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一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法技术

技术编号:44740118 阅读:0 留言:0更新日期:2025-03-21 18:07
本发明专利技术公开了一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,属于电池包技术领域,包括电池包,其包括壳体和设置于壳体内部的多组电池组;相变材料,其覆盖于电池包的壳体外部;散热组件,其与电池包连接,用于将电池包的热量传递到外界;控制组件,其用于在电池包温度达到预定范围时控制散热组件进行散热;循环回路,包括内部通道和外部通道,通过内置的相变材料在电池温度升高时会熔化,吸收多余热量,降低电池温度;在冷却时凝固,释放热量,保持电池的温度,使得电池在高温或低温工作环境下都能达到合适的工作温度条件,通过在相变材料内置一个通道,利用水泵让内部通道中的水循环起来,降低相变材料的热量,再进行循环,降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池包,更具体地说,涉及一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法


技术介绍

1、电池包(battery pack)是指组合多个电池单元或模块以形成一个可储存和提供电能的装置。它通常用于为各种设备供电,特别是在电动汽车(ev)、混合动力汽车(hev)、插电式混合动力汽车(phev)、电动自行车、电动工具以及储能系统等领域中,电池包由多个电池单体(如锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池等)通过串联或并联的方式组合而成,以满足特定的电压和容量要求。

2、现有技术中公开号为cn118117201a,公开了一种电池包的散热系统和散热方法。该电池包的散热系统包括第一风机、第二风机、电池包、控制模块和温度检测模块;第一风机设置在电池包的第一端,第二风机设置在电池包的与第一端相对的第二端,第一风机和第二风机的出风方向相反且不可同时启动;温度检测模块用于检测电池包内部至少两个不同位置处的电池温度;控制模块用于获取温度检测模块检测到的电池温度,基于电池温度确定电池包的内部温差,基于电池温度和内部温差控制第一风机和第二风机的启闭,以使电池包的所述内部温差处于预设温差范围。通过采用上述方案,解决了现有的电池包的散热方案会导致电池包内部的温差增大,进而使得电池包的一致性变差的问题。

3、电池为电动汽车提供动力,对电动汽车的性能、续航里程起着决定作用。而锂电池凭借能量密度大、低自放电率等优势成为最有希望推动电动汽车发展的候选电池。然而,锂离子电池对工作温度响应很灵敏。一方面,当锂电池在较高的温度(大于35℃)下工作时,会加剧电池内的副反应,导致电池温度的失控,进而造成电池容量衰减和寿命缩短,电动汽车可能因电池过热而引发火灾。因此,人们越来越关注电动汽车的安全问题。另一方面,当锂电池在较低的温度(小于15℃)下工作时,由于内阻增加和反应动力学抑制,其放电容量大大降低,导致电动汽车的驱动范围大大缩短。此外,锂电池温度分布的不均匀会导致电化学过程不一致,进一步降低电池组的容量和缩短循环寿命。因此,为了保证电动汽车锂电池运作时的安全和性能,高效的电池热管理系统(btms)是十分必要的。随着锂电池技术的不断提升,持续存在的热问题和安全问题变得更加严重,这对电池热管理系统提出了更高的要求。


技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,解决了上述的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述所述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,包括电池包,

5、电池包,其包括壳体和设置于壳体内部的多组电池组;

6、相变材料,其包裹于每组电池组的且填充在电池包内;

7、散热组件,其与电池包连接,用于将电池包的热量传递到外界;

8、控制组件,其用于在电池包温度达到预定范围时控制散热组件进行散热;

9、循环回路,包括内部通道和外部通道。

10、优选的,所述散热组件包括内置管道、管道内部的水、水泵、压缩机和膨胀水箱,所述相变材料的内部设置有内置管道,形成循环水路。

11、优选的,所述内置管道的一端与水泵相连,所述内置管道另一端与压缩机相连,形成水循环回路,所述膨胀水箱与水循环回路连接,用于提供和储存循环水。

12、优选的,所述控制组件包括设置于电池包内的至少一个温度传感器,所述电池包内设置温度传感器,用于检测电池包温度,所述温度传感器与水泵和压缩机连接,用于检测电池包温度并控制水泵和压缩机的启动。

13、优选的,所述电池包的壳体上设置有第一接口和第二接口,所述内部通道和外部通道均设置于第一接口和第二接口之间,用于连接内置管道形成循环回路。

14、优选的,所述循环回路包括内部通道和外部通道,所述外部通道同样设置于第一接口和第二接口之间。

15、优选的,所述内部通道用于连接内置管道形成循环回路,所述外部通道则设置有水泵和压缩机,用于加速水循环。

16、优选的,所述相变材料包括脂肪酸或石蜡等材料,其在加热到一定温度时会熔化吸收热量,降低电池温度;在冷却时则凝固释放热量,保持电池温度稳定,所述内置管道在相变材料内部以环绕型布置,通过水泵加速水的循环,吸收相变材料的热量,达到降低电池工作温度的目的。

17、优选的,当所述温度传感器检测到电池包温度超过设定阈值时,控制组件会启动水泵和压缩机,加速水循环,通过相变材料和循环管道的水共同对电池包进行散热。

18、优选的,所述冷却方法包含常规温度时散热和高温时散热,所述常规温度时散热具体为车辆工作而电池处于正常工作温度时,单独的相变材料已经足够电池的冷却需要,所述高温时散热具体为当整车进行长时间的过充或是电池长时间持续输出电流时,相变材料无法满足电池包的散热,在连接口处的温度传感器感应到温度超过阈值,水泵就会启动,通过水泵加速水的流动,能帮助相变材料和电池一起散热,减少了电池因长时间的过充或是输出电流时间过长而造成的容量衰减以及温度过高造成的热失控风险。

