一种48V系统锂电池组电源散热方案的制作方法

本发明属于新能源汽车领域，具体涉及一种48V系统锂电池组电源散热方案。

背景技术：

48V系统的概念最早源于2011年德国的几个整车厂商包括奥迪、宝马、保时捷和大众联手推出的并制定了LV148标准。48V系统技术具有四大主要功能：滑行起停、能量回收、电机助行以及电爬行(纯电驱动)。在混动汽车领域，48V锂离子电池组系统主要应用在微混或弱混动力系统，在更加严格的二氧化碳限排压力下，48V系统因其增加有效成本能显著节能减排的优势而得到越加重视。

48V系统的关键之一在于锂离子电池技术，锂离子电池技术可提供较铅酸化学电池更高(3倍)的能量密度，尺寸、重量等方面降低。系统在运行过程中，电机在电池组驱动下，在几百毫秒时间内可以让处于停止状态的发动机转速达到3000r/min，带动发动机重新点火，电池组处于高倍率放电状态，在工作过程中发热量很大，过高的温度会直接影响电池组的放电量，降低整个48V系统的稳定运行，同时过高的温度会引起电池组的热失控，更甚者，会增加着火、爆炸的几率。因此，在48V系统中，其锂离子电池组的散热至关重要。

技术实现要素：

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种48V系统锂电池组电源散热方案。该48V系统锂电池组电源散热方案能在大功率放电时快速吸收锂电池组的热量，把温度控制在60℃以下，保证电池的放电量，保证48V系统的稳定运行，提高其工作安全性。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种48V系统锂电池组电源散热方案，是通过在现有的48V锂离子电池组基础上，嵌入经光/湿固化的热整流材料，最后得到的装置包括若干方形电池组成的电池组、经光/湿固化的热整流材料、绝缘层和BMS基板；所述经光/湿固化的热整流材料在两个相邻的方形电池之间的间隙处嵌入，电池组底部由绝缘层包裹，BMS基板设置在电池组顶部。

优选的，所述经光/湿固化的热整流材料由以下步骤制备得到：

(1)在通有惰性气体的搅拌釜中加入1～2质量份的四氢呋喃与丁酸丁酯混合液，搅拌均匀，然后加入30～80质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体，边搅拌边缓慢升温至40～60℃，再加入0.5～2质量份1,4-对苯二酚、0.3～1.6质量份二月桂酸二丁基锡以及80～500质量份复合相变材料粉体，边搅拌边反应3～6小时左右，缓慢滴加10～35质量份丙烯酸羟乙酯(HEA)，恒温继续反应15～45分钟，缓慢升温至50～90℃，继续反应3～6小时，再加入0.5～2质量份的光引发剂，继续搅拌30～60分钟，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体，冷却后密封备用；

(2)将聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体90～140℃熔融后按尺寸要求铺展在PTFE基材上并压合，再将样品UV固化，室温湿固化3～10天，得到所述经光/湿固化的热整流材料。本发明所述的室温是指0～40℃。

更优选的，所述四氢呋喃与丁酸丁酯混合液中四氢呋喃与丁酸丁酯质量比为1:1～9:1。

更优选的，所述复合相变材料是由无机填料与相变材料搅拌混合得到。

更为优选的，所用无机填料份数为10～50质量份，所用相变材料份数为40～100质量份。

更为优选的，所述无机填料包括二氧化硅、氧化铝和炭黑中的一种或两种以上的组合。

更为优选的，所述的相变材料包括石蜡和脂肪酸中的一种或两种以上的组合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

本发明的48V系统锂电池组电源散热方案，有效解决相变材料渗漏的问题，具有形状多样、施工简单等优点。可以有效地把48V系统的温度控制在60℃以内，保证电池的放电量，保证48V系统的稳定运行，提高其工作安全性。在48V系统锂电池组电源中具有应用价值。

附图说明

图1为本发明改进后的48V锂离子电池组装置。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。除非特别说明，本发明采用的材料、设备和方法为本技术领域常规市购的材料、设备和常规使用的方法。以下实施例中所述的原料份数均为质量份。

实施例1

光/湿固化的热整流材料由以下步骤制备得到：

(1)将10份二氧化硅与40份石蜡搅拌复合，制得复合相变材料。

(2)在通有N₂的搅拌釜中加入1份的四氢呋喃与丁酸丁酯混合液(四氢呋喃与丁酸丁酯质量比为1:1)，搅拌均匀，然后加入30份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体，边搅拌边缓慢升温至40℃，再加入0.5份1,4-对苯二酚、0.3份二月桂酸二丁基锡以及80份步骤(1)得到的复合相变材料粉体，边搅拌边反应3小时左右，缓慢滴加10份丙烯酸羟乙酯(HEA)，恒温继续反应15分钟，缓慢升温至50℃，继续反应3小时，再加入0.5份的光引发剂IRGACURE 184(CAS No.：947-19-3)，继续搅拌30分钟，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体，冷却后密封备用。

