一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包的制作方法
【專利摘要】本實用新型的名稱為一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包。屬于鋰電池包技術領域。它主要是解決現有鋰電池包存在工作時溫度超出最佳工作溫度范圍和單體電池溫差較大的問題。它的主要特征是：包括鋰電芯組及電池箱體，鋰電芯組的各鋰電芯固定排布于電池箱體內；所述的各鋰電芯外均包覆有相變材料封裝體。本實用新型在傳統鋰電池包熱管理基礎上引入相變儲能材料，利用相變材料發生相變時的潛熱值高的特點，使其吸收鋰電芯在充放電過程中釋放出來的熱量，實現對鋰電池工作溫度以及鋰電芯之間溫差的有效控制。本實用新型具有利用相變材料參與熱管理、能有效控制鋰電池的工作溫度和降低各鋰電芯間溫差的特點，主要用于利用相變材料參與熱管理的鋰電池包。
【專利說明】
一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包
技術領域
[0001]本實用新型屬于鋰電池包技術領域。涉及利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，特別是涉及一種使用相變材料或者使用相變材料和強制冷卻配合進行熱管理的鋰電池包。
【背景技術】
[0002]鋰電池組在長時間較大倍率充放電的過程中往往會釋放大量的熱量，鋰電池組最佳工作溫度區間為20_40°C，如果鋰電池組不能及時將自身生成的熱釋放出去，將會導致鋰電池溫度超出其最佳工作溫度范圍，并且鋰電池組內的單體電池的溫度差也會增加，溫度差超過5°C亦會對電池性能和壽命造成不良影響。綜上，對鋰電池組進行熱管理勢在必行。傳統的熱管理方式主要是自然冷卻、風冷及液冷等方式。但是，傳統熱管理模式往往會使溫度不能有效地降下來或者電池間的溫差過大。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于解決現有技術存在的上述問題，提供一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，通過使用相變儲能材料，使其參與到鋰電池包的熱管理中，利用相變材料相變潛熱值高的特點，進而吸收大量熱量保證鋰電池的工作溫度得到有效控制；同時，通過合理設置相變材料與鋰電池本體的接觸形式確保電池溫度的差值得到控制。
[0004]本實用新型的技術解決方案是:一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，包括鋰電芯組及電池箱體，鋰電芯組的各鋰電芯固定排布于電池箱體內，其特征在于:所述的各鋰電芯外均包覆有相變材料封裝體。
[0005]本實用新型的技術解決方案中所述的各鋰電芯在電池箱體內呈縱向傾斜排列;在電池箱體內側較大空間的電池箱體端面下部連接有風機，在電池箱體另一端兩側的上部連接有出氣管道。
[0006]本實用新型的技術解決方案中還包括設有冷卻液進口、冷卻液出口的液套，液套的高度與相變材料封裝體的高度相同，液套沿相變材料封裝體各表面環繞分布，且液套表面與相變材料封裝體外表面相接觸。
[0007]本實用新型的技術解決方案中所述的相變材料封裝體為改性石蠟封裝體，其中的改性石蠟為含泡沫鋁或者膨脹石墨、熱導率為0.24?70W/(m.K)的石蠟，相變溫度是30-40Γ。
[0008]本實用新型的技術解決方案中所述的改性石蠟封裝在PVC套中，PVC套為與鋰電芯形狀一致的槽形結構;鋰電芯外表面與PVC套內表面接觸。
[0009]本實用新型的技術解決方案中所述的液套內有由水和乙二醇混合而成的介質，水與乙二醇的比例是1:2?2:1。
[0010]本實用新型的技術解決方案中所述的電池箱體一側面與相鄰一列鋰電芯形成的夾角為1_30°。
[0011]本實用新型的技術解決方案中所述的出氣管道包括遠風機側的出氣管道和近風機側的出氣管道，遠風機側的出氣管道管徑大于近風機側的出氣管道管徑。
[0012]本實用新型由于在現有由鋰電芯組及電池箱體構成的鋰電池包的基礎上，將電池箱體內的各鋰電芯外均包覆有相變材料封裝體，還可在電池箱體上增設冷卻裝置，介入強制風冷或液冷，因而鋰電芯工作時候放出來的熱量會直接傳導給相變材料封裝體，直到其溫度達到相變溫度，在這一溫度點附近相變材料發生相變，相變材料可以吸收大量的熱量，且其溫度長時間保持在相變點溫度附近，確保了鋰電芯表面的溫度較長時間被控制在相變點溫度附近，另外，相變材料的使用還可以縮小鋰電芯以及鋰電池組的溫差。本實用新型具有利用相變材料參與熱管理、能有效控制鋰電池的工作溫度和降低各鋰電芯間溫差的特點。本實用新型主要用于利用相變材料參與熱管理的鋰電池包。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖。
[0015]圖3為本實用新型實施例2的俯視圖。
[0016]圖4為本實用新型實施例3的結構示意圖。
[0017]圖中:1、鋰電芯，2、相變材料封裝體，3、電池箱體，21、風機，22、出氣管道，31、液套，Qin、冷卻氣流進氣口，Qcmtl、第一冷卻氣流出氣口，Qcmt2、第二冷卻氣流出氣口，Lin、冷卻液進口，L?t、冷卻液出口。
