CN110911779B - 一种锂电池包混合散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池包混合散热装置，涉及电池热管理技术领域，包括箱体、风冷组件、相变储能导热板、液冷组件、塑料箱盖以及塑料底板，所述塑料底板上设有若干组用于放置电芯的放置孔，每组放置孔由若干个并列且倾斜设置的放置孔组成，且相邻两组放置孔对称设置以形成一供气流通过的风道，放置孔与箱体的正面的夹角为10±5°，所述电芯的底部位于放置孔的上部，相变储能导热板安装于放置孔的下部且其上下两端分别与电芯、液冷组件相接触，本发明采用风冷、相变复合板和液冷相结合的模式，可以实现锂电池的快速散热，提高了锂电池的散热效率，解决了单纯液冷或单纯风冷模式散热效率低的缺点，使电池包散热更均匀，更高效。

Description

一种锂电池包混合散热装置
技术领域
本发明属于电池热管理技术领域，具体涉及一种锂电池包混合散热装置。
背景技术
动力电池要应用在电动汽车上必须经过组装、调试等过程，最终以电池包的形式出现，电池包是一个密闭***，其散热问题一直是人们关注的话题之一，若电池包散热效果差会导致电池寿命降低，严重者会引起电池起火、***，严重威胁人们的生命及财产安全。
为了能使电池包更高效、更均匀的散热很多技术学者提出了很多解决方案，目前市场上主要以风冷和液冷两种形式出现，而风冷普遍存在进风口侧电池温度低，出风口侧电池温度高的缺点，不能均匀的为电池降温；液冷模式虽然降温效果相对风冷较好，但是若电池包大功率放电时，电池包瞬间产生的热量也难以保证快速散去。
针对目前锂电池包的散热弊端，为了使电池包散热均匀，散热更高效，本方案提出一种锂电池包的混合散热方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池包混合散热装置，以解决上述提到的现有技术中导致的上述缺陷。
一种锂电池包混合散热装置，包括箱体、风冷组件、相变储能导热板、液冷组件、塑料箱盖以及塑料底板，所述塑料箱盖和塑料底板之间安装有若干个并列排布的电芯，所述箱体的顶部安装有箱盖，并将电芯固定于箱体内，所述风冷组件安装于箱体的右侧，箱体的左侧设有进风口，所述塑料底板上设有若干组用于放置电芯的放置孔，每组放置孔由若干个并列且倾斜设置的放置孔组成，且相邻两组放置孔对称设置以形成一供气流通过的风道，放置孔与箱体的正面的夹角为10±5°，放置孔的横截面形状为倒梯形，所述电芯的底部位于放置孔的上部，相变储能导热板安装于放置孔的下部且其上下两端分别与电芯、液冷组件相接触。
优选的，所述风冷组件包括聚风罩和风扇，所述聚风罩安装于箱体的右端，所述风扇安装于聚风罩内。
优选的，所述液冷组件包括一内部为中空结构的液冷板，液冷板的右端设置有进水口和出水口并连接至水循环***。
优选的，所述风道内气流的流动轨迹为折线形。
优选的，所述进风口的位置正对着风道的进风端，且数量上与风道保持一致。
优选的，所述塑料箱盖上设有若干与电芯的正负极相对应的孔。
本发明还公开了一种锂电池组件，包含上述任一项所述的锂电池包混合散热装置。
本发明还公开了一种汽车，包含上述的锂电池组件。
优选的，所述汽车为电动汽车、混合动力汽车中的任意一种。
本发明的优点在于：
本发明采用风冷、相变复合板和液冷相结合的模式，可以实现锂电池的快速散热，提高了锂电池的散热效率，解决了单纯液冷或单纯风冷模式散热效率低的缺点，使电池包散热更均匀，更高效。
本发明中电池摆放在底部塑料件中，电池底部的塑料件中嵌入有相变复合板，复合材料底部放有液冷板，当电池工作时，电池底部放出的热量会传递到相变复合板，复合板内相变材料发生相变吸收热量，同时热量会传递到底部的液冷板，液冷板内的冷却液经过循环带走热量，实现电池的降温。而在冬季时液冷板内的液体经过外部加热后还可以把热量传递给相变复合板，使相变复合板给锂电池加热，实现锂电池的加热功能。
