本發(fā)明涉及一種電池組熱管理裝置，尤其是一種電動汽車石墨烯動力電池組熱管理系統(tǒng)，綜合運(yùn)用液體、空氣、石墨烯、金屬板等對電動車用電池組進(jìn)行全面系統(tǒng)熱管理，以便電池組在一年四季，不同溫度范圍，全天候使用。

背景技術(shù)：

近年來，動力電池逐漸成為電動汽車的主流電源。在電動汽車中，通常是將多個(gè)電池單體以不同的形式串聯(lián)或并聯(lián)在一起構(gòu)成一個(gè)電池裝置，以提供所需要的電壓和容量。由于電池在充放電過程中，內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，并伴隨有熱量產(chǎn)生，尤其是對于多個(gè)電池單體組成的裝置，溫度的聚集更快，使電池內(nèi)部迅速產(chǎn)生大量的熱量堆積，必然引起電池溫度升高以及溫度分布的不均衡，從而導(dǎo)致電池性能下降，可能會出現(xiàn)漏液、放氣、冒煙等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)電池會發(fā)生劇烈燃燒甚至發(fā)生爆炸。

目前，市場上動力電池普遍都采用最為簡單的空氣散熱方式，極少采用其它的方式。特斯拉電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)采用水冷方式，但沒有低溫加熱功能。

中國專利CN 102709618A公開了一種用于鋰電池散熱的微通道冷卻均溫系統(tǒng)，微通道冷卻效率低，而且沒有低溫加熱功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)冷卻效率低、無低溫加熱功能的缺陷，提供一種石墨烯電池組熱管理系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種石墨烯電池組熱管理系統(tǒng)，包括由若干電池單體組成的電池組，相鄰兩個(gè)所述電池單體之間設(shè)置有傳熱板，所述傳熱板包括兩層導(dǎo)熱層和設(shè)置在兩層所述導(dǎo)熱層之間的石墨烯層，兩層所述導(dǎo)熱層分別與相鄰的兩個(gè)所述電池單體貼合，所述電池組兩側(cè)均設(shè)置有水冷槽和空熱槽，所述石墨烯層上設(shè)置有傳熱足，所述傳熱足伸入所述水冷槽，所述傳熱板兩側(cè)分別設(shè)置有進(jìn)氣孔和出氣孔，其內(nèi)部設(shè)置有若干連通所述進(jìn)氣孔和出氣孔的氣道，所述電池組兩側(cè)的空熱槽通過所述進(jìn)氣孔和出氣孔連通。

作為優(yōu)選，為有效實(shí)現(xiàn)水冷循環(huán)和空熱循環(huán)有效對電池組進(jìn)行冷卻和加熱，所述水冷槽的進(jìn)水口與水泵連接，所述水冷槽出水口與散熱扇連接，水泵與散熱扇連接，形成循環(huán)水冷系統(tǒng)；經(jīng)水泵的冷卻液由進(jìn)水口進(jìn)入水冷槽內(nèi)，冷卻液經(jīng)傳熱足吸收由石墨烯層傳導(dǎo)出的電池組上的熱量后由出水口進(jìn)入散熱扇將熱量散到外界空氣中，經(jīng)散熱扇散熱后的冷卻液再由水泵進(jìn)入水冷槽，進(jìn)行下一冷卻循環(huán)。

所述電池組一側(cè)的空熱槽與加熱器連接，另一側(cè)的空熱槽與加熱風(fēng)扇連接，所述加熱器與加熱風(fēng)扇連接，形成循環(huán)空熱系統(tǒng)?？諝饨?jīng)加熱器加熱后進(jìn)入一側(cè)空熱槽，空熱槽內(nèi)熱空氣經(jīng)進(jìn)氣孔進(jìn)入導(dǎo)熱層內(nèi)部氣道對電池單體進(jìn)行加熱，再由出氣孔進(jìn)入另一側(cè)熱控槽內(nèi)，最終經(jīng)熱風(fēng)扇后進(jìn)入加熱器，進(jìn)行下一加熱循環(huán)。

進(jìn)一步地，為有效實(shí)現(xiàn)循環(huán)水冷系統(tǒng)和循環(huán)空熱系統(tǒng)的自動控制，所述的電池組內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與控制器信號連接，所述控制器根據(jù)溫度傳感器的信號控制水泵、散熱扇、加熱器以及加熱風(fēng)扇的啟閉。當(dāng)溫度傳感器檢測到電池組溫度過高時(shí)(30℃～40℃)，將信號傳送至控制器，控制器控制水泵和散熱扇工作，進(jìn)行水冷降溫操作；當(dāng)溫度傳感器檢測到電池組溫度過低時(shí)(-25℃～0℃)，將信號傳送至控制器，控制器控制加熱器和加熱風(fēng)扇工作，進(jìn)行加熱操作。

作為優(yōu)選，所述電池組還具有報(bào)警器，所述的報(bào)警器與上述控制器電信號連接。當(dāng)電池組溫度>40℃或<-25℃時(shí)，報(bào)警器工作，有利于提醒人工處理，避免發(fā)生危險(xiǎn)。

