本實(shí)用新型屬于汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高效熱管理汽車動(dòng)力電池包。

背景技術(shù)：

電池作為電動(dòng)汽車上裝載電池組的主要儲(chǔ)能裝置，是混動(dòng)/電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件，其性能直接影響混動(dòng)/電動(dòng)汽車的性能。目前電池普遍存在循環(huán)壽命短、使用性能受溫度影響大等缺點(diǎn)，加之車輛空間有限，電池工作中產(chǎn)生的熱量累積，會(huì)造成電池包中各單元之間的溫度不均衡，影響電池單體的一致性及電池荷電狀態(tài)(soc)估計(jì)的準(zhǔn)確性，從而降低電池充放電循環(huán)效率，影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴(yán)重時(shí)還將導(dǎo)致熱失控，最終影響到電動(dòng)汽車的壽命、系統(tǒng)安全性和可靠性。

據(jù)蓋世汽車網(wǎng)綜合外電報(bào)道，2014年福特汽車在北美市場(chǎng)召回7.4萬(wàn)輛老款混動(dòng)車，原因是這些車輛的電子混合動(dòng)力系統(tǒng)可能發(fā)生過(guò)熱，并導(dǎo)致車輛發(fā)生突然熄火。根據(jù)鳳凰汽車的報(bào)道，此前特斯拉汽車(Tesla)召回其29222輛Model S汽車，原因也是擔(dān)心電池充電器、電線或墻面電源可能過(guò)熱。因此，電池包的熱管理成為影響新能源汽車產(chǎn)業(yè)生存和發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，熱管理技術(shù)將成為電動(dòng)汽車顯學(xué)。

目前現(xiàn)有的新能源汽車動(dòng)力電池包熱管理技術(shù)通常采用液冷和風(fēng)冷這兩種手段。例如特斯拉汽車所采用的液冷技術(shù)，是通過(guò)在電池單體周圍包圍一圈金屬導(dǎo)熱片，并在其中注入形似凝膠般的散熱劑，從而達(dá)到給每支電池單體進(jìn)行散熱的目的；這種方法雖然散熱效果良好，但其成本較高。 又例如風(fēng)冷技術(shù)，也就是所謂的強(qiáng)制排風(fēng)，是通過(guò)在電池包的兩側(cè)開(kāi)孔，將氣流從一側(cè)的開(kāi)孔中吹入，氣流經(jīng)過(guò)電池包內(nèi)部后再由另一側(cè)的開(kāi)孔吹出；這種方法的缺點(diǎn)是，吹入電池包的氣流會(huì)在相鄰的最外側(cè)電池單體之間產(chǎn)生渦流，因此氣流只會(huì)沿著最外側(cè)電池單體的表面流動(dòng)，根本無(wú)法出入到位于內(nèi)部的電池單體，從而造成靠外側(cè)的電池單體溫度低，位于內(nèi)部的電池單體溫度高，反而進(jìn)一步導(dǎo)致了電池包溫度不均的情況。

酚醛泡沫是一種新型難燃、防火低煙保溫材料（限定條件下），其主要成分為苯酚和甲醛，它是由酚醛樹(shù)脂加入發(fā)泡劑、固化劑及其它助劑制成的閉孔硬質(zhì)泡沫塑料。它最突出的特點(diǎn)是不燃、低煙、抗高溫歧變，它克服了原有泡沫塑料型保溫材料易燃、多煙、遇熱變形的缺點(diǎn)，保留了原有泡沫塑料型保溫材料質(zhì)輕、施工方便等特點(diǎn)，其具體的特性如下：

1）防火性能優(yōu)異

保溫層采用酚醛泡沫，并與其他材料復(fù)合用于建筑保溫，基本可以達(dá)到國(guó)家防火標(biāo)準(zhǔn)B1級(jí)，從根本上杜絕外保溫火災(zāi)發(fā)生的可能性，使用溫度范圍為-250℃~+150℃。

2）保溫節(jié)能效果突出

酚醛保溫板具有良好的保溫隔熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)約為0.023W/(m·k)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場(chǎng)上常用的無(wú)機(jī)、有機(jī)外墻保溫產(chǎn)品，可以達(dá)到更高的節(jié)能效果。

3）質(zhì)輕、不吸水

酚醛保溫板質(zhì)量輕，容重一般為30—80Kg/m3。同時(shí)酚醛保溫板不吸水，不怕雨淋。

4）安全環(huán)保

酚醛保溫板為環(huán)保綠色產(chǎn)品，不會(huì)刺激皮膚，不會(huì)對(duì)人體造成任何傷害，燃燒時(shí)無(wú)毒煙釋放(限定條件下，超過(guò)燃燒限定值釋放甲醛、一氧化碳等)。

