[发明专利]一种电池及电池相变热管理系统和方法

说明书

本发明涉及新能源汽车动力电池技术领域，公开了一种电池及电池相变热管理系统和方法；电池包括电池箱、空心圆筒和电芯，空心圆筒设置在电池箱内，电芯设置在空心圆筒的空腔内，每个空心圆筒的外表面均上设置有若干针肋，所述针肋为针状凸起，所述电池箱上还设置有用于冷媒进入或流出的管口。系统包括压缩机、气液分离装置、四通阀、外置换热器、节流阀和电池，当进行温度调节时，所述针肋可以起到增强电池箱内冷媒湍度，并起到气化核心和凝核的作用，同时可以促进空心圆筒和冷媒的热交换，使电池的温度更快更均匀更稳定的保持和达到理想的工作稳定。

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力电池技术领域，特别是涉及一种电池及电池相变热管理系统和方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，汽车保有量的持续快速增长，社会面临着大气环境污染问题和石化资源短缺问题的巨大挑战。新能源电动汽车因具有绿色环保、能源供应、技术成熟等优点，成为未来汽车工业的发展方向。

电池是新能源电动汽车的核心动力部件，其充放电效率、使用寿命、容量大小以及安全性能等对温度变化十分敏感。为了使电池发挥出最大的工作效能，必须使其工作在最佳的温度范围内。

传统的电池温度控制方法有风冷和水冷，这些单相流动换热技术换热效率低，反应慢，不能很好的控制电池的温度。近年来出现了一些通过冷媒控制电池温度的技术，但这些应用冷媒的电池，在电池的降温过程中，液态冷媒发生汽化慢，壁面热量得不到及时释放，会出现局部过热现象，局部过热则会优先在局部产生气泡，而局部区域一旦产生气泡后，气泡会迅速膨胀，导致流道内出现气塞、回流等流动沸腾不稳定现象，最终整体上造成电池箱内部两相流分配不均，影响换热效率，使得电池温度管理系统对电池的均温效果变差，延长电池达到理想工作温度的时间。另一方面，在电池的升温过程中，气态冷媒发生液化不均匀，速度慢，会出现局部过冷现象，导致电池升温不均匀，这严重影响了电池温度管理系统的换热效率，使电池迟迟不能达到理想的工作温度。

因此，新能源电动汽车亟需一种新型、高效的电池及电池的热管理系统和方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种新型、高效的电池及电池的热管理系统和方法，使电池在升温或降温的调控过程中可以更加快速的达到理想的电池温度，提高电池的性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池，包括电池箱、空心圆筒和电芯，所述电池箱包括上顶板和下底板，所述上顶板和下底板之间设置有若干个空心圆筒，所述空心圆筒在所述上顶板上形成第一电芯孔，所述空心圆筒在所述下底板上形成第二电芯孔，所述电芯设置在空心圆筒的空腔内，所述每个空心圆筒的外表面均上设置有若干针肋，所述针肋为针状凸起，所述电池箱上还设置有用于冷媒进入或流出的管口。

进一步的，所述每个针肋包括第一杆体和至少一个锥尖，所述锥尖设置在第一杆体上，所述第一杆体和空心圆筒连接，所述锥尖和第一杆体连接，所述锥尖的锥角小于等于三度。

进一步的，所述第一杆体和锥尖上设置有第一导流槽。

进一步的，所述第一杆体和空心圆筒的夹角小于九十度，且所述第一杆体指向上顶板。

进一步的，所述空心圆筒上设置有若干个第二导流槽，每个第二导流槽对应一个第一导流槽，且第二导流槽和第一导流槽相连通，所述第二导流槽的末端设置有一个斜面，所述斜面和第二导流槽底面的夹角大于九十度。

进一步的，所述空心圆筒的外表面上从上到下设置有多圈均匀排布的针肋，在同一圈针肋中任意相邻的两个针肋的圆心角相等。

进一步的，所述若干个空心圆筒在电池箱内按照交错排列的方式排列，具体为：将若干个空心圆筒按照上顶板的长度方向划分为若干排空心圆筒，其中，同一排空心圆筒的几何中心位于同一条直线上，相邻两排空心圆筒的几何中心所在直线的垂直距离小于空心圆筒的直径，且所述垂直距离小于任意一个空心圆筒几何中心和相邻但不在同一排空心圆筒几何中心连线的距离。