【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合式圆柱电池热管理系统，尤其涉及一种相变材料与横向翅片-套管结合的复合式圆柱电池热管理系统，属于锂电池热管理。
技术介绍
1、在能源短缺和环境污染的背景下，电动汽车因其低耗能、零排放，成为未来交通运输的重要可持续解决方案。锂电池由于其具有功率密度高、使用寿命长、无记忆效应等优点，被视为电动汽车的最佳动力能源。然而，锂电池对温度十分敏感。锂电池在高放电倍率下会产生巨大的热量，热量持续积累引起的高温会导致电池放电能力下降，同时增加热失控的风险。为了保证锂电池具有最佳工作效能，其工作温度应在20℃-40℃范围内，电池最大温差应不超过5℃。因此，建立一个稳定、高效的电池热管理系统保证电池在适宜工作温度范围内运行至关重要。
2、相变材料因其高热能储存密度和稳定的温度均匀性，有潜力成为新一代电池热管理技术的理想选择。但相变材料的低导热系数严重限制了电池热管理系统的热性能，特别是在高放电倍率条件下，极易造成热量积聚的问题。因此，需要采用有效的策略，如添加翅片来改善相变材料的导热性能，以提升整体热管理效果。使用传统横向翅片虽然能有效降低电池最高温度，但在高放电倍率下存在电池温差(电池内最高温度减最低温度)过大的问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：解决传统横向翅片导致的电池大温差问题，提高电池温度均匀性，同时弥补相变材料存在的低导热系数的问题，从而降低电池最高温度，确保电池在高充放电倍率下安全高效地运行。
2、为了解决上述技术问题，本专
3、优选地，所述的多个横向翅片将相变材料分隔为多个区域。
4、优选地，所述的多个横向翅片沿套管轴向均匀分布。
5、优选地，当所述的套管壁面温度达到相变材料熔点时，相变材料潜热发挥作用，并吸收单体电池产生的热量。
6、优选地，所述的相变材料为具有高潜热的有机相变材料。
7、优选地，所述的相变材料为具有高潜热的石蜡，相变温度在29℃-36℃之间。
8、优选地，所述的套管、横向翅片和外壳都是由高导热性质的材料制成。
9、优选地，所述的外壳高度、套管高度均与单体电池高度一致；套管内壁紧贴单体电池外壁。
10、优选地，所述的横向翅片为圆环形板状结构，单体电池、套管、横向翅片、相变材料和外壳均设有同一个中心轴；横向翅片所在平面与套管的中心轴垂直。
11、优选地，所述的单体电池为18650、21700或26650型圆柱锂离子电池中的一种。
12、相比于纯相变材料散热，使用传统横向翅片散热可以显著降低电池最高温度，但同时也使电池温差增大。这是因为横向翅片的高导热率会造成电池局部低温，从而增大整体温差。而本专利技术可以解决传统横向翅片导致的电池大温差(电池内最高温度减最低温度)问题，同时进一步降低电池最高温度，实现更高效的热管理效能。这是因为套管的添加一方面可以避免横向翅片直接接触电池而造成温差增大的问题，另一方面可以进一步改善相变材料的导热率。
13、本专利技术通过套管的使用，可形成高导热网络加快热量传递，解决传统横向翅片导致的电池大温差问题，提高电池温度均匀性，同时改善相变材料导热率，增强散热，弥补相变材料导热率不足的缺点，确保电池在高充放电倍率下安全高效地运行。
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1.一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，包括单体电池(1)，单体电池(1)嵌套在套管(2)内，套管(2)外侧均匀分布有多个横向翅片(3)，套管(2)和横向翅片(3)的外侧设有外壳(5)，套管(2)、横向翅片(3)和外壳(5)之间填充有相变材料(4)，横向翅片(3)分别与套管(2)和外壳(5)接触；单体电池(1)产生的热量通过套管(2)、横向翅片(3)和外壳(5)的传递，一部分传递给相变材料(4)且被相变材料(4)吸收，另一部分通过外壳(5)传递到外界环境。
2.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的多个横向翅片(3)将相变材料(4)分隔为多个区域。
3.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的多个横向翅片(3)沿套管(2)轴向均匀分布。
4.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，当所述的套管(2)壁面温度达到相变材料(4)熔点时，相变材料(4)潜热发挥作用，并吸收单体电池(1)产生的热量。
5.如权利要求4所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于
6.如权利要求5所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的相变材料(4)为具有高潜热的石蜡，相变温度在29℃-36℃之间。
7.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的套管(2)、横向翅片(3)和外壳(5)都是由高导热性质的材料制成。
8.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的外壳(5)高度、套管(2)高度均与单体电池(1)高度一致；套管(2)内壁紧贴单体电池(1)外壁。
9.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的横向翅片(3)为圆环形板状结构，单体电池(1)、套管(2)、横向翅片(3)、相变材料(4)和外壳(5)均设有同一个中心轴；横向翅片(3)所在平面与套管(2)的中心轴垂直。
10.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的单体电池(1)为18650、21700或26650型圆柱锂离子电池中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，包括单体电池(1)，单体电池(1)嵌套在套管(2)内，套管(2)外侧均匀分布有多个横向翅片(3)，套管(2)和横向翅片(3)的外侧设有外壳(5)，套管(2)、横向翅片(3)和外壳(5)之间填充有相变材料(4)，横向翅片(3)分别与套管(2)和外壳(5)接触；单体电池(1)产生的热量通过套管(2)、横向翅片(3)和外壳(5)的传递，一部分传递给相变材料(4)且被相变材料(4)吸收，另一部分通过外壳(5)传递到外界环境。
2.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的多个横向翅片(3)将相变材料(4)分隔为多个区域。
3.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，所述的多个横向翅片(3)沿套管(2)轴向均匀分布。
4.如权利要求1所述的一种复合式圆柱电池热管理系统，其特征在于，当所述的套管(2)壁面温度达到相变材料(4)熔点时，相变材料(4)潜热发挥作用，并吸收单体电池(1)产生的热量。
5.如权利要求4所述的一种复合式圆柱电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李凌，崔梦婷，杨东翰，何志强，柳毅，朱志伟，娄钦，张梦伢，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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