作為優(yōu)選，所述的導(dǎo)熱層為鋁板。鋁為導(dǎo)熱性能良好的材料。

進(jìn)一步地，所述的水冷槽內(nèi)的冷卻液為乙醇和水以質(zhì)量比為1：1的比例混合而成。該冷卻液熔點(diǎn)為-35℃，可以適應(yīng)極端低溫天氣。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明兼具電池組低溫加熱、高溫冷卻的功能，環(huán)境適應(yīng)范圍廣，而且通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提高了冷卻和加熱效果和效率；傳熱板采用石墨烯材料，明顯提高散熱效果；冷卻液采用水、乙二醇1:1混合而成，熔點(diǎn)為-35℃，可適應(yīng)極端低溫天氣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明電池組熱管理系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是傳熱板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是石墨烯層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是導(dǎo)熱層剖視圖；

圖5是循環(huán)水冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是循環(huán)空熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

其中:1.電池單體，2.傳熱板，21.導(dǎo)熱層，211.進(jìn)氣孔，212.出氣孔，213.氣道，22.石墨烯層，221.傳熱足，3.水冷槽，4.空熱槽，5.控制器，51.溫度傳感器，52.報(bào)警器，6.加熱器，7.加熱風(fēng)扇，8.水泵，9.散熱扇。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，一種石墨烯電池組熱管理系統(tǒng)，包括由若干電池單體1組成的電池組，相鄰兩個(gè)所述電池單體1之間設(shè)置有傳熱板2，如圖2所示，所述傳熱板2包括兩層導(dǎo)熱層21和設(shè)置在兩層所述導(dǎo)熱層21之間的石墨烯層22，本實(shí)施例中以導(dǎo)熱層21為鋁板為例，兩層所述導(dǎo)熱層21分別與相鄰的兩個(gè)所述電池單體1貼合，如圖1所示，所述電池組兩側(cè)均設(shè)置有水冷槽3和空熱槽4，具體地，如圖5所示，所述水冷槽3的進(jìn)水口與水泵8連接，所述水冷槽3出水口與散熱扇9連接，水泵8與散熱扇9連接，形成循環(huán)水冷系統(tǒng)；如圖3所示，所述石墨烯層22上設(shè)置有傳熱足221，所述傳熱足221伸入所述水冷槽3，所述的水冷槽3內(nèi)的冷卻液為乙醇和水以質(zhì)量比為1：1的比例混合而成；

如圖4所示，所述傳熱板2兩側(cè)分別設(shè)置有進(jìn)氣孔211和出氣孔212，其內(nèi)部設(shè)置有若干連通所述進(jìn)氣孔211和出氣孔212的氣道213，如圖6所示，所述電池組兩側(cè)的空熱槽4通過所述進(jìn)氣孔211和出氣孔212連通，所述電池組一側(cè)的空熱槽4與加熱器6連接，另一側(cè)的空熱槽4與加熱風(fēng)扇7連接，所述加熱器6與加熱風(fēng)扇7連接，形成循環(huán)空熱系統(tǒng)。

所述的電池組內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器51，所述溫度傳感器51與控制器5信號連接，所述控制器5根據(jù)溫度傳感器51的信號控制水泵8、散熱扇9、加熱器6以及加熱風(fēng)扇7的啟閉。所述電池組還具有報(bào)警器52，所述的報(bào)警器52與上述控制器5電信號連接。

原理如下：當(dāng)溫度傳感器51檢測到電池組溫度較高(30℃～40℃)時(shí)，溫度傳感器51將溫度信號傳送至控制器5，控制器5經(jīng)計(jì)算分析后給水泵8和散熱扇9發(fā)送控制信號，控制水泵8和散熱扇9打開，冷卻液經(jīng)過水泵8進(jìn)入水冷槽3，電池單體1產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱層21傳遞至石墨烯層22，石墨烯具有超強(qiáng)的導(dǎo)熱能力，通過其傳熱足221將熱量傳遞至冷卻液，冷卻液與石墨烯層22傳熱后進(jìn)入散熱扇9，散熱扇9將熱量吹散至外界空氣中，完成一個(gè)散熱循環(huán)，溫度降低后控制器5控制水泵8和散熱扇9關(guān)閉。

當(dāng)溫度傳感器51檢測到電池組溫度較低時(shí)(-25℃～0℃)，溫度傳感器51將溫度信號傳送至控制器5，控制器5經(jīng)計(jì)算分析后給加熱器6和加熱風(fēng)扇7發(fā)送控制信號，控制加熱器6和加熱風(fēng)扇7工作，空氣經(jīng)加熱器6加熱后在加熱風(fēng)扇7作用下進(jìn)入空熱槽4，經(jīng)導(dǎo)熱層21的進(jìn)氣孔211進(jìn)入導(dǎo)熱層21的氣道213內(nèi)，對電池單體1進(jìn)行加熱，氣道213加熱較均勻，加熱后的氣體經(jīng)出氣孔212進(jìn)入電池組另一側(cè)的空熱槽4內(nèi)排出至熱風(fēng)扇，完成加熱循環(huán)。當(dāng)電池組溫度上升、穩(wěn)定時(shí)控制器5控制加熱器6和加熱風(fēng)扇7關(guān)閉。

當(dāng)電池組溫度過低或過高(電池組溫度>40℃或<-25℃)時(shí)，溫度傳感器51將溫度信號傳遞至控制器5，控制器5控制報(bào)警器52報(bào)警。

應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。