[实用新型]一种基于浸没式沸腾传热的动力电池组热管理系统有效
申请号: | 202120235869.X | 申请日: | 2021-01-28 |
公开(公告)号: | CN214227009U | 公开(公告)日: | 2021-09-17 |
发明(设计)人: | 连文磊;任雪萍 | 申请(专利权)人: | 南京航空航天大学 |
主分类号: | H01M10/613 | 分类号: | H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/6569;H01M10/658 |
代理公司: | 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 | 代理人: | 吴旭 |
地址: | 210016 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 浸没 沸腾 传热 动力 电池组 管理 系统 | ||
本实用新型公开了一种基于浸没式沸腾传热的动力电池组热管理系统,将动力电池组浸没在低沸点的工质中,当动力电池组产热量较大时,工质受热沸腾汽化从而进行高效地电池散热。动力电池之间布置隔热垫,在某块动力电池出现热失控时能够阻隔热量传递,防止造成多块电池热失控,增加电动汽车的安全性,电池与铝桶接触面布置泡棉,避免电池在工作过程中鼓胀挤压产生安全问题。电池的最佳温度范围为25℃‑40℃,本实用新型可以使电池始终在最佳温度范围内工作,即在不同工况下实时地对动力电池进行温度的调控。
技术领域
本实用新型属于动力电池热管理技术领域,特别涉及液体介质直接浸没式沸腾传热的热管理系统及其方法。
背景技术
随着动力电池技术的不断创新和发展,特别是锂离子电池成本大幅下降,全球电动汽车产业发展速度明显加快。
电动汽车的功率提升需要大容量电池和高电流放电,在电池工作过程中会产生电化学反应热、电流焦耳热和极化热等大量的热量,导致电池本体温度升高。而电池发热是锂离子电池的主要安全性问题,电池温度过高、过低或者温度不均匀会影响电池的放电性能和循环使用寿命,极端情况下,甚至会有发生爆炸的危险,故对动力电池组设计合理高效的热管理系统变得尤为重要。
采用空气为介质的热管理方法作为一种最传统的方法,在成本、复杂性、维护和重量等方面都有优势,但空气导热性差,不适合在高环境温度或电池高倍率放电等条件下使用,在这种情况下,采用空气为介质的热管理方法已经不能满足电池组的散热要求。与采用空气为介质的热管理方法相比,采用液体为介质的热管理方法虽然会增加重量,增加结构复杂性,但对电池的热管理更有效。虽然存在潜在的冷却剂泄漏问题,但随着快速充电需求的增加和动力电池在恶劣环境下的应用,采用液体为介质的热管理方法具有广阔的应用前景。被动式相变材料热管理技术(PCM-BTMS)最大的挑战在于提高它的导热系数,同时也要考虑潜热回收的问题。另外,PCM系统的集成必然会增加空间需求、重量和成本。
发明内容
发明目的:针对上述现有技术,提出一种基于浸没式沸腾传热的动力电池组热管理系统,解决现有技术中的动力电池组在高温工况下散热、低温工况下需要预热的需求。
技术方案:一种基于浸没式沸腾传热的动力电池组热管理系统,包括设置在铝桶内部的动力电池,各片动力电池之间布设隔热垫,动力电池与铝桶之间布置泡棉,动力电池连同铝桶浸没在密封槽内的低沸点工质中,所述密封槽的底部设有预热热源,并对密封槽进行抽真空处理;还包括第一循环管路和第二循环管路;所述第一循环管路上设有冷凝器,所述第二循环管路上设有换热器,所述第一循环管路和第二循环管路的入口连接所述密封槽的顶部,所述第一循环管路和第二循环管路的出口通过回收泵连接到所述密封槽的侧面下部。
进一步的,所述第一循环管路上设有阀门。
进一步的,所述第一循环管路上设有气体流量计。
进一步的,所述密封槽的顶部安装有安全排气阀。
有益效果:1、本系统可以同时满足降温、均温,以及预热的多重功能;
2、在动力电池工作期间,即使有一块动力电池发生热失控,也可以通过沸腾传热立刻带走大量热量,将热失控控制在单个电池,不会影响其它电池;
3、所采用的工质不导电,而且工质的沸点很低,使工质很容易达到沸腾状态;
4、热管理系统可以在不同的工况下启动不同的循环管路,进而实时满足动力电池在最佳温度工作的要求。
附图说明
图1是本实用新型系统的结构示意图;
图2是本实用新型系统低温工况模式的循环示意图;
图3是本实用新型中铝桶电池组的结构示意图。
具体实施方式
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