5）尺寸穩(wěn)定性好

酚醛保溫板具有非常好的尺寸穩(wěn)定性，無(wú)論在什么環(huán)境下，均不會(huì)出現(xiàn)收縮、變形等情況。

6）用途廣泛

酚醛保溫板不僅可以用于建筑外墻外保溫系統(tǒng)，還可以應(yīng)用于活動(dòng)房、凈化車間、冷庫(kù)彩鋼夾芯板，空調(diào)風(fēng)管、管道保溫、幕墻保溫、屋頂隔熱、機(jī)房機(jī)柜保溫、設(shè)備保溫、碳晶電熱板保溫及各種需要保溫隔熱的領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有電動(dòng)汽車電池包熱管理效果不佳的問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種高效熱管理汽車動(dòng)力電池包，其能夠自我進(jìn)行有效的熱管理，保證電池包內(nèi)電池單體的一致性，提高其使用壽命和可靠性。

為達(dá)到上述技術(shù)目的及效果，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高效熱管理汽車動(dòng)力電池包，包括一個(gè)采用酚醛泡沫制成的電池支架，所述電池支架上開(kāi)設(shè)有蜂窩狀的鉆孔，每個(gè)所述鉆孔均垂直貫穿所述電池支架；每個(gè)所述鉆孔的內(nèi)壁上均設(shè)置有一層納米級(jí)的第一硅基底，所述第一硅基底上附著有一層第一絕緣導(dǎo)熱材料，每個(gè)所述鉆孔內(nèi)均設(shè)置有一支電池單體，構(gòu)成電池單體矩陣，所有所述電池單體通過(guò)鎳片實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，所述第一絕緣導(dǎo)熱材料與所述電池單體的外壁緊密接觸；所述電池支架的上表面覆蓋有一層納米級(jí)的第二硅基底，所述第二硅基底將所述電池支架的上表面、所述第一硅基底的上表面、所述第一絕緣導(dǎo)熱材料的上表面以及所述電池單體的上表面全部覆蓋，所述第二硅基底上附著有一層第二絕緣導(dǎo)熱材料，所述第二絕緣導(dǎo)熱材料上設(shè)置有一塊金屬導(dǎo)熱板。

進(jìn)一步的，所述第一絕緣導(dǎo)熱材料和所述第二絕緣導(dǎo)熱材料均為氧化鋁顆粒、氧化鎂顆粒或氮化硼顆粒中的一種。

進(jìn)一步的，所述金屬導(dǎo)熱板的材質(zhì)為鋁或銅。

進(jìn)一步的，所述金屬導(dǎo)熱板上均勻地設(shè)置有散熱鰭片。

進(jìn)一步的，所述金屬導(dǎo)熱板內(nèi)鋪設(shè)有呈蛇型的加熱管。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

1、電池支架因其采用酚醛泡沫制成，因此它具備了絕緣、阻燃、隔熱、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易變形的特性。電池支架上的鉆孔的孔徑略大于電池單體的直徑，因此當(dāng)鉆孔的內(nèi)壁依次附著了硅基底和絕緣導(dǎo)熱材料后，電池單體可以緊密安插在鉆孔內(nèi)，并且由于酚醛泡沫的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，電池單體可以長(zhǎng)時(shí)間的緊密固定在鉆孔內(nèi)，即便經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的插拔，也不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)的情況。

2、當(dāng)電池包工作時(shí)，每支電池單體均會(huì)產(chǎn)生熱量，由于鉆孔內(nèi)的硅基底具有絕緣性，以及酚醛泡沫電池支架具有的阻燃、隔熱的特性，因此熱量無(wú)法向四周擴(kuò)散，其只能沿著電池單體外壁上的絕緣導(dǎo)熱材料往上傳導(dǎo)，隨后熱量經(jīng)上部的硅基底和絕緣導(dǎo)熱材料，由電池包上部的金屬導(dǎo)熱板進(jìn)行散熱。

3、當(dāng)電池包因處于低溫狀態(tài)而無(wú)法正常工作時(shí)，可以對(duì)金屬導(dǎo)熱板內(nèi)的加熱管進(jìn)行通電，加熱管隨之發(fā)熱，熱量經(jīng)金屬導(dǎo)熱板以及其下方的硅基底和絕緣導(dǎo)熱材料傳遞到鉆孔內(nèi)的絕緣導(dǎo)熱材料，從而給電池單體進(jìn)行加熱，使其能夠正常工作。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

本實(shí)用新型充分利用酚醛泡沫的絕緣、隔熱、阻燃的特性，并通過(guò)硅基底和絕緣導(dǎo)熱材料的配合，能夠成功的將電池單體產(chǎn)生的熱量向電池包上部的金屬導(dǎo)熱板傳遞，進(jìn)行集中散熱；同時(shí)，當(dāng)電池包處于低溫狀態(tài)而無(wú)法正常工作時(shí)，可對(duì)金屬導(dǎo)熱板進(jìn)行加熱，熱量亦會(huì)沿著硅基底和絕緣導(dǎo)熱材料向下傳遞給低溫的電池單體，使其得以正常工作。

