[发明专利]基于复合相变材料的电池热管理装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于复合相变材料的电池热管理方法和装置，该装置包括电池（1）、复合相变材料（2）、支撑材料（3）和外壳，其中，电池（1）被支撑材料（3）包裹，复合相变材料（2）注入支撑材料（3）中，使用外壳对装置进行封装，复合相变材料（2）可以是不同熔点的多层石蜡，支撑材料（3）可以是泡沫铝，外壳材质是亚克力材质。与传统方法相比，利用复合相变材料的高导热性可更高效储存电池工作产生的多余热量，使其保持正常工作温度,避免热失控。

技术领域

本发明属于蓄电池的电池热管理领域，具体涉及一种基于复合相变材料的电池热管理装置和方法。

背景技术

近年来，在绿色运输的大趋势之下，电动车的使用愈趋普及。然而，汽车电池的寿命和效能会因运作时的温度变动而缩短和削弱。因此，电池更换的频率会增加，为用户带来不便和产生电池废料。目前，部分生产商会定制汽车电池专门用来减轻极度室外气温对电池温度的影响。尽管气候因素能够被缓和，电池运作时的内部升温依旧会为电池本身带来额外的热负荷。除此之外，传统利用气流/液态冷冻剂来降低电池温度的方案，相对而言亦较为低效率而且消耗额外能源。

电池热管理系统是电动汽车温度调控的主体，用于调节汽车运行过程中电池组的最高温度以避免热失控，同时用于降低电池组内的温差以降低能耗。电池热效应问题也会影响到电动汽车的性能和循环寿命，因此，做好热管理对电池的性能、寿命乃至整车行驶里程都十分重要。为实现高效热调控，研究者们已经开发出多种用于电动汽车的热管理技术，包括热管冷却、制冷剂、低温散热冷却、冷却水冷却、相变材料散热等。其中基于相变材料的电池热管理系统因不需要消耗额外能量、结构简单等性能具有巨大发展潜力，逐渐成为电池领域的研究热点。但是，现有的基于相变材料的电池热管理系统的普遍传热效率偏低，影响了电池的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种基于复合相变材料的电池热管理装置和方法，结构简单，传热效率高。

本发明的技术方案为，一种基于复合相变材料的电池热管理装置，用于调节电池的温度，该装置包括电池、复合相变材料、支撑材料和壳体，其中，所述电池被所述支撑材料包裹，所述复合相变材料注入所述支撑材料中，所述装置使用所述外壳进行封装，所述复合相变材料可以是不同熔点的多层石蜡，所述支撑材料可以是泡沫铝。

优选的，所述电池可以是锂电池组。

优选的，所述外壳材质是亚克力材质。

本发明还提供了一种基于复合相变材料的电池热管理方法，该方法包括：步骤1，选取了若干个电池进行组装，电极之间通过镍片点焊连结，电池与充放电仪之间采用导线连接；步骤2，用支撑材料对电池进行组装；步骤3，将复合相变材料注入支撑材料中成型；步骤4，使用外壳封装包括电池的支撑材料；其中，所述复合相变材料可以是不同熔点的多层石蜡，所述支撑材料可以是泡沫铝。

优选的，多个电池采用串并联组合方式连接。

优选的，所述电池为锂电池。

优选的，所述外壳材质是亚克力材质。

本发明提出的基于复合相变材料的电池热管理方法和装置中，利用复合相变材料的优良导热率及相变冷却性能，进一步完善电池的散热性，有效将电池的最高温度与温差控制在合理范围，提升电池的安全性，进一步延长纯电动汽车使用寿命，促进汽车行业的节能减排。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明的基于复合相变材料的电池热管理装置的设计示意图；

图2(a)-(d)为基于复合相变材料的电池热管理方法示意图。

具体实施方式