一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，尤其是一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]動力電池作為電動汽車的動力源,具備了較大的容量和輸出功率。在大倍率下和極端環(huán)境下運行時，將會產(chǎn)生大量的熱量。如果熱量不能及時散出，電池的溫度將會迅速上升，過高的溫度將會導(dǎo)致電池的循環(huán)壽命下降、電化學(xué)性能嚴(yán)重衰退，甚至?xí)痣姵爻霈F(xiàn)“熱失控”等安全性問題。因此，采用合理的熱管理系統(tǒng)對提高動力電池的循環(huán)壽命和安全性是必不可少的。
[0003]目前國內(nèi)外的研究主要集中電池的冷卻系統(tǒng)上，已有的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要有以下幾種:空氣冷卻系統(tǒng)、液體冷卻系統(tǒng)、熱管冷卻系統(tǒng)、相變材料冷卻系統(tǒng)等?？諝饫鋮s由于空氣強制對流換熱系數(shù)低，該方法無法達到電池在大倍率和高溫環(huán)境下運行時的散熱要求。液體冷卻系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有潛在的由導(dǎo)電流體與電池接觸引發(fā)短路的安全性隱患。熱管冷卻系統(tǒng)中熱管自身的形狀與電池的外形無法很好的匹配且熱管的使用壽命較低，影響電池系統(tǒng)的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有熱管理技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，高效散熱，安全可靠并且可輔助加熱的一種動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。其包括電池模塊、容納該電池模塊的電池箱體、嵌于電池箱體兩側(cè)面熱電半導(dǎo)體芯片、位于熱電半導(dǎo)體芯片上端的翅片散熱器、位于所述電池箱體內(nèi)部的方形單體電池、用于單體電池電連接的連接片、嵌于方形單體電池之間的復(fù)合相變材料、設(shè)于復(fù)合相變材料內(nèi)部的骨架金屬網(wǎng)(不銹鋼網(wǎng)、鋁網(wǎng)或者銅網(wǎng)等)、控制熱電半導(dǎo)體芯片工作狀態(tài)的電路模塊，所述電池箱體內(nèi)部與單體電池通過復(fù)合相變材料緊密接觸，所述單體電池之間通過復(fù)合相變材料全面緊密接觸，所述熱電半導(dǎo)體芯片與電池箱體緊密接觸，所述熱電半導(dǎo)體芯片與翅片散熱器緊密接觸。
[0006]作為本發(fā)明一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進，所述電池箱體內(nèi)壁面設(shè)有槽道，其槽道大小與復(fù)合相變材料內(nèi)部金屬網(wǎng)(不銹鋼網(wǎng)、鋁網(wǎng)或者銅網(wǎng)等)構(gòu)架的大小相匹配。
[0007]作為本發(fā)明一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進，所述的復(fù)合相變材料為能承受20-30MPa壓力的板塊狀結(jié)構(gòu)。
[0008]作為本發(fā)明一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進，所述復(fù)合相變材料包括重量分計的以下組分:石臘:50-90份；膨脹石墨:10-50份。
[0009]作為本發(fā)明一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進，所述復(fù)合相變材料板塊中放置1-2張金屬網(wǎng)(不銹鋼網(wǎng)、鋁網(wǎng)或者銅網(wǎng)等)作為骨架。
[0010]作為本發(fā)明一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進，所述板塊狀的復(fù)合相變材料中的金屬網(wǎng)(不銹鋼網(wǎng)、鋁網(wǎng)或者銅網(wǎng)等)通過焊接或?qū)峁枘z與電池箱體緊密連接。
[0011]作為本發(fā)明一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進，所述熱電半導(dǎo)體芯片通過導(dǎo)熱硅膠與電池箱體、翅片散熱器緊密連接。
[0012]作為本發(fā)明一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進，所述控制熱電半導(dǎo)體芯片工作狀態(tài)的電路模塊是根據(jù)動力電池使用環(huán)境的需求，調(diào)節(jié)并控制熱電半導(dǎo)體芯片的工作模式。
[0013]本發(fā)明的一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)采用復(fù)合相變材料與熱電半導(dǎo)體芯片作為均熱、散熱以及低溫加熱的媒介，其工作原理如下:單體電池在使用過程中會產(chǎn)生大量的熱量，復(fù)合相變材料有效吸收并分散熱量，并通過金屬網(wǎng)(不銹鋼網(wǎng)、鋁網(wǎng)或者銅網(wǎng)等)構(gòu)架將熱量有效傳遞到電池箱體并通過熱電半導(dǎo)體芯片制冷實現(xiàn)系統(tǒng)散熱。當(dāng)溫度較低時，熱電半導(dǎo)體芯片開啟加熱模式，其熱量通過電池箱體與金屬網(wǎng)(不銹鋼網(wǎng)、鋁網(wǎng)或者銅網(wǎng)等)結(jié)構(gòu)傳遞到復(fù)合相變材料中，實現(xiàn)低溫加熱。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:復(fù)合相變材料有效吸收并分散熱量，然后通過熱電半導(dǎo)體芯片將熱量轉(zhuǎn)移到環(huán)境中，該過程安全可靠，使用壽命長且結(jié)構(gòu)緊湊。首先，本發(fā)明的一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)以復(fù)合相變材料和半導(dǎo)體制冷芯片為媒介，復(fù)合相變材料有效吸收并分散電池產(chǎn)生的熱量，使單體電池溫度均勻，延長使用壽命。其次，熱電半導(dǎo)體芯片快速制冷的特性為系統(tǒng)高效散熱提供了有效的保障。電池處于工作狀態(tài)時熱電半導(dǎo)體芯片處于制冷模式，高效冷卻復(fù)合相變材料，同時排出復(fù)合相變材料中的熱量，達到控溫的效果；使該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，高效散熱，安全可靠。再次，本發(fā)明的一種動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)采用熱電半導(dǎo)體芯片制冷與制熱的雙重功能，在電池系統(tǒng)低于臨界工作溫度時，采用熱電半導(dǎo)體芯片的加熱模式；使電池工作環(huán)境穩(wěn)定，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，無需外加輔助加熱，從而節(jié)約系統(tǒng)成本，延長壽命。
【附圖說明】
[0015]圖1 一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2 —種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的剖視圖；
[0017]圖3 —種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中復(fù)合相變材料的截面圖；
[0018]圖4 一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中電池箱內(nèi)壁槽道局部圖；
[0019]圖5 —種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的裝配圖。
【具體實施方式】
[0020]下面對本發(fā)明的實施方式進行具體描述。
[0021]如圖1?圖5所不,本發(fā)明一種基于熱電冷卻的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),用復(fù)合相變材料101與熱電半導(dǎo)體芯片103為媒介，該電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)包括電池模塊201、容納該電池模塊201的電池箱體107、嵌于電池箱體107兩側(cè)面熱電半導(dǎo)體芯片103、位于熱電半導(dǎo)體芯片103上端的翅片散熱器104、位于所述電池箱體107內(nèi)部的方形單體電池106、用于單體電池106電連接的連接片105、嵌于方形單體電池106之間的復(fù)合相變材料101、位于復(fù)合相變材料101內(nèi)部的骨架金屬網(wǎng)(不銹鋼網(wǎng)、鋁網(wǎng)或者銅網(wǎng)等)301、控制熱電半導(dǎo)體芯