(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111523621.4 (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 重庆大学 地址 400030 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 (72)发明人 程旻　梁高宁　廖强　朱恂　 丁玉栋　王宏　 (74)专利代理 机构 重庆市诺兴专利代理事务所 (普通合伙) 50239 代理人 卢玲 (51)Int.Cl. H01M 10/659(2014.01) H01M 10/6555(2014.01) H01M 10/613(2014.01) H01M 10/615(2014.01) H01M 10/6568(2014.01)H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种锂离 子电池热 管理系统 (57)摘要 本发明公开了一种锂离子电池 热管理系统， 包括电池包外壳和锂离子电池组， 其特征在于： 所述锂离子电池组由若干电池单元通过电池连 接片连接构成； 在所述电池包外壳内， 设置有若 干拓展表 面换热器， 所述拓展表 面换热器的两侧 外表面设置有密集分布的肋片； 肋片的外侧设置 有多孔导热片， 该多孔导热片内具有丰富孔隙结 构； 多孔导热片 的一侧紧贴电池单元； 所述电池 包外壳内填充相变材料， 相变材料被多孔导热片 的孔隙以及肋片分割为若干个小区域， 以减小相 变材料导热性能差的影 响； 采用拓展表面换热器 与相变材料相结合的换热方式以实现不同环境 下蓄换热一体化和温度可控； 在拓展表面换热器 的内部开设有若干流道， 该流道作为换热工质流 动通道； 本发明可广泛应用在储能、 电力、 及汽车 等领域。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 114243165 A 2022.03.25 CN 114243165 A 1.一种锂离子电池热管理系统， 包括电池包外壳(1)和锂离子电池组， 其特征在于： 所 述锂离子电池组由若干电池单元(5)通过电池连接片(7)连接构成； 在所述电池包外壳(1) 内， 设置有若干拓展表面换热器(3)， 所述拓展表面换热器(3)的两侧 外表面设置有密集分 布的肋片(9)； 肋片(9)的外侧设置有多孔导热片(6)， 该多孔导热片(6)内具有丰富孔隙结 构； 多孔导热片(6)的一侧紧贴电池单元(5)； 所述电池包外壳(1)内填充相变材料， 相变材 料被多孔导热片(6)的孔隙以及肋片(9)分割为若干个小区域， 以减小相变材料导热性能差 的影响； 采用拓展表 面换热器与相变材料相结合的换热方式以实现不同环境下蓄换热一体 化和温度可控； 在拓展表 面换热器(3)的内部开设有若干流道(8)， 该流道(8)作为换热工质 流动通道。 2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池热管理系统， 其特征在于： 所述电池包外壳 (1)的左、 右两端分别设置有进口联箱(13)和出口联箱(14)， 所述进口联箱(13)和出口联箱 (14)内充有 换热工质； 所述进口联箱(13)和出口联箱(14)的内端板上分别设有若干通孔一 (11)和通孔二(12)； 进口联箱(13)和出口联箱(14)分别通过通孔一(11)和通孔二(12)与流 道(8)两端联通。 3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池热管理系统， 其特征在于： 所述进口联箱(13) 和出口联箱(14)分别设置换热工质进口(2)和换热工质出口(4)， 换热工质进口(2)和换热 工质出口(4)通过泵与换热工质箱(16)连接； 所述换热工质箱(16)对 换热工质出口(4)流出 的换热工质温度设定要求进行相应的冷却或加热后， 通过泵(17)流回换热工质进口(2)， 以 实现换热可控； 泵(17)的流 量通过控制阀(18)调节控制。 4.根据权利要求3所述的一种 锂离子电池热管理控制系统， 其特征在于： 使用温度采集 装置(15)采集肋片 间隙内相变材料的温度， 在控制器(19)内进行温度比对， 根据不同环境 下采集温度与设置温度的不同进行相应控制。 