[发明专利]一种电池包液氮冷却装置及其热管理方法

说明书

本申请涉及一种电池包液氮冷却装置及其热管理方法,属于电池冷却技术领域。其包括电池模组、液氮板、液氮进口、硅胶垫、导热板，电池模组与硅胶垫接触，硅胶垫与液氮板紧密接触，液氮进口与液氮板相连通，液氮通过液氮进口充入液氮板中，液氮板一侧是平面，另一侧为凹凸水道，在凹凸水道侧放置增大与硅胶垫接触面积的导热板。本申请提高热管理安全性。液氮流进液氮板会发生汽化现象，并不以液体形式一直存在，避免由于振动、冲击等工况造成液体流出，电池包发生短路现象；减轻整包重量。液氮汽化后变成气体散出，大大减轻整包重量，提高整包能量密度；使用方便，只需连接储液罐进行液氮供给，无需消耗电池包自身电量工作，减少电池包能量额外损耗。

技术领域

本申请涉及一种电池包液氮冷却装置及其热管理方法,属于电池冷却技术领域。

背景技术

随着新能源汽车行业的大力发展，高续航里程的新能源汽车已成为各大主机厂提升市场竞争的关键性因素。为了提高续航里程，动力电池包内部则需要更大的空间来布置更多电池，以便满足高能量密度的要求。随着能量密度的不断增加，电芯充放电过程中的热量也在不断升高，散热问题日益突出。若此问题不能得到较好的解决，随着温度的不但升高，不仅会发生热失控风险，电芯的使用寿命也会大大降低

现阶段比较常用的热管理方式包括风冷和液冷。风冷利用风扇进行强迫降温，需要在电池包内部安装风机，存在占用内部资源、噪声大，无法完成密封等缺陷；液冷利用水冷板将热量导出，但在电池包振动、碰撞过程中，液冷板存在泄漏导致电池短路，从而产生热失控风险。

发明内容

由于液氮汽化吸热，在热管理方面具有散热效果好、节能、低成本、安全和使用方便等特点，利用液氮技术进行热管理具有显著优势。

针对现有技术的上述缺陷，本申请提出了一种电池包液氮冷却装置及其使用方法，可以很好地解决现有技术中的上述问题。

本申请提出了一种电池包液氮冷却装置，其包括电池模组、液氮板、液氮进口、硅胶垫、导热板，电池模组与硅胶垫接触，硅胶垫与液氮板紧密接触，液氮进口与液氮板相连通，液氮通过液氮进口充入液氮板中，液氮板一侧是平面，另一侧为凹凸水道，在凹凸水道侧放置增大与硅胶垫接触面积的导热板。

进一步，上述电池包液氮冷却装置中，在电池模组的两侧具有1-30毫米厚度的硅胶垫。

进一步，上述电池包液氮冷却装置中，在电池模组的两侧分别设置有通过管路进行并联的液氮板。液氮板采用耐高压的吹胀形式。液氮板采用耐低温高压材料制成。液氮进口为两个，根据电池模组高低进行双口或单口工作。

本申请还提出一种使用前述电池包液氮冷却装置的热管理方法，将液氮充入与电池模组接触的液氮板中，通过液氮汽化吸热原理对电池包产生的热量进行热交换。

上述热管理方法中，液氮进口为两个，电池模组温度较高时可将两个进口全部开通，提高电池包降温速率，当电池模组较低时，为了节省液氮的使用量，可开通一个液氮进口，满足热管理需求即可。

进一步，上述热管理方法中，电池模组产生的热量首先通过径向传到硅胶垫，然后液氮板通过汽化吸热吸收硅胶垫上的热量，在模组两侧分别设置液氮板，通过管路进行并联，提高热管理效率；液氮板采用耐高压的吹胀形式且由耐低温高压材料制成，由于中间一块液氮板一侧是平面，另一侧为凹凸水道，故在另一侧的凹凸水道侧放置一块导热板，一方面加强液氮板另一侧的强度，另一方面增大与电芯间的接触面积，提高热传导效率。

进一步，上述热管理方法中，将液氮储液罐与液氮进口相连通进行液氮供给。由此，只需要连接储液罐进行液氮供给即可，无需消耗电池包自身电量进行工作。

该电池包液氮冷却装置，主要将液氮充入与电池模组接触的液氮板中，通过液氮汽化吸热原理对电池包产生的热量进行热交换。