【具體實施方式】
[0018]實施例1如圖1所示。實施例1包括鋰電芯組及電池箱體3，電池箱體3為矩形，鋰電芯組的各鋰電芯I呈3列固定排布于電池箱體內。各鋰電芯I外均包覆有相變材料封裝體2。相變材料封裝體2為改性石蠟封裝體，其中的改性石蠟為含泡沫鋁或者膨脹石墨、熱導率為
0.24~70W/m.K的石蠟，相變溫度是30-40°C。改性石蠟封裝在PVC殼體中，PVC殼體為與鋰電芯I形狀一致的槽形結構，殼體內凹包覆鋰電芯I，鋰電芯I外表面與PVC殼體內凹面接觸。鋰電芯I充放電的時候放出的熱量首先傳遞給相變材料封裝體2的PVC殼壁，PVC殼壁再將熱量傳遞給相變材料封裝體2內部封裝的改性石蠟，相變材料溫度升高直至達到相變溫度附近，這時候相變材料發生相變，巨大的相變潛熱會使得相變材料較長時間保持在相變點溫度附近，實現對鋰電芯的溫控。
[0019]實施例2如圖2、3所示。實施例2與實施例1不同的一是各鋰電芯I在電池箱體內呈縱向傾斜排列；二是在電池箱體3—側面與相鄰一列鋰電芯形成較大空間的電池箱體一端面下部連接有風機21，在電池箱體3另一端兩側的上部連接有出氣管道22。風機21的出風口與電池箱體3上的冷卻氣流進氣口 Qin連接，遠風機側的出氣管道與電池箱體3上的第二冷卻氣流出氣口 Qcmt2連接，近風機側的出氣管道與電池箱體3上的第一冷卻氣流出氣口 Qciutl連接，遠風機側的出氣管道管徑大于近風機側的出氣管道管徑。電池箱體3—側面與相鄰一列鋰電芯形成的夾角為1-30°。鋰電芯組以一定角度斜著固定排布于電池箱體3上，鋰電芯I長方向垂直于風機21來流布置，風機21還會送進冷卻氣流對相變材料封裝體2的外表面進行強制風冷，確保了相變材料熱飽和以后還可以繼續對鋰電芯I進行有效的熱管理。第二冷卻氣流出氣口 Qcmt2孔徑大、第一冷卻氣流出氣口 Qcmtl孔徑小，可控制電池箱體3內部的冷卻氣流，保證鋰電芯I間的溫差不至過大。
[0020]實施例3如圖4所示。實施例2與實施例1不同的是還包括設有冷卻液進口、冷卻液出口的液套31，液套31的高度與相變材料封裝體2的高度相同，液套31沿相變材料封裝體2各表面環繞分布，且液套31表面與相變材料封裝體2外表面相接觸。電池箱體3上設有冷卻液進口 Li#冷卻液出口 Lciut，液套31的進口、出口分別與冷卻液進口 LdP冷卻液出口接。液套內有由水和乙二醇混合而成的介質，水與乙二醇的比例是1:2?2:1。冷卻液會由冷卻液進口 1^進入液套31內，液套31與相變材料封裝體2接觸，相變材料封裝體2會將熱量傳遞給液套31，液套31內的冷卻液會將熱量攜帶走由冷卻液出口 Lciut流出電池箱體3。此種熱管理方式與實施例2的熱管理方式相似，都由相變材料和強制冷卻相配合進行鋰電池包的熱管理，能確保鋰電芯I溫度受控的同時，保證了鋰電芯I組的溫差控制。
【主權項】
1.一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，包括鋰電芯組及電池箱體，鋰電芯組的各鋰電芯固定排布于電池箱體內，其特征在于:所述的各鋰電芯外均包覆有相變材料封裝體。2.根據權利要求1所述的一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，其特征在于:所述的各鋰電芯在電池箱體內呈縱向傾斜排列;在電池箱體內側較大空間的電池箱體端面下部連接有風機，在電池箱體另一端兩側的上部連接有出氣管道。3.根據權利要求1所述的一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，其特征在于:還包括設有冷卻液進口、冷卻液出口的液套，液套的高度與相變材料封裝體的高度相同，液套沿相變材料封裝體各表面環繞分布，且液套表面與相變材料封裝體外表面相接觸。4.根據權利要求1、2或3所述的一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，其特征在于:所述的相變材料封裝體為改性石蠟封裝體，相變溫度是30-40°C。5.根據權利要求4所述的一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，其特征在于:所述的改性石蠟封裝在PVC套中，PVC套為與鋰電芯形狀一致的槽形結構;鋰電芯外表面與PVC套內表面接觸。6.根據權利要求2所述的一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，其特征在于:所述的電池箱體一側面與相鄰一列鋰電芯形成的夾角為1-30°。7.根據權利要求2所述的一種利用相變材料參與熱管理的鋰電池包，其特征在于:所述的出氣管道包括遠風機側的出氣管道和近風機側的出氣管道，遠風機側的出氣管道管徑大于近風機側的出氣管道管徑。
【文檔編號】H01M10/6569GK205429110SQ201521122280
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月31日
【發明人】楊詩軍, 何帥強, 曹鵬飛, 萬繼林
【申請人】駱駝集團新能源電池有限公司