一种电池组热处理装置及相变材料的制作方法制造方法及图纸

本申请提供一种电池组热处理装置及相变材料的制作方法，属于锂电池领域。其包括冷却液箱；变频电泵，与冷却液箱连通；动力电池机构，包括液冷组件、多个电池以及相变结构；液冷组件与变频电泵连通，用于冷却电池；多个电池设置在液冷组件中，相变结构包裹电池，用于对电池进行散热或者升温；相变结构采用高导热复合相变材料制作而成，高导热复合相变材料由月桂酸、膨胀石墨以及石墨烯熔融共混得到；散热机构，分别与液冷组件、冷却液箱连通，能够对液冷组件流出的液体进行散热，并输送回冷却液箱中。该装置既节能又能满足冷却要求，从而保证电池组在最佳的温度范围内工作，这样既能提高电池组的工作性能，又能延长电池组的工作寿命。

A Heat Treatment Device for Battery Pack and the Manufacturing Method of Phase Change Material

【技术实现步骤摘要】
一种电池组热处理装置及相变材料的制作方法
本申请涉及锂电池领域，尤其涉及一种电池组热处理装置及相变材料的制作方法。
技术介绍
电池是电动汽车的核心部件，由于车载电池要求其能量密度要高，且瞬时输出功率要大，而且电池布置还要紧凑，工作环境多变且严峻。在这个过程中，热量管理特别复杂。为了保证电池在合适的温度区间中工作，传统方式的自然冷却方式，势必不能满足汽车的复杂运行工况。
技术实现思路
本申请的目的之一在于提供一种电池组热处理装置及相变材料的制作方法，旨在改善现有技术中的电池直接进行自然冷却的效果差、不利于高能量密度动力电池的散热的问题。本申请的技术方案是：一种电池组热处理装置，包括：冷却液箱；变频电泵，与所述冷却液箱连通；动力电池机构，包括液冷组件、多个电池以及相变结构；所述液冷组件与所述变频电泵连通，用于冷却所述电池；多个所述电池设置在所述液冷组件中，所述相变结构包裹所述电池，用于对所述电池进行散热或者保温；所述相变结构采用高导热复合相变材料制作而成，所述高导热复合相变材料由月桂酸、膨胀石墨以及石墨烯熔融共混得到；散热机构，分别与所述液冷组件、所述冷却液箱连通，能够对所述液冷组件流出的液体进行散热，并输送回所述冷却液箱中。根据本申请的非限制性的实施例可知，冷却液箱中装有用于对动力电池机构中的电池组进行冷却的冷却液；变频电泵用于将冷却液箱中的冷却液输送到液冷组件中，以对电池组进行冷却，且变频电泵的频率可以调节，从而使冷却液的流量和流速可控且合理，精准的冷却流量既能控制好电池组在适宜的温度下工作，又保证了变频电泵的最小频率的出力，达到节能的效果；采用高导热复合相变材料制作而成的相变结构，其在静止的工况下，相变结构本身具有蓄热能力，因此其可以在自然冷却的情况下，保证电池组的温度不过高，而在外界温度较低时，相变结构也可以将之前存储的热量缓慢放出，保证电池组在冷态启动时，也能有合适的温度，提高其工作效率和寿命；同时，多个散热结构通过温控阀的切换可以减小冷却液在管道中的通流阻力，减小变频电泵的出力，达到节能的效果。因此，冷却液箱的冷却液经变频电机带动的泵加压后，通过冷却液进口母管分别从两侧进入电池组内部冷却，从电池组出来的冷却液汇合到出口母管后，流经空冷外部散热器进行进一步地散热之后，冷却液汇合后流回到冷却液箱；该装置既节能又能满足冷却要求，从而保证电池组在最佳的温度范围内工作，这样既能提高电池组的工作性能，又能延长电池组的工作寿命。另外，根据本申请实施例的电池组热处理装置，还具有如下附加的技术特征：作为本申请的一种技术方案，所述液冷组件包括壳体、进液管道、多个U型翅片管以及出液管道；所述进液管道的一端连通于所述变频电泵，另一端连通于所述U型翅片管的一端；多个所述电池成横排地安装在所述壳体中，多个所述U型翅片管横向穿插在每行电池之间；所述出液管道的一端连通于所述U型翅片管的另一端，另一端连通于所述散热机构。