System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种冷却结构和固态电池制造技术_技高网

一种冷却结构和固态电池制造技术

技术编号:43211331 阅读:1 留言:0更新日期:2024-11-05 17:06
本申请公开了一种冷却结构和固态电池,其中,冷却结构包括冷却部件和液冷板,所述冷却部件用于安装在被冷却物体的外周,所述液冷板设在所述冷却部件的外周,所述冷却部件包括相变材料,所述相变材料具有第一相变温度和第二相变温度,所述第二相变温度高于所述第一相变温度,所述相变材料包括相变石蜡和二十三烷,该冷却结构在冷却时,被冷却物体产生的热量大部分热量由冷却部件吸收,被冷却物体产生的小部分热量传递到液冷板内,将热量带出该冷却结构,提高整体导热性能,使用该冷却结构的固态电池,能够对固态电池进行散热,通过两次相变防止固态电池升温热失控,显著提高换热速率和温度均匀性,降低固态电池温度和能耗。

【技术实现步骤摘要】

本申请用于热管理,特别是涉及一种冷却结构和固态电池


技术介绍

1、新能源汽车的蓬勃发展,车用锂电池发展极为迅速,锂离子电池从传统的磷酸铁锂电池到三元锂电池再到固态电池,朝着高比能、高功率,长循环寿命、低自放电率的方向发展,在随着能量密度的增大,固态电池在充放电过程中电池温度会极速上升,特别表现在电芯内部和电极部分,同时多块电池堆叠成组导致内部温度极高,容易形成较大的温差,而适合电池工作的温度仅为20~45℃。由于电池本身不与外界直接接触,热传导结构复杂,其散热变得相对困难,若保持固态电池长时间高温状态下工作,容易出现热失控现象,导致电池失效甚至爆炸,对电池和汽车乃至人员产生一定的危害。为了防止固态电池失效,使电池维持在工作温度内,需要给固态电池增加一个热管理模组,用于吸收固态电池热量、降低固态电池温度,保证电池安全。

2、但现有方案中采用的直流道液冷冷却其流道设计简单,靠近出入水口的地方流速大,换热效率高,远离出入水口的地方流速小,换热能力差,这导致电池温差较大,容易出现局部热聚集;其次该流道整体换热能力不足,能耗较高,一定流速下难以吸收处理全固态电池的巨大发热量,而增大流速又导致能耗增大导致汽车续航能力降低。

3、现有方案中采用的相变材料储热方案,通过相变材料吸收电池产热来控制电池温度的方案对于发热量巨大的固态电池难以实现完整的温度控制。相变材料在吸收一定热量后会完全发生相变,其恒温的性质将发生改变,冷却能力下降,相变材料在完全融化时若不能完全吸收电池产热,会导致整体热管理失效,热失控风险加剧,这也是其储热能力有限的原因。而盲目增大相变材料体积,不仅会增大了电池包的质量,降低系统的质量能量密度,续航能力减弱。

4、而现有方案中采用的相变材料储热方案,通过相变材料吸收电池产热来控制电池温度的方案对于发热量巨大的固态电池难以实现完整的温度控制。


技术实现思路

1、本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种冷却结构和固态电池,冷却结构的冷却效率高,使用该冷却结构的固态电池不易发生热失控。

2、本申请解决其技术问题所采用的技术方案是:

3、一种冷却结构,其特征在于,包括冷却部件和液冷板,所述冷却部件用于安装在被冷却物体的外周,所述液冷板设在所述冷却部件的外周,所述冷却部件包括相变材料,所述相变材料具有第一相变温度和第二相变温度,所述第二相变温度高于所述第一相变温度,所述相变材料包括相变石蜡和二十三烷。

4、本申请的某些实施例中,所述液冷板包括液冷单元,所述液冷单元包括主流通道和支流通道,所述支流通道设在所述主流通道的两侧形成类似树枝叶脉的分叉结构,所述主流通道沿所述液冷单元的对角线设置,且在所述液冷单元的两个顶脚处分别形成入液口和出液口。

5、本申请的某些实施例中,所述液冷板上设有总通道,所述总通道在所述液冷板的两端分别形成总入口和总出口,所述液冷板包括多个所述液冷单元,多个所述主流通道设在所述支流通道的前后两侧形成类似树枝叶脉的分叉结构。

6、本申请的某些实施例中,所述第一相变温度为40~45℃,所述第二相变温度为55~65℃。

7、本申请的某些实施例中,相变石蜡和二十三烷通过掺杂膨胀石墨进行初步封装,相变石蜡的质量占比为50~65%,二十三烷的质量占比为20~25%,膨胀石墨的质量占比为10~30%。

8、本申请的某些实施例中,相变石蜡、二十三烷和膨胀石墨采用铝塑膜进行二次封装。

9、本申请还提供一种固态电池,包括上述实施例中的冷却结构,被冷却物体包括电池本体,所述电池本体的前侧、后侧、左侧和右侧均设有所述冷却部件,所述电池本体的顶部和底部均设有所述液冷板,位于被冷却物体顶部的所述液冷板与所述冷却部件的顶部相连,位于被冷却物体底部的所述液冷板与所述冷却部件的底部相连。

