[发明专利]一种基于相变材料耦合翅片的电池及其电池热管理系统

说明书

本发明涉及一种基于相变材料耦合翅片的电池及其电池热管理系统。该电池包括：上端盖设于外壳体的上端，下端盖设于外壳体的下端，形成壳体结构；第一改良翅片包括多个上端设有开口的梳子型翅片板以及底板，多个梳子型翅片板设于底板上；梳子型翅片板之间设有间隙；第二改良翅片与第一改良翅片的结构相同；中空孔的两端分别穿设第一导热硅胶片以及第二导热硅胶片，中空孔的两端分别焊接于第一改良翅片的底板以及第二改良翅片的底板；中空孔设于相邻的两个单体电池之间，相变材料设于中空孔的外表面，且单体电池与相变材料相接触；第一导热硅胶片与第二导热硅胶片均用于固定单体电池。本发明能够提高散热效率以及延长电池使用寿命。

技术领域

本发明涉及电池热管理领域，特别是涉及一种基于相变材料耦合翅片的电池及其电池热管理系统。

背景技术

近些年来，能源的危机和环境的污染问题不断地恶化，世界各国用新能源作为动力源的汽车需求量越来越大，并且动力电池的相关技术是新能源汽车进一步发展的关键。电池热管理系统为以动力电池为动力源的汽车，保障着汽车各类性能起着具有至关重要的影响。随着能源紧缺和环境污染物经济发展和能源的利用是密切相关的，工业革命以来，人类获得的经济快速发展大多是以化石能源的消耗作为代价，因此也付出了环境污染、温室效应、自然资源滥用导致的枯竭等代价。

纯电动汽车中是多个电池包进行串并联所得到的动力电池组，动力电池在充放电工作时会产生大量的热，高于工作温度之后，电池内有害的极化速率会提升，电池老化加快，电池循环寿命降低，可靠性降低，进一步会导致电池失控，甚至爆炸。动力电池在适宜的工作温度范围内正是通过动力电池热管理系统，系统内的介质带走单体电池的温度，降低电池间的温度差，这样一来，延长了动力电池的循环使用寿命、提高了电池的整体性能，并且保障了动力电池的安全性。

目前，电池热管理系统根据传热的介质不同进行分类，常见的有：(1)空冷电池热管理系统、(2)液冷电池热管理系统、(3)热管热管理系统以及(4)相变材料(PhaseChangeMaterial，PCM)热管理系统。

通过吸收热量，升高温度来改变自己的物理状态进行换热的是基于相变材料的电池热管理系统，然而这样的电池热管理系统仍然有自己的缺陷，比如只能在一定的温度下工作，一旦超过工作温度，其散热性能大打折扣；对于相变材料本身而言，提高其导热系数、相变潜热是提高基于相变材料系统的主要研究内容，除此之外，可以利用其他冷却方式，冷却装置和相变材料进行耦合，得到新的电池热管理系统。

而现有的基于相变材料的电池热管理系统利用翅片进行散热，并不能满足现在动力电池的散热要求；利用相变材料对电池组散热，导致电池的温度分布不均匀，并且在超出相变材料工作温度后，不能保证散热量；添加了导热硅胶片解决导电问题，传统相变材料中，如若添加膨胀石墨则可能导致导电；当电池热量更多时，传统相变材料不能增加散热能力；环境温度过冷时，对电池的寿命、循环次数有影响。由此可见，现有的基于相变材料的电池热管理系统存在散热效率低且电池使用寿命短的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于相变材料耦合翅片的电池及其电池热管理系统，以解决现有的基于相变材料的电池热管理系统散热效率低且电池使用寿命短的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于相变材料耦合翅片的电池，包括：外壳体、上端盖、第一改良翅片、第一导热硅胶片、多个并排设置的中空孔、单体电池、相变材料、第二导热硅胶片、第二改良翅片以及下端盖；

所述上端盖设于所述外壳体的上端，所述下端盖设于所述外壳体的下端，形成壳体结构；所述第一改良翅片、所述第一导热硅胶片、所述单体电池、所述第二导热硅胶片以及所述第二改良翅片由上至下依次集成于所述壳体结构的内部；

所述第一改良翅片包括多个上端设有开口的梳子型翅片板以及底板，多个所述梳子型翅片板设于所述底板上；所述梳子型翅片板之间设有间隙；所述第二改良翅片与所述第一改良翅片的结构相同；