根据本申请的非限制性的实施例可知，多个U型翅片管与相变结构紧密镶嵌，冷却液由一排电池组上端的U型翅片管进入，由同一排电池组下端的U型翅片管流出，且冷却液的流动管路呈U型结构，能够将电池组产生的热量交换出来，通过外部的散热机构将热量散发到外部环境中；由于采用的U型翅片管结构，因此，冷却液在进入U型翅片管的上部的进程管路中时，流体温度相对较低，流体先流过冷却的电池的冷却量大；而冷却液在U型翅片管的下部的回程管路中，同一个电池的冷却量小，总体上使得单节电池的冷却量较均匀，保证电池组内部每节电池温差在允许范围内。作为本申请的一种技术方案，所述散热机构包括：至少两个散热面积不同的散热器，所述散热器分别与所述液冷组件、所述冷却液箱连通，能够对所述液冷组件流出的液体进行散热，并输送回所述冷却液箱中；温控阀，安装在相邻的两个所述散热器的进液管上。根据本申请的非限制性的实施例可知，从电池组出来的冷却液汇合到出口母管后，流经第一散热器，在第一个空冷散热器出口处设有一个温控阀，温控阀根据流经冷却液的温度，调节经过第二散热器的冷却液流量和旁通路的流量，之后第二散热器出口的冷却液和旁通路的冷却液汇合后，流回到冷却液箱。采用两个外部散热器，当低负荷运行时，产热量小，只通过一个散热面积小的散热器，可以减小冷却液通流阻力，减小变频电泵的出力，达到节能的效果；当运行负荷高时，通过温控阀的调节使得冷却液通过两个散热器，管程阻力虽然增大，但冷却效果加强；通过小的冷却流量也能达到同样的冷却效果，从而达到节能的效果。作为本申请的一种技术方案，所述温控阀包括：阀体，所述阀体具有进液口和至少两个出液口，所述进液口与两个所述散热器中的一个连通，两个所述出液口分别与所述冷却液箱、两个所述散热器中的另一个连通；所述进液口内安装有阀芯和驱动结构，所述驱动结构能够驱动所述阀芯移动，以使所述出液口中的一个或者两个开启。根据本申请的非限制性的实施例可知，当流体(即冷却液)温度高时，驱动结构驱动阀芯向上运动，通过阀芯缓慢开启第二散热器的通路，缓慢关小旁通路(即与冷却液箱连通的出液口)。当流体温度低时，驱动结构驱动阀芯向下运动，通过阀芯缓慢关闭去第二散热器的通路，开启旁通路(即与冷却液箱连通的出液口)。从而其可以进一步地减小冷却液在管道中的通流阻力，减小变频电泵的出力，达到节能的效果。作为本申请的一种技术方案，所述驱动结构包括石蜡、复位弹簧以及传动杆，所述阀芯包括第一杆体和第二杆体；所述石蜡的两侧分别连接于所述进液口的两个相对的内侧壁上；所述复位弹簧的一端连接于所述石蜡，另一端与所述传动杆连接；所述第一杆体、所述第二杆体分别可移动地安装在所述进液口的两个相对的内侧壁上，所述传动杆的两端分别连接于所述第一杆体和所述第二杆体；通过所述石蜡的膨胀和冷缩能够驱动所述复位弹簧带动所述第一杆体开启或者关闭所述出液口中的一个，以及带动所述第二杆体开启或者关闭所述出液口的另一个。根据本申请的非限制性的实施例可知，温控阀是利用石蜡的膨胀和冷缩来控制冷却液流动路径的阀门的，其作用是根据冷却液的温度自动调节进入第二个散热器的冷却液流量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证电池组在合适的温度范围内工作，当温度超过一定范围冷却液全部流入第二个散热器进行散热，此时散热器散热面积最大。作为本申请的一种技术方案，所述进液口具有相对的第一内侧壁和第二内侧壁，所述第一内侧壁与所述出液口中的一个之间形成第一出液通道，所述第二内侧壁与所述出液口中的另一个之间形成第二出液通道，通过所述石蜡的膨胀和冷缩能够驱动所述复位弹簧带动所述第一杆体开启或者关闭所述第一出液通道，以及带动所述第二杆体开启或者关闭所述第二出液通道。