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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池热管理,具体涉及一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统。
技术介绍
1、锂电池由于其高能量密度、长循环寿命、低自放电率等优点,在动力电池和电化学储能方面得到了广泛的应用。其中的方形电池封装可靠性高,重量轻,结构简单等优势使其成为最常用的电池种类之一。但是锂电池的产热较高,在工作过程中容易造成热量积累,导致温度迅速升高甚至热失控的发生,同时方形电池较大的体积会造成电池单体和电池组温度分布的不均匀,进而造成电池寿命的快速衰减,产生严重的安全问题。因此,对电池组进行合理有效的热管理是十分必要的。
2、传统的电池热管理方式有风冷和液冷,此外还有热管冷却和相变冷却。单一的热管理方式总存在一定的缺点,比如风冷结构简单、成本低,但它体积大、散热效率低且能耗高;液冷效率高,但是存在温度均匀性差和能耗高的问题。热管冷却和相变冷却是被动散热方式,不需要额外的能耗,但是它们需要结合主动散热技术扩大适用范围。结合不同热管理方式的优势,适应不同工况下的热管理要求是未来发展的方向。
3、因此,需要提出一种新的热管理系统,解决现有技术中热管理效率低、能耗高、适用工况有限、维护困难等问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足,本专利技术提供了一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,旨在解决现有技术中热管理效率低、能耗高、适用工况有限、维护困难等问题。
2、为了达到上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:
3、一种复合翅片协同液冷的方形电
4、所述锂电池组包括用导电片串联连接的多个方形电池单体;
5、所述方形电池单体间插入扁平热管;
6、所述锂电池组两侧设置有复合翅片;
7、所述扁平热管的两端夹于翅齿中,相邻翅齿间以及中空翅片底座中均填充相变材料;
8、所述翅片底座中穿插液冷管,液冷管中填充有冷却液。
9、进一步,所述电池单体为方形锂电池,相互之间用导电片串联连接。
10、进一步,所述扁平热管穿插于所述方形电池单体间,与所述方形电池单体表面贴合。
11、进一步,所述锂电池组两侧设置有对称分布的复合翅片,所述复合翅片的结构包括翅齿,相变材料,翅片底座,液冷管和底座盖板。
12、进一步,所述扁平热管的两端夹在所述复合翅片的翅齿间,与所述翅齿紧密贴合;
13、所述复合翅片的相邻翅齿间填充相变材料;
14、所述复合翅片的底座为中空结构,内部填充有相变材料。
15、进一步,所述翅片底座的相变材料中穿插圆形“m”状液冷管,所述液冷管下端为冷却液入口,上端为冷却液出口。
16、进一步,所述锂电池组热管理系统还包括电子控制模块,可以控制不同工况下冷却液的通断,在高温(相变材料相变温度以上,一般为45℃以上)环境和电池组大倍率(2c以上)充放电时开启液冷散热。
17、可选地,所述冷却液为体积百分比50%的乙二醇水溶液,所述相变材料为膨胀石墨和石蜡的混合物,所述翅片和所述液冷管的材质均为铝。
18、进一步,所述复合翅片、扁平热管和电池组可拆卸安装。
19、本专利技术具备以下优点:
20、在正常工况下,通过扁平热管和复合翅片对锂电池组进行温度控制,热管吸收的电池热量被相变材料和翅片快速导出,提高了散热效率和电池组的温度均匀性,无需主动换热技术即可实现高效的热管理,降低了系统的能耗。电池组在环境温度超过相变温度下大倍率放电,液冷系统的启动可实现快速散热,满足恶劣工况下的热管理需求。复合翅片、热管和电池组均可拆卸安装,维护更加方便。
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1.一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,多个方形电池单体串联组成的锂电池组、扁平热管、复合翅片、相变材料以及液冷管;
2.根据权利要求1所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述电池单体为方形锂电池,相互之间用导电片串联连接。
3.根据权利要求1所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述扁平热管穿插于所述方形电池单体间,与所述方形电池单体表面贴合。
4.根据权利要求1所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述锂电池组两侧设置有对称分布的复合翅片,所述复合翅片的结构包括翅齿,相变材料,翅片底座,液冷管和底座盖板。
5.根据权利要求3或4所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述扁平热管的两端夹在所述复合翅片的翅齿间,与所述翅齿紧密贴合;
6.根据权利要求5所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述翅片底座的相变材料中穿插圆形“M”状液冷管,所述液冷管下端为冷却液入口,上端为冷却液出口。
8.根据权利要求1所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述冷却液为体积百分比50%的乙二醇水溶液,所述相变材料为膨胀石墨和石蜡的混合物,所述翅片和所述液冷管的材质均为铝。
9.根据权利要求1所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述复合翅片、扁平热管和电池组可拆卸安装。
...【技术特征摘要】
1.一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,多个方形电池单体串联组成的锂电池组、扁平热管、复合翅片、相变材料以及液冷管;
2.根据权利要求1所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述电池单体为方形锂电池,相互之间用导电片串联连接。
3.根据权利要求1所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述扁平热管穿插于所述方形电池单体间,与所述方形电池单体表面贴合。
4.根据权利要求1所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述锂电池组两侧设置有对称分布的复合翅片,所述复合翅片的结构包括翅齿,相变材料,翅片底座,液冷管和底座盖板。
5.根据权利要求3或4所述的一种复合翅片协同液冷的方形电池热管理系统,其特征在于,所述扁平热管的两端夹在所述复合翅片的翅齿间,与所述翅齿紧密贴合...
【专利技术属性】
技术研发人员:王青松,王俊杰,金凯强,李煌,梅文昕,孙金华,
申请(专利权)人:中国科学技术大学,
类型:发明
国别省市:
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