本发明中电池之间存在一定缝隙，电池摆放时带有一定的倾斜角度，由于电池之间存在缝隙，电池工作时放出的热量可以快速散发到环境中去，通过箱体一侧的风扇可以把热量快速带到箱体外，而电池摆放时带有一定角度，可以让冷风与电池更大的接触面积，同时冷风可以在电池之间短暂停留，使电池的散热效果更好。此方案中电池的摆放角度为10±5°，此角度不宜过大或过小，如果角度过大，风扇抽风的阻力变大，热量不容易被带走；如果角度过小，冷风会快速的从电池之间流过，冷风不会短暂停留也，同时冷风与电池的接触面积也会变小，不利于散热。
附图说明
图1为本发明隐藏箱盖和塑料盖板的锂电池包整体示意图。
图1a为图1的俯视图。
图2为本发明的整体***视图。
图3为本发明中电池模组的***视图。
图4为本发明中塑料底板的结构示意图。
图5为本发明中塑料底板的俯视图及其截面剖视图。
其中，1、12-电池模组，2-箱盖，3-聚风罩，4-风扇，5-液冷板，6-箱体，7-塑料盖板，8-电芯，9-塑料底板，91-上部侧面，92-下部侧面，10-相变储能导热板，11-进风口，13-放置孔。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，一种锂电池包混合散热装置，包括箱体6、风冷组件、相变储能导热板10、液冷组件、塑料盖板7以及塑料底板9，所述塑料盖板7和塑料底板9之间安装有若干个并列排布的电芯8，所述箱体6的顶部安装有箱盖2，并将电芯8固定于箱体6内，所述风冷组件安装于箱体6的右侧，箱体6的左侧设有进风口11，所述塑料底板9上设有若干组用于放置电芯8的放置孔13，每组放置孔13由若干个并列且倾斜设置的放置孔13组成，且相邻两组放置孔13对称设置以形成一供气流通过的风道，放置孔13与箱体6的正面的夹角为10±5°，放置孔13的横截面形状为倒梯形，所述电芯8的底部位于放置孔13的上部，相变储能导热板10安装于放置孔13的下部且其上下两端分别与电芯8、液冷组件相接触。每一个塑料底板9上的所有电芯8构成一电池模组1。
在本实施例中，所述风冷组件包括聚风罩3和风扇4，所述聚风罩3安装于箱体6的右端，所述风扇4安装于聚风罩3内。
在本实施例中，所述液冷组件包括一内部为中空结构的液冷板5，液冷板5的右端设置有进水口和出水口并连接至水循环***。
在本实施例中，所述风道内气流的流动轨迹为折线形。可以让冷风与电池更大的接触面积，同时冷风可以在电池之间短暂停留，使电池的散热效果更好
在本实施例中，所述进风口11的位置正对着风道的进风端，且数量上与风道保持一致。目的是为了实现精准进风，即冷风直接对准风道的进风端，提高散热效率。
在本实施例中，所述塑料盖板7上设有若干与电芯8的正负极相对应的孔。保证电芯8的正负极外漏，方便电芯8串并联，同时利用塑料盖板7可以保证电芯8之间的缝隙风道的完整性，其作用与聚风罩3相似，保证风冷***可以顺利按图1右侧视图循环。
下面具体阐述本发明的工作过程及原理：
如图2所示，当电池工作放出热量时，冷风通过箱体6后部的进风口11进入电池模组1和12中的电芯8的缝隙中，电池模组1中布有温度传感器，当电芯达到设定温度时，风扇4开启，这时风扇4通过聚风罩3把电池模组1中的热量带出箱体，加速冷风从进风口11进入箱体冷却电芯，聚风罩3的作用主要是保证热风可以顺利被风扇4带出箱体，整个风循环的走向如图1右侧视图所以。
图3为电池模组1的***视图，电池模组12的电芯摆放角度与电池模组1对称，其余相同。塑料底板9的底部放有相变储能导热板10，相变储能导热板10和电芯8的底部通过涂有导热硅胶相接触，保证电池底部放出的热量可以顺利传递到相变储能导热板10中，当电池8工作产生热量时，电芯8底部产生的热量可以传递到相变储能导热板10中，相变储能导热板10中的填充物会吸收热量发生相变，同时相变储能导热板10与箱体底部的液冷板5相接触，这时热量会传递到液冷板5中，液冷板5中的冷却液经过循环后把热量带出箱体，实现电池的快速散热，而在冬季温度较低时，如果锂电池8需要加热，这时液冷板5中的冷却液可以在外部经过加热后进入液冷板5，这时液冷板会给相变储能导热板10加热，通过相变储能导热板10实现给锂电池加热。
