一种功率型电池的热管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种功率型电池的热管理系统，包括集成化模组和冷却系统，集成化模组包括电芯模块、可呼吸式均温板以及导热组件，电芯模块包括多个电芯，可呼吸式均温板间隔设置在电芯之间，导热组件与电芯模块两端接触，冷却系统与导热组件连接，可呼吸式均温板内部灌注有相变介质，且存在相变空间；可呼吸式均温板采用可膨胀且可压缩的材料制成；导热组件包括超导均温板，超导均温板内灌注有相变介质，超导均温板置于电芯模块两端；本发明专利技术大大增加了电芯的散热面积和导热效率；集成化导热模组的导热性能大大提升，能更有利于温差的控制，实现对电池系统的温度和温差的控制，保证电池系统持续高功率输出，且大大提升了系统的换热效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种功率型电池的热管理系统


[0001]本专利技术涉及功率型电池系统热管理
，特别涉及一种功率型电池的热管理系统。

技术介绍

[0002]随着新能源事业的不断发展，锂离子动力电池的比能量,比功率越来越高,发热量也越来越大，尤其以功率型电池系统更为突出。为保证功率型电池系统的持续高功率输出，避免整车动力性能下降，解决功率型电池系统在持续高倍率充放电和短时间的超高倍率充放电下温度过高、温升过快的问题已迫在眉睫。同时，由于电芯尺寸及极耳封装工艺的限制，电芯极耳的过流能力是有限的；另外，由于空间及汇流排焊接工艺的限制，模组汇流排的过流能力也是有限的。如果功率型电池系统进行超高倍率充放电，那么电芯极耳、汇流排及电芯在短时间内将产生大量热量，如热量不能快速导出将会导致电池系统在短时间内产生热集聚，导致高温报警，甚者发生热安全问题。在此应用场景下，对功率型电池系统的散热及温度管控技术提出了更高的要求。如何在有限的空间内解决大功率热传导及热安全问题也越发突出。
[0003]现有的电池热管理系统并不能很好的解决上述的问题，例如专利号为202122921928.1的一种热管理装置以及电池热管理系统，该热管理装置包括：循环回路，所述电池组设于所述循环回路；驱动件，设于所述循环回路上；储液箱，设于所述循环回路上，用于储放防冻液；半导体制冷片，贴设在所述储液箱外表面，用于加热或冷却所述储液箱内的防冻液；其中，驱动件驱动所述储液箱内经加热或冷却后的防冻液在所述循环回路循环，以冷却或者加热所述电池组。该热管理装置不需另外设置制冷剂循环的回路，从根本上消除制冷剂泄漏的风险，更加安全可靠；并且能够有效简化热管理装置的结构，大幅度的降低制作成本，且结构简单有利于简化装配难度，提高组装效率。针对本专利技术中的功率型电池系统进行超高倍率充放电，那么电芯极耳、汇流排及电芯在短时间内将产生大量热量，如热量不能快速导出将会导致电池系统在短时间内产生热集聚，导致高温报警，甚者发生热安全问题，现有的技术中并不能得到很好的解决。