10、本申请的某些实施例中,所述电池本体包括沿左右方向设置的多个固态电池单元,所述固态电池单元的前侧和后侧均设有正负极片。

11、本申请的某些实施例中,所述电池本体包括电源连接器和电路管理模块,所述电源连接器将所述电路管理模块与所述正负极片相连。

12、本申请的某些实施例中,所述电池本体包括壳体,所述壳体套在所述电源连接器和所述正负极片的外周,所述电源连接器和所述壳体之间设有所述冷却部件。

13、上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一:该冷却结构通过冷却部件和液冷板相结合的方式来冷却物体的,其中,相变材料可以实现二次相变,在被冷却物体升高至第一相变温度时,相变材料发生一次相变,第一次相变为固固相变,相变石蜡仍处于固态,随后引发二十三烷材料发生相变,二十三烷融化为液态吸收释放的热量,以控制温度;当工作冷却物体局部出现热点,升高至第二相变温度时,相变材料发生二次相变,第二次相变为固液相变过程,相变石蜡从固相变为液相来吸收该处热量吸收该处热量,预防局部温度急速上升,防止被冷却物体发生热失控,即在冷却时,被冷却物体产生的热量大部分热量由冷却部件吸收,被冷却物体产生的小部分热量传递到液冷板内,将热量带出该冷却结构,提高整体导热性能,使用该冷却结构的固态电池,能够对固态电池进行散热,使用时,通过两次相变防止固态电池升温热失控,降低固态电池内部温度和温差,克服了传统单一冷却热管理方式手段的缺陷,实现对新能源汽车全固态电池温度的长期有效温度控制,而且可以显著提高换热速率和温度均匀性,降低固态电池温度和电池能耗。

14、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

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【技术保护点】

1.一种冷却结构,其特征在于,包括冷却部件和液冷板,所述冷却部件用于安装在被冷却物体的外周,所述液冷板设在所述冷却部件的外周,所述冷却部件包括相变材料,所述相变材料具有第一相变温度和第二相变温度,所述第二相变温度高于所述第一相变温度,所述相变材料包括相变石蜡和二十三烷。

2.根据权利要求1所述的冷却结构,其特征在于,所述液冷板包括液冷单元,所述液冷单元包括主流通道和支流通道,所述支流通道设在所述主流通道的两侧形成类似树枝叶脉的分叉结构,所述主流通道沿所述液冷单元的对角线设置,且在所述液冷单元的两个顶脚处分别形成入液口和出液口。

3.根据权利要求2所述的冷却结构,其特征在于,所述液冷板上设有总通道,所述总通道在所述液冷板的两端分别形成总入口和总出口,所述液冷板包括多个所述液冷单元,多个所述主流通道设在所述支流通道的前后两侧形成类似树枝叶脉的分叉结构。

4.根据权利要求1所述的冷却结构,其特征在于,所述第一相变温度为40~45℃,所述第二相变温度为55~65℃。

5.根据权利要求1所述的冷却结构,其特征在于,相变石蜡和二十三烷通过掺杂膨胀石墨进行初步封装,相变石蜡的质量占比为50~65%,二十三烷的质量占比为20~25%,膨胀石墨的质量占比为10~30%。

6.根据权利要求5所述的冷却结构,其特征在于,相变石蜡、二十三烷和膨胀石墨采用铝塑膜进行二次封装。

7.一种固态电池,其特征在于,包括权利要求1~6中任一项所述的冷却结构,被冷却物体包括电池本体,所述电池本体的前侧、后侧、左侧和右侧均设有所述冷却部件,所述电池本体的顶部和底部均设有所述液冷板,位于被冷却物体顶部的所述液冷板与所述冷却部件的顶部相连,位于被冷却物体底部的所述液冷板与所述冷却部件的底部相连。

8.根据权利要求7所述的固态电池,其特征在于,所述电池本体包括沿左右方向设置的多个固态电池单元,所述固态电池单元的前侧和后侧均设有正负极片。

9.根据权利要求8所述的固态电池,其特征在于,所述电池本体包括电源连接器和电路管理模块,所述电源连接器将所述电路管理模块与所述正负极片相连。

10.根据权利要求9所述的固态电池,其特征在于,所述电池本体包括壳体,所述壳体套在所述电源连接器和所述正负极片的外周,所述电源连接器和所述壳体之间设有所述冷却部件。

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【技术特征摘要】

1.一种冷却结构,其特征在于,包括冷却部件和液冷板,所述冷却部件用于安装在被冷却物体的外周,所述液冷板设在所述冷却部件的外周,所述冷却部件包括相变材料,所述相变材料具有第一相变温度和第二相变温度,所述第二相变温度高于所述第一相变温度,所述相变材料包括相变石蜡和二十三烷。

2.根据权利要求1所述的冷却结构,其特征在于,所述液冷板包括液冷单元,所述液冷单元包括主流通道和支流通道,所述支流通道设在所述主流通道的两侧形成类似树枝叶脉的分叉结构,所述主流通道沿所述液冷单元的对角线设置,且在所述液冷单元的两个顶脚处分别形成入液口和出液口。

3.根据权利要求2所述的冷却结构,其特征在于,所述液冷板上设有总通道,所述总通道在所述液冷板的两端分别形成总入口和总出口,所述液冷板包括多个所述液冷单元,多个所述主流通道设在所述支流通道的前后两侧形成类似树枝叶脉的分叉结构。

4.根据权利要求1所述的冷却结构,其特征在于,所述第一相变温度为40~45℃,所述第二相变温度为55~65℃。

5.根据权利要求1所述的冷却结构,其特征在于,相变石蜡和二十三烷通过掺杂膨胀石墨进行初步封装,相变...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕松刘喆刘文卓鹿梦莹
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:

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