一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统技术方案

本发明专利技术专利公开一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统，包括电池模组、聚合锂离子电池、铝塑膜、加热组件、相变板、加热电路板、加热控制系统；所述电池模组由N节所述聚合锂离子电池构成，所述聚合物锂离子电池的外壳采用所述铝塑膜封装，所述的加热组件设置于所述铝塑膜中间一体化集成，所述相变板设置于所述聚合物锂离子电池之间吸收电池产热的热量，所述加热电路板与所述加热组件电路连接，所述加热控制系统设置于所述加热电路板上。本发明专利技术专利得益于加热组件与铝塑膜一体化集成，使得聚合物锂离子电池自身具有加热功能，相变板可以实现电池模组的散热功能，从而提升聚合物锂离子电池高低温性能，保障电池模组高效率使用。组高效率使用。组高效率使用。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统


[0001]本专利技术专利涉及动力锂离子电池系统集成，尤其是涉及一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统。

技术介绍

[0002]锂离子动力电池具有高能量密度、高电压和长循环寿命，而聚合物锂离子电池具有更为灵活的结构被广泛应用于新能源电动汽车作为动力能源的存储和供给系统。近些年，新能源汽车的续航理程要求越来越高，这导致对动力型的聚合物锂离子电池的能量密度要求越来越高，从而间接的导致聚合物锂离子电池系统出现因低温、高温环境下运行发生的热失控安全事故的频率增加。因此，针对聚合物锂离子电池系统设计更加高效的热管理系统势在必得，尤其是针对集加热/散热一体化的热管理系统，可以有效避免重复设计加热和冷却热管理系统。
[0003]针对上述问题，虽然已有较多的解决技术方案公开，但大部分专利的技术方案仅涉及散热设计或者低温加热设计，将低温加热与高温散热集合为一体的技术方案少有公开。如：专利CN201910275815.3公开了一种动力电池低温快速自加热方法和装置，通过触发大电流外部短路实现电池快速加热；专利CN201711433286.2公开了一种动力电池模组散热装置，通过水冷板与电池模组连接进行换热，从而实现电池散热控温。本专利技术专利通过聚合物锂离子电池外壳封装用铝塑膜内置加热组件实现低温快速自加热，同时通过设置相变板夹于聚合物锂离子电池之间，从而实现散热控温功能。通过本专利技术专利实施，聚合物锂离子电池系统具有高度集成的集加热/散热一体化热管理系统设计，可以有效地提升动力电池在全天候环境下的工作效率，提升动力电池系统的热安全性。

