理决定是否启用风扇和加热装置。本实用新型专利技术具有整体结构简单稳固、效率高、运行稳定等优点；并且可以对电池组进行直接、统一、均匀降温和加热，使电池工作在合适的温度范围，完善了电动汽车电池热管理系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种动力电池热管理系统，尤其是一种有高效散热和加热功能的动力电池热管理系统。
技术介绍
能源和环境是人类可持续发展的主题，随着全世界石油资源逐步枯竭和汽车尾气对环境污染的日益严重，电动车(EV)或混合电动车(HEV)以及相应动力电源的研宄、开发及其应用得到迅速发展。动力电池组作为电动车的心脏更是研宄的重点。但是动力电池在工作时会发生化学反应以及电池内阻都会产生大量的热，若热量不能够及时散失而在电池内部积聚，将会导致电池温度升高，直接影响电池充放电性能及使用寿命，同时可能会出现漏液、放气、冒烟等现象，严重时电池发生剧烈燃烧且发生爆炸。此外，在低温下，严重影响电池的充电性能，并极大地缩短电池的寿命，如果电池的寿命过短需要更换，就会大大增加用车的成本，从而使电动汽车使用成本低的优势丧失殆尽。因此为动力电池配备有效的热管理系统很有必要。目前，电池组的冷却方式按传热介质一般有空气冷却、液体冷却以及采用相变材料冷却的三种方式。市场上多采用最为简单的空气冷却方式，然而当电池在恶劣的环境下工作时，仅采用空气冷却的方式很难使电池在最佳温度范围内工作，同时不能保证电池间的温度一致性。采用液体冷却由于要考虑绝缘、泄漏等问题，导致其结构复杂，成本较高。此夕卜，到目前为止，从电池材料本身改善电池的低温性能没有取得明显的成果，同时，采用辅助手段提高电池低温性能成为了重要的研宄方向，包括交流电加热法、帕尔贴加热法、加热套加热法等。相变材料是一种能够通过发生相变来吸收或释放出大量热量的材料，但是材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，会形成一个宽的温度平台。因此选择合适相变温度的相变材料并应用在电池热管理领域具有广阔的前景。热管作为一种传热元件，充分利用了热传导原理与制冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源夕卜，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。同时热管技术已经被广泛应用于宇航、军工等行业。所以将相变材料的高蓄热性和热管的高散热性进行优势互补，结构结合加工成耦合组件应用到电池热管理系统中是解决这一问题的良好途径。
技术实现思路
本技术的目的是对动力电池进行有效的热管理使其工作在合适的温度范围，并针对现有技术的不足，本技术提供一种热管理系统，该系统结构简单稳固、散热冷却效率高、安全性高并具有辅助加热功能。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有加热功能的动力电池热管理系统，所述动力电池箱包括电池模块外壳，置于电池模块外壳内的若干单体电池相邻排列形成电池组，在相邻两个单体电池间隙和电池组宽度方向上的最外侧电池表面夹设有复合相变材料板；所述复合相变材料板与热管结合，组成复合相变材料热管耦合组件并加设在电池组两侧；所述复合相变材料热管耦合组件的热管在电池模块外壳上的通孔伸出，伸出端连接有加热装置和散热风扇。所述热管理控制系统包括温度传感器，所述温度传感器的温度探头安装在单体电池上并与可编程自动调温器相连，用于实时监控电池组的运行温度。所述散热风扇通过风扇控制器与可编程自动调温器相连，所述风扇控制器用于控制风扇工作；所述加热装置通过电加热控制器与可编程自动调温器相连，所述加热控制器用于控制加热装置工作。优先的，所述复合相变材料板为膨胀石墨/相变材料或膨胀石墨/聚乙烯/相变材料复合而成。优先的，所述热管来回弯曲的与相变材料板结合，并在电池模块壳体两端伸出，上述热管为脉动热管。优先的，所述单体电池和复合相变材料板的接触面、热管和复合相变材料板的接触面均涂覆导热粘合剂、双面高导热石墨膜或直接进行机械压紧结合。