本實(shí)用新型能夠自我進(jìn)行有效的熱管理，避免電池包中各電池單體之間的溫度出現(xiàn)不均衡，避免了對(duì)電池單體的一致性及電池荷電狀態(tài)(soc)估計(jì)的準(zhǔn)確性的影響，從而大大提高了電池充放電循環(huán)效率，避免電池的功率和能量發(fā)揮受到不良影響，從根本上杜絕了熱失控，大大延長(zhǎng)了電池包的壽命、安全性和可靠性。

上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型電池支架的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型電池支架的俯視圖；

圖3為本實(shí)用新型電池支架與電池單體組合的俯視圖；

圖4為本實(shí)用新型電池包的剖視圖；

圖5為本實(shí)用新型金屬導(dǎo)熱板內(nèi)加熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型金屬導(dǎo)熱板的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1、電池支架；2、鉆孔；3、第一硅基底；4、第一絕緣導(dǎo)熱材料；5、電池單體；6、第二硅基底；7、第二絕緣導(dǎo)熱材料；8、金屬導(dǎo)熱板；9、鎳片；10、散熱鰭片；11、加熱管。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。

參見(jiàn)圖1-4所示，一種高效熱管理汽車動(dòng)力電池包，包括一個(gè)采用酚醛泡沫制成的電池支架1，所述電池支架1上開(kāi)設(shè)有蜂窩狀的鉆孔2，每個(gè)所述鉆孔2均垂直貫穿所述電池支架1；每個(gè)所述鉆孔2的內(nèi)壁上均設(shè)置有一層納米級(jí)的第一硅基底3，所述第一硅基底3上附著有一層第一絕緣導(dǎo)熱材料4，每個(gè)所述鉆孔2內(nèi)均設(shè)置有一支電池單體5，構(gòu)成電池單體矩陣，所有所述電池單體5通過(guò)鎳片9實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，所述第一絕緣導(dǎo)熱材料4與所述電池單體5的外壁緊密接觸；所述電池支架1的上表面覆蓋有一層納米級(jí)的第二硅基底6，所述第二硅基底6將所述電池支架1的上表面、所述第一硅基底3的上表面、所述第一絕緣導(dǎo)熱材料4的上表面以及所述電池單體5的上表面全部覆蓋，所述第二硅基底6上附著有一層第二絕緣導(dǎo)熱材料7，所述第二絕緣導(dǎo)熱材料7上設(shè)置有一塊金屬導(dǎo)熱板8。

進(jìn)一步的，所述第一絕緣導(dǎo)熱材料4和所述第二絕緣導(dǎo)熱材料7均為氧化鋁、氧化鎂或氮化硼中的一種。

進(jìn)一步的，所述金屬導(dǎo)熱板8的材質(zhì)為鋁或銅。

進(jìn)一步的，參見(jiàn)圖6所示，所述金屬導(dǎo)熱板8上均勻地設(shè)置有散熱鰭片10。

進(jìn)一步的，參見(jiàn)圖5所示，所述金屬導(dǎo)熱板8內(nèi)鋪設(shè)有呈蛇型的加熱管11。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

電池支架因其采用酚醛泡沫制成，因此它具備了絕緣、阻燃、隔熱、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易變形的特性。電池支架上的鉆孔的孔徑略大于電池單體的直徑，因此當(dāng)鉆孔的內(nèi)壁依次附著了硅基底和絕緣導(dǎo)熱材料后，電池單體可以緊密安插在鉆孔內(nèi)，并且由于酚醛泡沫的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，電池單體可以長(zhǎng)時(shí)間的緊密固定在鉆孔內(nèi)，即便經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的插拔，也不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)的情況。

當(dāng)電池包工作時(shí)，每支電池單體均會(huì)產(chǎn)生熱量，由于鉆孔內(nèi)的硅基底具有絕緣性，以及酚醛泡沫電池支架具有的阻燃、隔熱的特性，因此熱量無(wú)法向四周擴(kuò)散，其只能沿著電池單體外壁上的絕緣導(dǎo)熱材料往上傳導(dǎo)，隨后熱量經(jīng)上部的硅基底和絕緣導(dǎo)熱材料，由電池包上部的金屬導(dǎo)熱板進(jìn)行散熱。

當(dāng)電池包因處于低溫狀態(tài)而無(wú)法正常工作時(shí)，可以對(duì)金屬導(dǎo)熱板內(nèi)的加熱管進(jìn)行通電，加熱管隨之發(fā)熱，熱量經(jīng)金屬導(dǎo)熱板以及其下方的硅基底和絕緣導(dǎo)熱材料傳遞到鉆孔內(nèi)的絕緣導(dǎo)熱材料，從而給電池單體進(jìn)行加熱，使其能夠正常工作。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。