技术实现思路

[0004]针对上述专利技术的不足，本专利技术专利通过一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统，解决现有的动力电池模组单一的热管理系统设计，避免电池模组热管理系统的重复设计，即可保障动力电池全天候的工作，也提升了动力电池系统能量密度，间接增加续航里程。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统，其特征在于，包括：电池模组、聚合物锂离子电池、铝塑膜、加热组件、相变板、加热电路板、加热控制系统；所述的电池模组由N节所述的聚合物锂离子电池构成，其中N大于等于4，所述的聚合物锂离子电池外壳采用所述的铝塑膜进行封装，所述的加热组件设置于所述的铝塑膜内部构成一体化结构，所述的相变板设置于所述两两聚合物锂离子电池之间，所述的加热电路板与所述的加热组件进行电路连接，并且所述加热电路板设置于所述聚合物锂离子电池上端，所述的加热电路板上设置有加热控制器，所述加热控制器用来调制所述加热组件的加热模式。
[0007]进一步地，所述铝塑膜包括内衬导热膜和外侧绝缘膜，内衬导热膜与外侧绝缘膜
之间第一步通过绝缘粘接剂进行贴合，第二步通过热辊压机进行紧密粘接。
[0008]进一步地，所述的聚合物锂离子电池外壳采用铝塑膜进行封装，首先将铝塑膜加工成方壳形状，其次将聚合物锂离子电池置于方壳形状的铝塑膜中，通过抽真空进行封装。
[0009]进一步地，所述的加热组件包括金属加热条和热敏电阻设置于所述的铝塑膜内部，所述的金属加热条与热敏电阻进行串连设置，所述的金属加热条的整体结构设计为“I”或“U”型，使其均匀的分布在铝塑膜内部；所述的热敏电阻根据聚合物锂离子电池的温度而改变其阻值，当聚合物锂离子电池的温度达到T2时(T2大于15℃)，所述的热敏电阻阻值上升至无限大，从而中断本路电路的导通。
[0010]进一步地，所述的相变板包括柔性相变材料和二次散热组件，所述的柔性相变材料以聚合物高分子材料或硅胶或泡沫棉为基材，采用相似相容或高温熔融或真空浸渍方法制备，所述的柔性相变材料相变温度控制在35
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45℃之间；所述的二次散热组件为微型热管或铜网或脉动热管等，所述的相变板夹于所述的聚合物锂离子电池之间。
[0011]进一步地，所述的加热电路板用于与所述的加热组件进行连接，所述的加热电路板上设置有接线焊接孔。
[0012]进一步地，所述的加热控制系统设置于所述的加热电路连接板上，所述加热控制系统一端电路与所述加热电路板连接，另一端电路与外部电源连接；所述的加热控制系统控制过程分为：第一阶段，通过判断采集车外温度T0，T0小于5℃切换成低温模式，T0大于5℃切换成静默模式；第二阶段，判断采集聚合物锂离子电池的温度T1，T1低于
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5℃，启动以所述加热组件电压为U1的功率加热；第三阶段，判断采集聚合物锂离子电池的温度T2大于15℃时，启动以所述加热组件电压为U1一半的功率进行脉冲加热；第四阶段，判断采集聚合物锂离子电池的温度T3大于20℃时，切断所述加热控制系统的供电停止加热。
[0013]通过本专利技术专利的实施可以有效的提升动力电池在全天候环境下的工作效率，保障动力电池的热安全性，避免电池系统繁杂的热管理系统设计。
附图说明
[0014]图1为本专利技术专利一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统电池模组结构示意图
[0015]图2为本专利技术专利铝塑膜与加热组件之间的装配结构示意图
[0016]图3为本专利技术专利铝塑膜封装聚合物锂离子电池的结构示意图
[0017]图4为本专利技术专利加热组件的结构示意图
[0018]图5为本专利技术专利相变板的结构示意图
[0019]图中说明：聚合物锂离子电池(1)；铝塑膜(2)；内衬导热膜(201)；外侧绝缘膜(202)；加热组件(3)；金属加热条(301)；热敏电阻(302)；加热组件电源线(303)；相变板(4)；柔性相变材料(402)；二次散热组件(401)；加热电路板(5)；接线焊接孔(501)；加热控制系统(6)。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术专利实施案例中的附图，对本专利技术实施中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施案例仅仅是本专利技术专利一部分方式，而不是全部的实
施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施案例1
[0022]参照图1至图5，本实施案例涉及电池模组、聚合物锂离子电池(1)、铝塑膜(2)、内衬导热膜(201)、外侧绝缘膜(202)、加热组件(3)、金属加热条(301)、热敏电阻(302)、加热组件电源线(303)、相变板(4)、柔性相变材料(402)、二次散热组件(401)、加热电路板(5)、接线焊接孔(501)、加热控制系统(6)；电池模组有由5节所述聚合物锂离子电池(1)构成，在所述的聚合物锂离电池(1)的外壳采用所述的铝塑膜(2)进行封装，在所述的铝塑膜(2)内部设置有加热组件(3)；在所述的两两聚合物锂离子电池(1)之间设置有所述的相变板(4)，并且在所述相变板(4)上设置有二次散热组件(401)进行热交换，在所述的聚合物锂离子电池(1)与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统，其特征在于，包括：电池模组、聚合物锂离子电池、铝塑膜、加热组件、相变板、加热电路板、加热控制系统；所述的电池模组由N节所述的聚合物锂离子电池构成，其中N大于等于4，所述的聚合物锂离子电池外壳采用所述的铝塑膜进行封装，所述的加热组件设置于所述的铝塑膜内部构成一体化结构，所述的相变板设置于所述两两聚合物锂离子电池之间，所述的加热电路板与所述的加热组件进行电路连接，并且所述加热电路板设置于所述聚合物锂离子电池上端，所述的加热电路板上设置有加热控制器，所述加热控制器用来调制所述加热组件的加热模式。2.根据权利要求1所述的一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统，其特征在于，所述铝塑膜包括内衬导热膜和外侧绝缘膜，内衬导热膜与外侧绝缘膜之间第一步通过绝缘粘接剂进行贴合，第二步通过热辊压机进行紧密粘接。3.根据权利要求1或2所述的一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统，其特征在于，所述的聚合物锂离子电池外壳采用铝塑膜进行封装，首先将铝塑膜加工成方壳形状，其次将聚合物锂离子电池置于方壳形状的铝塑膜中，通过抽真空进行封装。4.根据权利要求1或2所述的一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统，其特征在于，所述的加热组件包括金属加热条和热敏电阻设置于所述的铝塑膜内部，置于所述铝塑膜的内衬导热膜与外侧绝缘膜之间，所述的金属加热条与热敏电阻进行串连设置，所述的金属加热条的整体结构设计为“I”或“U”型，使其均匀的分布在铝塑膜内部；所述的热敏电阻根据聚合物锂离子电池的温度而改变其阻值，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕又付，罗卫明，李传常，谭磊，陈荐，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：