[实用新型]一种基于相变复合材料散热的储能电池包系统

说明书

本实用新型公开一种基于相变复合材料散热的储能电池包系统，包括电池、电池PACK、绝缘片、固定架、电池极片、温度传感器、电池包绝缘导热片、电池包壳体、BMS，所述固定架由导热泡沫加工而成；所述固定架内嵌设有用于安装所述电池的电池孔；所述固定架前后端面相对设有由外到内依次相连的所述电池包壳体、所述绝缘片、所述电池PACK、所述电池极片；所述固定架顶部及底部还相对设有所述电池包壳体；所述固定架侧壁周向贴合设有所述电池包绝缘导热片；所述固定架中填充有三元复合材料PCM；利用三元复合材料相变过程中潜热值高的特性，有效控制电池的工作温度并降低各电芯间的温差，利用自然散热作为二次散热手段，实现对电池包最佳工作性能的热管理技术。

技术领域

本发明属于电力储能技术领域，尤其涉及一种基于相变复合材料散热的储能电池包系统。

背景技术

目前，随着储能行业的蓬勃发展，锂离子电池也被大量的应用，但是影响锂离子电池性能的温升、温差等问题制约了行业的发展。通常，在温度低于约-10℃时，锂离子电池的能量和功率都大大减小；在较高的温度如温度高于约45℃时，电池寿命明显下降。

现今电池包系统在热处理上一般采用强制风冷或者液体冷却，但是该类系统由于需要一些如风机、泵、换热器、加热器、管线以及其它一些附件而使得结构过于庞大复杂同时它也消耗电池能量、降低了电池的功率密度和能量密度。基于上述问题，本发明提供了一种基于相变复合材料的储能电池包系统，利用相变复合材料的电池包能在没有或少用主动冷却组件情况下控制温升并维持温度均匀性。因此，能够降低储能系统的重量，降低储能系统的成本，提高在不同的安装及气象环境下的加热和冷却能力。

发明内容

有鉴于此，为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于相变复合材料散热的储能电池包系统，该装置通过将电池置于含有三元复合相变材料的固定架内，利用三元复合相变材料相变过程中潜热值高的特性，对电池包进行最佳工作的热管理技术，实现对电池工作温度以及电芯之间温差的有效控制，且利用自然散热作为二次散热手段，能够更有效的控制电池的工作温度并降低各电芯间的温差。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的。

一种基于相变复合材料散热的储能电池包系统，包括电池、电池PACK、绝缘片、固定架、电池极片、温度传感器、电池包绝缘导热片、电池包壳体、BMS，所述固定架由导热泡沫加工而成；所述固定架内嵌设有用于安装所述电池的电池孔；所述固定架前端和后端分别设有依次相连的所述电池包壳体、所述绝缘片、所述电池PACK、所述电池极片，所述电池孔的两端分别连有所述电池极片；所述固定架顶部及底部还相对设有所述电池包壳体；所述固定架侧壁周向贴合设有所述电池包绝缘导热片。

所述电池包使用高导热率的铝合金翅片制作而成；所述电池包外部设有电池包壳体，可用于保护电池、固定电池包及安装BMS；所述电池包绝缘导热片与所述含有相变复合材料的电池固定架贴合，可对电池包内部的热量进行二次降温，通过自然散热来降低电池包的整体温度；所述绝缘片用来隔离电池包内部带电体与电池包壳体，以防发生电流泄露；所述电池PACK由ABS塑料制成，用来固定电池两端；所述电池极片是用来将单个电池串联或并联以达到实际需求的电压及电流；所述电池包括但不限于目前储能产业常用的锂离子电池，用来储存电能为用户提供充足的能量；所述电池包绝缘导热片用来电隔离填充有膨胀石墨与三元复合材料的固定架与电池包壳体，并将热量传导给电池包壳体，以便电池保壳体进行有效的降温散热。

所述BMS为电池管理系统，用来对电池的各种参数进行检测管理。

优选的，所述固定架中填充有三元复合材料PCM；所述三元复合材料PCM由石蜡、膨胀石墨和泡沫铜制备得到。

本实用新型还提供所述的三元复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)称量：分别称取一定质量的膨胀石墨粉末和固体石蜡按1：9的比例进行混合，并将混合物至于水浴中加热到石蜡的熔点，加热搅拌1h；