19、(三)有益效果

20、与现有技术相比,本专利技术提供了一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,具备以下有益效果:

21、1、该一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,通过内置的相变材料在电池温度升高时会熔化,吸收多余热量,降低电池温度;在冷却时凝固,释放热量,保持电池的温度,使得电池在高温或低温工作环境下都能达到合适的工作温度条件。

22、2、该一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,通过在相变材料内置一个通道,利用水泵让内部通道中的水循环起来,降低相变材料的热量,使相变材料在高温条件下不容易损坏,电池在高温下不容易发生热失控,再通过压缩机使内部管道中水的温度下降,再进行循环,降低了成本。

23、3、该一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,通过结合相变材料(如脂肪酸或石蜡)和循环水路散热系统,该方法能够高效地吸收和转移电池包产生的热量,相变材料在特定温度下的相变过程能有效降低电池温度,而循环水路则能进一步加速热量的传递和释放,确保电池包温度稳定,延长电池使用寿命。

24、4、该一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,控制组件通过温度传感器实时监测电池包温度,并在温度达到或超过预定阈值时自动启动散热组件,这种智能温控机制能够精确调节散热效率,避免过度散热或散热不足,从而提高能源利用效率和系统稳定性,散热组件和循环回路的设计使得整个散热系统结构紧凑,易于集成到电池包中,同时,外部通道的设置便于安装和维护散热设备,如水泵和压缩机,降低了系统的复杂性和维护成本。

25、5、该一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,在高温或长时间过充、持续输出电流等极端条件下,该方法能够迅速响应并加强散热效果,有效降低了电池因温度过高而引发的热失控风险,提高了电池包的安全性和可靠性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,包括电池包(1),其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述散热组件(3)包括内置管道(31)、管道内部的水(32)、水泵(33)、压缩机(34)和膨胀水箱,所述相变材料(2)的内部设置有内置管道(31),形成循环水路。

3.根据权利要求2所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述内置管道(31)的一端与水泵(33)相连,所述内置管道(31)另一端与压缩机(34)相连,形成水循环回路(5),所述膨胀水箱与水循环回路(5)连接,用于提供和储存循环水。

4.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述控制组件(4)包括设置于电池包(1)内的至少一个温度传感器(41),所述电池包(1)内设置温度传感器(41),用于检测电池包(1)温度,所述温度传感器(41)与水泵(33)和压缩机(34)连接,用于检测电池包(1)温度并控制水泵(33)和压缩机(34)的启动。

5.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述电池包(1)的壳体(11)上设置有第一接口(13)和第二接口(14),所述内部通道(51)和外部通道(52)均设置于第一接口(13)和第二接口(14)之间,用于连接内置管道(31)形成循环回路(5)。

6.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述循环回路(5)包括内部通道(51)和外部通道(52),所述外部通道(52)同样设置于第一接口(13)和第二接口(14)之间。

7.根据权利要求5所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述内部通道(51)用于连接内置管道(31)形成循环回路(5),所述外部通道(52)则设置有水泵(33)和压缩机(34),用于加速水循环。

8.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述相变材料(2)包括脂肪酸或石蜡等材料,其在加热到一定温度时会熔化吸收热量,降低电池温度;在冷却时则凝固释放热量,保持电池温度稳定,所述内置管道(31)在相变材料(2)内部以环绕型布置,通过水泵(33)加速水的循环,吸收相变材料(2)的热量,达到降低电池工作温度的目的。

9.根据权利要求2所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:当所述温度传感器(41)检测到电池包(1)温度超过设定阈值时,控制组件(4)会启动水泵(33)和压缩机(34),加速水循环,通过相变材料(2)和循环管道的水共同对电池包(1)进行散热。

10.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述冷却方法包含常规温度时散热和高温时散热,所述常规温度时散热具体为车辆工作而电池处于正常工作温度时,单独的所述相变材料(2)已经足够电池的冷却需要,所述高温时散热具体为当整车进行长时间的过充或是电池长时间持续输出电流时,所述相变材料(2)无法满足电池包的散热,在连接口处的温度传感器(41)感应到温度超过阈值,水泵(33)就会启动,通过水泵(33)加速水的流动,能帮助相变材料(2)和电池一起散热,减少了电池因长时间的过充或输出电流时间过长而造成的容量衰减以及温度过高造成的热失控风险。

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【技术特征摘要】

1.一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,包括电池包(1),其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述散热组件(3)包括内置管道(31)、管道内部的水(32)、水泵(33)、压缩机(34)和膨胀水箱,所述相变材料(2)的内部设置有内置管道(31),形成循环水路。

3.根据权利要求2所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述内置管道(31)的一端与水泵(33)相连,所述内置管道(31)另一端与压缩机(34)相连,形成水循环回路(5),所述膨胀水箱与水循环回路(5)连接,用于提供和储存循环水。

4.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述控制组件(4)包括设置于电池包(1)内的至少一个温度传感器(41),所述电池包(1)内设置温度传感器(41),用于检测电池包(1)温度,所述温度传感器(41)与水泵(33)和压缩机(34)连接,用于检测电池包(1)温度并控制水泵(33)和压缩机(34)的启动。

5.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述电池包(1)的壳体(11)上设置有第一接口(13)和第二接口(14),所述内部通道(51)和外部通道(52)均设置于第一接口(13)和第二接口(14)之间,用于连接内置管道(31)形成循环回路(5)。

6.根据权利要求1所述的一种基于相变材料和散热管的电池包散热方法,其特征在于:所述循环回路(5)包括内部通道(51)和外部通道(52),所述外部通道(52)同样设置于第一接口(13)和第二接口(14...

【专利技术属性】
技术研发人员:周冠爵吴东东高超曾庆华
申请(专利权)人:南京司凯奇汽车科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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