如图4和图5所示，为塑料底板9的示意图，塑料底板9摆放电芯8时开有倾斜角为10±5°的放置孔13，此角度不宜过大或过小，如果角度过大，风扇抽风的阻力变大，热量不容易被带走；如果角度过小，冷风会快速的从电池之间流过，冷风不会短暂停留也，同时冷风与电池的接触面积也会变小，不利于散热；电芯8位于塑料底板9的上部侧面91上，保证电芯8按照设定方向排布，相变储能导热板10侧面与料底板9的下部侧面92接触，底部与塑料底板9位于同一水平面，保证相变储能导热板10底面与液冷板5充分接触，可以使电芯8底部产生的热量顺利通过相变储能导热板10传递到液冷板5上。
通过以上描述可以看出，锂电池工作时放出的热量，一部分利用风道由风扇4带出箱体6。另一部分通过相变储能导热板10和液冷板5带出箱体6，同时液冷板5还具有加热功能；本方案通过风冷、相变储能导热和液冷相结合的方式来实现电池包的快速散热，降低锂电池温度，提高锂电池的使用寿命，消除锂电池过热带来的隐患。
本发明还公开了一种锂电池组件，包含上述任一项所述的锂电池包混合散热装置。即任何应用本发明的锂电池包混合散热装置的锂电池组件均为本发明所包含的内容。
本发明还公开了一种汽车，包含上述的锂电池组件。即任何应用本发明的锂电池组件的汽车均为本发明所包含的内容。其中，所述汽车为电动汽车、混合动力汽车中的任意一种。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (6)

1.一种锂电池包混合散热装置，其特征在于，包括箱体（6）、风冷组件、相变储能导热板（10）、液冷组件、塑料盖板（7）以及塑料底板（9），所述塑料盖板（7）和塑料底板（9）之间安装有若干个并列排布的电芯（8），所述箱体（6）的顶部安装有箱盖（2），并将电芯（8）固定于箱体（6）内，所述风冷组件安装于箱体（6）的右侧，箱体（6）的左侧设有进风口（11），所述塑料底板（9）上设有若干组用于放置电芯（8）的放置孔（13），每组放置孔（13）由若干个并列且倾斜设置的放置孔（13）组成，且相邻两组放置孔（13）对称设置以形成一供气流通过的风道，放置孔（13）与箱体（6）的正面的夹角为10±5°，放置孔（13）的横截面形状为倒梯形，所述电芯（8）的底部位于放置孔（13）的上部，相变储能导热板（10）安装于放置孔（13）的下部且其上下两端分别与电芯（8）、液冷组件相接触；
所述风冷组件包括聚风罩（3）和风扇（4），所述聚风罩（3）安装于箱体（6）的右端，所述风扇（4）安装于聚风罩（3）内；
所述液冷组件包括一内部为中空结构的液冷板（5），液冷板（5）的右端设置有进水口和出水口并连接至水循环***；
所述风道内气流的流动轨迹为折线形。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池包混合散热装置，其特征在于：所述进风口（11）的位置正对着风道的进风端，且数量上与风道保持一致。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池包混合散热装置，其特征在于：所述塑料盖板（7）上设有若干与电芯（8）的正负极相对应的孔。
4.一种锂电池组件，其特征在于：包含权利要求1-3中任一项所述的锂电池包混合散热装置。
5.一种汽车，其特征在于：包含权利要求4所述的锂电池组件。
6.根据权利要求5所述的一种汽车，其特征在于：所述汽车为电动汽车、混合动力汽车中的任意一种。
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