优先的，所述加热装置(5)为电加热棒、电加热膜、电加热丝或连接整车加热系统。优先的，对电池箱体进行散热时，复合相变材料热管耦合组件复合相变材料板内的热管段为蒸发端，伸出复合相变材料外侧的为冷凝端。优先的，对电池箱体进行加热时，复合相变材料热管耦合组件复合相变材料板内的热管段为冷凝端，伸出复合相变材料外侧的为蒸发端。优先的，所述可编程自动调温器配置有芯片，通过编写程序对温度传感器传来的信号进行处理决定是否启用风扇控制器和电加热控制器。本技术的有益效果是。1.相变材料将电池组的热量吸收并分散，当温度达到相变温度区间时，继续吸热而自身的温度在相变完成前几乎维持不变，会形成一个宽的温度平台，从而使电池工作在最佳工作温度范围内。将热管与复合相变材料耦合，可以高效排出复合相变材料中的热量，进而达到进一步的控温效果。2.复合相变材料板相对纯相变材料具有较高导热性和机械加工性，而且在相变完成后没有液体相变材料溢出或流动现象，为电池组的安全运行提供一个稳定的环境。3.可编程自动调温器通过编写程序对温度传感器传来的信号进行处理决定是否启用风扇控制器和电加热控制器。结合被动热控和主动热控的优点，实现散热和加热的双重功能。4.整体结构简单稳固、效率高，对电池进行直接、统一、均匀降温和加热，使电池工作在合适的温度范围，保证了动力电池组的整体性能和寿命，完善了电动汽车电池热管理系统，具有广阔的市场前景。【附图说明】图1是本技术的动力电池箱结构示意图。图2是复合相变材料热管耦合组件结构示意图。图3是本技术的热管理控制系统工作原理图。图4是一种具有加热功能的动力电池热管理系统工作逻辑示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作更进一步的说明。【具体实施方式】:本实施方式的具有高效散热和加热功能的动力电池热管理系统包括动力电池箱和热管理控制系统；所述动力电池箱包括电池模块外壳1，单体电池2，复合相变材料板3，热管4，加热装置5，复合相变材料热管耦合组件6，散热风扇7。首先将置于电池模块壳体内的若干单体电池2相邻排列形成电池组，在相邻两个单体电池间隙和在电池组宽度方向上的最外侧电池表面夹设有复合相变材料板3 ;在电池组两侧设有复合相变材料热管耦合组件6，所述复合相变材料热管耦合组件6的热管在电池模块外壳上的通孔伸出，伸出端连接有加热装置5和散热风扇7。所述热管理控制系统包括风扇控制器8，加热控制器9，温度传感器10和可编程自动调温器11。所述温度传感器10的温度探头安装在单体电池2上并与可编程自动调温器11相连，用于实时监控电池组的运行温度。所述散热风扇7通过风扇控制器8与可编程自动调温器11相连，所述风扇控制器8用于控制当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有加热功能的动力电池热管理系统，其特征在于：包括动力电池箱和热管理控制系统；所述动力电池箱包括电池模块外壳（1），置于电池模块外壳（1）内的若干单体电池（2）相邻排列形成电池组，在相邻两个单体电池间隙和电池组宽度方向上的最外侧电池表面夹设有复合相变材料板（3）；所述复合相变材料板（3）与热管（4）结合，组成复合相变材料热管耦合组件（6）并加设在电池组两侧；所述复合相变材料热管耦合组件（6）的热管在电池模块外壳上的通孔伸出，伸出端连接有加热装置（5）和散热风扇（7）；所述热管理控制系统包括温度传感器（10），所述温度传感器（10）的温度探头安装在单体电池（2）上并与可编程自动调温器（11）相连，用于实时监控电池组的运行温度；所述散热风扇（7）通过风扇控制器（8）与可编程自动调温器（11）相连，所述风扇控制器（8）用于控制风扇工作；所述加热装置（5）通过电加热控制器（9）与可编程自动调温器（11）相连，所述加热控制器（9）用于控制加热装置（5）工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟雄，张国庆，高冠勇，王子缘，司徒文甫，邱骏光，王宇，
申请(专利权)人：广东万锦科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44