(3)将步骤(2)制得的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体90℃熔融后按尺寸要求铺展在PTFE基材上并压合，再将样品在UV固化、室温湿固化3天，得到经光/湿固化的热整流材料。

实施例2

光/湿固化的热整流材料由以下步骤制备得到：

(1)将50份二氧化硅与100份石蜡搅拌复合，制得复合相变材料。

(2)在通有N₂的搅拌釜中加入2份的四氢呋喃与丁酸丁酯混合液(四氢呋喃与丁酸丁酯质量比为9:1)，搅拌均匀，然后加入80份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体，边搅拌边缓慢升温至60℃，再加入2份1,4-对苯二酚、1.6份二月桂酸二丁基锡以及500份步骤(1)得到的复合相变材料粉体，边搅拌边反应6小时左右，缓慢滴加35份丙烯酸羟乙酯(HEA)，恒温继续反应45分钟，缓慢升温至90℃，继续反应6小时，再加入2份的光引发剂DAROCUR 1173(CAS No.：7473-98-5)，继续搅拌60分钟，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体，冷却后密封备用。

(3)将步骤(2)制得的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体140℃熔融后按尺寸要求铺展在PTFE基材上并压合，再将样品在UV固化、室温湿固化10天，得到经光/湿固化的热整流材料。

实施例3

光/湿固化的热整流材料由以下步骤制备得到：

(1)将30份氧化铝与80份硬脂酸搅拌复合，制得复合相变材料。

(2)在通有N₂的搅拌釜中加入1.5份的四氢呋喃与丁酸丁酯混合液(四氢呋喃与丁酸丁酯质量比为5:1)，搅拌均匀，然后加入55份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体，边搅拌边缓慢升温至50℃，再加入1份1,4-对苯二酚、1份二月桂酸二丁基锡以及290份步骤(1)得到的复合相变材料粉体，边搅拌边反应4小时左右，缓慢滴加20份丙烯酸羟乙酯(HEA)，恒温继续反应30分钟，缓慢升温至70℃，继续反应4小时，再加入1份的光引发剂IRGACURE 127(CAS No.：474510-57-1)，继续搅拌45分钟，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体，冷却后密封备用。

(3)将步骤(2)制得的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体110℃熔融后按尺寸要求铺展在PTFE基材上并压合，再将样品在UV固化、室温湿固化6天，得到经光/湿固化的热整流材料。

实施例4

光/湿固化的热整流材料由以下步骤制备得到：

(1)将10份炭黑与40份石蜡搅拌复合，制得复合相变材料。

(2)在通有N₂的搅拌釜中加入1份的四氢呋喃与丁酸丁酯混合液(四氢呋喃与丁酸丁酯质量比为6:1)，搅拌均匀，然后加入60份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体，边搅拌边缓慢升温至55℃，再加入1.5份1,4-对苯二酚、1.2份二月桂酸二丁基锡以及350份步骤(1)得到的复合相变材料粉体，边搅拌边反应4小时左右，缓慢滴加25份丙烯酸羟乙酯(HEA)，恒温继续反应30分钟，缓慢升温至40℃，继续反应4小时，再加入1.5份的光引发剂IRGACURE 2959(CAS No.：106797-53-9)，继续搅拌40分钟，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体，冷却后密封备用。

(3)将步骤(2)制得的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/复合相变材料预聚体100℃熔融后按尺寸要求铺展在PTFE基材上并压合，再将样品在UV固化，室温湿固化4天，得到经光/湿固化的热整流材料。

在现有的48V锂离子电池组基础上，分别嵌入上述实施例1-4制得的经光/湿固化的热整流材料。如图1所示，最后得到的装置包括若干方形电池1组成的电池组、经光/湿固化的热整流材料2、BMS基板4、绝缘层3、继电器、保险丝组成；经光/湿固化的热整流材料2在两个相邻的方形电池1之间的1～2毫米间隙处嵌入，电池组底部由绝缘层3包裹，BMS基板4设置在电池组顶部。绝缘层3是本领域常用的绝缘材料。48V锂离子电池组嵌入热整流材料前后温控效果如表1所示。

表1 48V锂离子电池组整流温控效果

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。