根据本申请的非限制性的实施例可知，当流体(即冷却液)温度高时，石蜡通过流体加热膨胀，克服弹簧力驱动阀芯向上运动，通过阀芯缓慢开启第二散热器的通路，缓慢关小旁通路(即与冷却液箱连通的出液口)。当流体温度低时，石蜡收缩，弹簧力需要复位，在弹簧力的驱动作用下，通过阀芯缓慢关闭去第二散热器的通路，开启旁通路(即与冷却液箱连通的出液口)。从而其可以进一步地减小冷却液在管道中的通流阻力，减小变频电泵的出力，达到节能的效果。作为本申请的一种技术方案，所述电池组热处理装置还包括控制器，所述控制器分别与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组热处理装置，其特征在于，包括：冷却液箱；变频电泵，与所述冷却液箱连通；动力电池机构，包括液冷组件、多个电池以及相变结构；所述液冷组件与所述变频电泵连通，用于冷却所述电池；多个所述电池设置在所述液冷组件中，所述相变结构包裹所述电池，用于对所述电池进行散热或者保温；所述相变结构采用高导热复合相变材料制作而成，所述高导热复合相变材料由月桂酸、膨胀石墨以及石墨烯熔融共混得到；散热机构，分别与所述液冷组件、所述冷却液箱连通，能够对所述液冷组件流出的液体进行散热，并输送回所述冷却液箱中。

【技术特征摘要】
1.一种电池组热处理装置，其特征在于，包括：冷却液箱；变频电泵，与所述冷却液箱连通；动力电池机构，包括液冷组件、多个电池以及相变结构；所述液冷组件与所述变频电泵连通，用于冷却所述电池；多个所述电池设置在所述液冷组件中，所述相变结构包裹所述电池，用于对所述电池进行散热或者保温；所述相变结构采用高导热复合相变材料制作而成，所述高导热复合相变材料由月桂酸、膨胀石墨以及石墨烯熔融共混得到；散热机构，分别与所述液冷组件、所述冷却液箱连通，能够对所述液冷组件流出的液体进行散热，并输送回所述冷却液箱中。2.根据权利要求1所述的电池组热处理装置，其特征在于：所述液冷组件包括壳体、进液管道、多个U型翅片管以及出液管道；所述进液管道的一端连通于所述变频电泵，另一端连通于所述U型翅片管的一端；多个所述电池成横排地安装在所述壳体中，多个所述U型翅片管横向穿插在每行电池之间；所述出液管道的一端连通于所述U型翅片管的另一端，另一端连通于所述散热机构。3.根据权利要求1所述的电池组热处理装置，其特征在于，所述散热机构包括：至少两个散热面积不同的散热器，所述散热器分别与所述液冷组件、所述冷却液箱连通，能够对所述液冷组件流出的液体进行散热，并输送回所述冷却液箱中；温控阀，安装在相邻的两个所述散热器的进液管上。4.根据权利要求3所述的电池组热处理装置，其特征在于，所述温控阀包括：阀体，所述阀体具有进液口和至少两个出液口，所述进液口与两个所述散热器中的一个连通，两个所述出液口分别与所述冷却液箱、两个所述散热器中的另一个连通；所述进液口内安装有阀芯和驱动结构，所述驱动结构能够驱动所述阀芯移动，以使所述出液口中的一个或者两个开启。5.根据权利要求4所述的电池组热处理装置，其特征在于：所述驱动结构包括石蜡、复位弹簧以及传动杆，所述阀芯包括第一杆体和第二杆体；所述石蜡的两侧分别连接于所述进液口的两个相对的内侧壁上；所述复位弹簧的一端连接于所述石蜡，另一端与所述传动杆连接；所述第一杆体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英，吴淑娴，郝东康，宋贤德，李向荣，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42