技术实现思路

[0004]专利技术的目的在于提供一种功率型电池的热管理系统，解决了功率型电池系统进行超高倍率充放电时的快速热集聚和热安全问题，电池系统在进行超高倍率充放电时，电芯极耳、汇流排及电芯在短时间内将产生大量热量，如热量不能快速导出将会导致电池系统在短时间内产生热集聚，导致高温报警，甚者发生热安全问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种功率型电池的热管理系统，所述热管理系统包括集成化模组和冷却系统，所述集成化模组包括电芯模块、可呼吸式均温板以及导热组件，所述电芯模块包括多个电芯，所述可呼吸式均温板间隔设置在所述电芯之间且与所述电芯贴合，所述导热组件置于电芯模块两端且与所述电芯模块接触，所述冷却系统与所述导热组件连
接，
[0006]所述可呼吸式均温板内部灌注有相变介质，灌注相变介质后的所述可呼吸式均温板内存在相变空间；所述可呼吸式均温板采用可膨胀且可压缩的材料制成；所述导热组件包括超导均温板，所述超导均温板内灌注有相变介质，所述超导均温板置于所述电芯模块两端。
[0007]本专利技术的进一步技术方案是：所述可呼吸式均温板间隔设置在所述电芯之间且与所述电芯贴合，可呼吸式均温板与电芯大面贴合，使得可呼吸式均温板与电芯的接触面积尽可能最大，增加模组的有效散热面积和导热效率。其中可呼吸式均温板可以与电芯模块中的单个电芯中依次设置，也可以每隔几个电芯设置一层。
[0008]本专利技术的进一步技术方案是：根据热失控防护及绝缘耐压等要求，在所述可呼吸式均温板进行对应的表面处理，例如表面绝缘处理和耐高温涂层处理，以增加可呼吸式均温板的使用功能。不同的表面处理方式均在本专利保护范围内。
[0009]本专利技术的进一步技术方案是：所述可呼吸式均温板本身采用铝材或者是不锈钢材料。根据不同的应用场景，所述可呼吸式均温板可以替换为防火隔热及可压缩回弹材料，如气凝胶、云母+可压缩材料的复合材料、聚酰亚胺等材料，满足防火隔热及可压缩回弹性能。其中将部分可呼吸式均温板替换成防火隔热层或/和可压缩回弹层，不会改变原来的空间大小，可以根据成本进行不同的选择设置。不同材料的替换均属于本专利的保护范围。
[0010]本专利技术的进一步技术方案是：所述电池模块可以是软包电芯、方壳电芯或者圆柱电芯。
[0011]本专利技术的进一步技术方案是：所述可呼吸式均温板内设有多层级压缩空间。所述可呼吸式均温板的横截面进行了“可呼吸式”的原理及结构设计。“可呼吸式”原理阐述：当电池温度升高，电芯受热会产生膨胀，从而压缩可呼吸式均温板，当温度传递给可呼吸式均温板,温度达到介质相变温度时，可呼吸式均温板内部发生相变，液态介质产生气化，可呼吸式均温板内部产生压力，当内腔压力大于电芯热膨胀产生的压力时，可呼吸式均温板膨胀从而压缩电芯；当内腔压力小于电芯热膨胀产生的压力时，电芯膨胀从而压缩可呼吸式均温板；在这种内外压力不平衡的调节过程中实现模组的“呼吸”。通过可“呼吸”式相变导热及结构创新设计，能够大大提供电芯的使用寿命。
[0012]本专利技术的进一步技术方案是：所述隔条的厚度不等，所述可呼吸式均温板通过所述隔条隔开后形成多层级压缩空间，所述压缩空间为腰型。
[0013]本专利技术的进一步技术方案是：所述隔条的厚度不等，所述可呼吸式均温板通过所述隔条隔开后形成多层级压缩空间，所述隔条上方为条状下方半圆形结构，所述半圆形结构内部镂空且设有支撑条。
[0014]本专利技术的进一步技术方案是：所述可呼吸式均温板为中空结构，且内部设有多个隔条，所述隔条的强度不等。
[0015]本专利技术的进一步技术方案是：多个隔条的强度不等，使得可呼吸均温板具有多层级极限压缩间距，保证了可呼吸式均温板内的冷凝段空间，使得相变介质不会完全充满整个空腔。通过不同的结构设计来满足多层级压缩均在本专利保护范围内。
[0016]本专利技术的进一步技术方案是：所述导热组件还包括汇流排以及使所述超导均温板与所述汇流排贴合的导热绝缘片，所述汇流排置于所述电芯模块的两端且与所述电芯模块
接触。所述汇流排与电芯两端的极耳接触，进行过流和导热。且整个导热组件置于电芯的两端，还能起到加强模组结构强度和保护电芯的作用。
[0017]本专利技术的进一步技术方案是：所述超导均温板为超导冷媒均温板和超导热管均温板两种中的任意一种。
[0018]本专利技术的进一步技术方案是：所述超导均温板为相变传热且设有冷却端。
[0019]超导冷媒均温板和超导热管均温板均属于相变传热，具有良好的导热性能。
[0020]本专利技术的进一步技术方案是：超导冷媒均温板是重力型相变均温板，冷却端一般安装在上层，冷却端如果安装在底部，会降低超导冷媒板的传热能力，并非不能使用，因此，冷却端安装在下层也属于本专利保护范畴。本专利展示在上层安装方式。
[0021]本专利技术的进一步技术方案是：超导热管均温板属于非重力型相变均温板，通过热管的毛细孔进行相变及冷却回流，冷却端可以在上层或底部进行安装。本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率型电池的热管理系统，其特征在于：所述热管理系统包括集成化模组(0)以及冷却系统(7)，所述集成化模组(0)包括电芯模块(1)、可呼吸式均温板(2)以及导热组件(3)，所述电芯模块(1)包括多个电芯，所述可呼吸式均温板(2)间隔设置在所述电芯之间且与所述电芯贴合，所述导热组件(3)置于电芯模块(1)两端且与所述电芯模块(1)接触，所述冷却系统(7)与所述导热组件(3)连接，所述可呼吸式均温板(2)内部灌注有相变介质，灌注相变介质后的所述可呼吸式均温板(2)内存在相变空间；所述可呼吸式均温板(2)采用可膨胀且可压缩材料制成；所述导热组件(3)包括超导均温板(33)，所述超导均温板(33)内灌注有相变介质，所述超导均温板(33)置于所述电芯模块(1)两端。2.根据权利要求1所述的一种功率型电池的热管理系统，其特征在于，所述可呼吸式均温板(2)内设有多层级压缩空间。3.根据权利要求2所述的一种功率型电池的热管理系统，其特征在于，所述可呼吸式均温板(2)为中空结构，且内部设有多个隔条(21)，所述隔条(21)将所述可呼吸式均温板(2)间隔成所述多层级压缩空间。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的一种功率型电池的热管理系统，其特征在于，所述导热组件(3)还包括汇流排(31)以及使所述超导均温板(33)与所述汇流排(31)贴合的导热绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱浩浩，崔国，义永光，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：