5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池热管理系统， 其特征在于： 温度采集装置(15) 采集相变材料(10)的温度， 当锂离子电池启动时， 如果温度采集装置采集到温度低于预设 电池启动温度， 启动泵(17)、 控制阀(18)以及换热工质箱(16)工作， 带动流道(8)内的换热 工质流动， 所述换热工质箱对 换热工质出口(4)流出的换热工质进 行加热， 加热后的换热工 质再流回流道(8)， 换热工质将热量传递给相变材料， 对电池 单元(5)进 行预热， 电池自发热 的同时利用相变材料蓄热能力进行保温， 以降低电池温降速率； 当温度采集装置采集到相 变材料温度达 到预设工作温度后， 使换 热工质箱 停止加热， 关闭泵(17)及控制阀(18)。 6.根据权利要求4所述的一种 锂离子电池热管理系统， 其特征在于： 当温度采集装置采 集到相变材料的温度超过电池安全工作 温度后， 启动泵(17)、 控制阀(18)以及换热工质箱 (16)工作， 带动流道(8)内的换热工质流动， 所述换热工质箱对换热工质出口(4)流出的换 热工质进行冷却， 冷却后的换热工质再流回流道(8)， 换热工质将相变材料内的热量带走， 对电池单元(5)进 行冷却； 当温度采集装置采集到相变材料的温度低于安全温度后， 换热工 质箱停止冷却， 关闭泵(17)及控制阀(18)。 7.根据权利要求4所述的一种 锂离子电池热管理系统， 其特征在于： 当温度采集装置采 集到相变材料的温度处于电池安全工作之间， 根据电池工况不同间歇性启动泵(17)、 控制 阀(18)工作， 带动流道(8)内的换热工质流动， 使相变材料始终处于稳定温度的固液共存状 态， 保证电池一 直处于最佳工作温度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114243165 A 2一种锂离 子电池热管理系统 技术领域 [0001]本发明涉及锂离 子电池领域， 具体涉及一种锂离 子电池热 管理系统。 背景技术 [0002]由于太阳能、 风能等主流新能源使用过程中存在间歇性、 不连续等问题， 在当今全 球大力发展利用太阳能、 风能的同时， 储能技术的需求也越来越高。 而锂离子电池因为拥有 较高的能量密度、 充放点性能好、 循环寿命高等特点， 适合应用于电源侧储能。 但电源侧储 能由于功 率需求高， 电池数量巨大， 所以对电池的性能、 安全性和寿命的要求相较于动力汽 车电池而言也更高。 其中电池在使用过程中的温度变化是影响锂离子电池性能、 安全性以 及寿命的重要物理量， 锂离子电池必须在适宜的温度区间工作才能发挥出最佳的性能。 因 此， 为了保证电池良好的使用性能、 安全性和较长的使用寿命， 电池的温度必须被控制在一 定范围内。 [0003]现有锂离子电池热管理技术一般采用风冷或水冷的方式对电池进行散热， 散热效 率低下， 难以满足电池的散热需求。 而且现有的热管理装置一般是在电池包外进 行热管理， 这会导致电池内部温度均温性差， 严重影响电池寿命， 且换热工质的加热或冷却需要一定 的时间， 温度控制会出现滞后现象， 热管理效果差， 当冬季温度过低时， 电池存在性能下降， 启动困难等问题； 同时现有 热管理装置无蓄热能力， 停机后能量快速耗散， 使得下次启动时 需要重新进行冷却或加热， 极大的增大了能耗。 因此， 亟需一种新的锂离子电池热管理系 统， 以解决现有技 术中存在的上述问题。 发明内容 [0004]本发明所要解决的技 术问题在于提供一种锂离 子电池热 管理系统。 [0005]本发明的技术方案是： 一种锂离子电池热管理系统， 包括电池包外壳和锂离子电 池组， 其特征在于： 所述锂离子电池组由若干电池 单元通过电池连接片连接构成； 在所述电 池包外壳内， 平行设置有若干拓展表面换热器， 所述拓展表面换热器的两侧外表面设置有 密集分布的肋片； 肋片的外侧设置有多孔导热片， 该多孔导热片内具有丰富孔隙结构； 多孔 导热片的一侧紧贴电池单元； 在电池包外壳内填充相 变材料， 相变材料被多孔导热片的孔 隙以及肋片分割为若干个小区域， 以减小相变材料导热性能差的影响； 相变材料通过多孔 导热片与电池单元进行换热， 同时相变材料与拓展表面换热器进行换热， 采用拓展表面换 热器与相变材料相结合的换热方式以实现不同环 境下蓄换热一体化和温度可控； 在拓展表 面换热器的内部开设有 若干流道， 该流道作为换 热工质流动通道。 [0006]根据本发明所述的一种锂离子电池热管理系统的优选方案， 所述电池包外壳的 左、 右两端分别设置有进口联箱和出口联箱， 所述进口联箱和出口联箱内充有 换热工质； 所 述进口联箱和出口联箱的内端板上分别设有若干通孔一和通孔二； 进口联箱和出口联箱分 别通过通 孔一和通孔二与流道两端联通。 [0007]根据本发明所述的一种锂离子电池热管理系统的优选方案， 所述进口联箱和出口说　明　书 1/4 页 3 CN 114243165 A 3