CN204011602U - 一种用于扁平状电池的相变散热装置 - Google Patents

一种用于扁平状电池的相变散热装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用于扁平状电池的相变散热装置，涉及新能源汽车动力电池技术领域。所述相变散热装置包括：安置在每个扁平状电池两侧的用于传递热量的相变式多腔导热管组件(1)；与多个所述相变式多腔导热管组件(1)的冷却段固定连接的冷却装置。本实用新型能够通过提供一种相变式多腔导热管，利用其在热量传导过程中热阻值相比普通铝质散热器低的特性，节省材料，减轻重量。通过相变式多腔导热管的均温特性，可防止扁平状电池局部温度过高，并可以迅速加热扁平状电池，恢复充放电性能。此外，相变式多腔导热管的多腔结构还可以缓解冲击，提高电池箱的可靠性。

Description

一种用于扁平状电池的相变散热装置
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车动力电池技术领域，特别涉及一种新能源汽车扁平状动力电池的相变散热或控温装置。
背景技术
目前，常用的新能源汽车动力电池散热一般都是风冷或者水冷，电池与电池之间夹着一层铝板，热量通过铝板传导到散热片上，再被风或者水带走。或者，电池之间留有一定间隙，靠风扇吹风直接冷却电池。这两种方式冷却效率低，电池的温度均匀性差。靠铝板导热方式，铝的导热系数在200W/m·K左右，热传递效率低，热量不能及时传导出来，并且材料使用量多，散热***整体比较笨重。如果采用风扇直接冷却电池，间隙较窄，风阻大，冷却效果不好，汽车体积有限不能太宽。如何快速把电池包的热量传递到散热器，既能节省空间，有能减轻重量，是该领域技术人员应该着手解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于扁平状电池的相变散热装置，能够解决扁平状电池热量散热效率低，以及占用空间大、重量大、温度不均匀的问题。
本实用新型提供了一种用于扁平状电池的相变散热装置，包括：
安置在每个扁平状电池两侧的用于传递热量的相变式多腔导热管组件1；
与多个所述相变式多腔导热管组件1的冷却段固定连接的冷却装置。
优选地，所述冷却装置是由泵驱动的液冷板，其内的冷却液是水，或者是醇类，或者是油，或者其结合的混合物。
优选地，所述冷却装置包括多个散热片2和一个带有进风口和出风口，且单侧敞口的通风盒3，所述通风盒3内安装多个所述散热片2。
优选地，所述通风盒3的进风口和出风口沿对角方向设置于所述通风盒3的两端。
优选地，在所述散热片2靠近所述相变式多腔导热管组件1的受热段一侧还包括用于固定所述通风盒3的固定板4。
优选地，在所述通风盒3的敞口侧设置有一圈用于与所述固定板4固定连接的法兰。
优选地，每组所述相变式多腔导热管组件1依次贯穿所述固定板4和所述通风盒3中的多个散热片2，并利用过盈配合与所述固定板4固定相连，以及利用导热胶与所述通风盒3中的多个散热片2固定粘接。
优选地，所述相变式多腔导热管组件1的受热段在水平方向上向下倾斜其中，
优选地，包括多组所述相变式多腔导热管组件1，多组所述相变式多腔导热管组件1之间具有用于安装每个扁平状电池的间隔。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：能够通过提供一种相变式多腔导热管，使扁平状电池温度均匀，同时将热量导出到扁平状电池外，简化散热装置结构，提高可靠性。此外，空腔的相变式多腔导热管还可以达到减轻重量，缓冲撞击的作用。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的电池箱的立体***视图；
图2是本实用新型实施例提供的相变散热装置的透视图；
图3是本实用新型实施例提供的相变散热装置的相变式多腔导热管组件与固定板的结合图；
图4是本实用新型实施例提供的相变散热装置的相变式多腔导热管图；
图5是本实用新型实施例提供的相变散热装置的散热片图；
图6是本实用新型实施例提供的相变散热装置的散热扣片示意图；
图7是本实用新型实施例提供的相变散热装置的散热折片示意图；
图8是本实用新型实施例提供的相变散热装置的通风盒图；
图9是本实用新型实施例提供的相变散热装置的液冷示意图；
图10是本实用新型实施例提供的相变散热装置的加热装置示意图；
图11是本实用新型实施例提供的相变散热装置的加热装置***图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型通过采用相变式多腔导热管(即，具有相变传热特性的均热板)，紧贴于扁平状电池表面，扁平状电池发热时，相变式多腔导热管内部的工质能够迅速汽化带走热量，再辅以风冷或液冷，冷却多腔导热管的另一端。
相变式多腔导热管采用相变传热原理，依靠液体的相变过程在相变式多腔导热管的密闭腔体所在区域高效地传递热量，使得传热性能提高10-20倍。同时，相变式多腔导热管作为扁平状电池组的导热器件，具有温度均匀、重量轻、导热好、可靠性高的优点。再辅以加热及风冷或液冷，便可大大提高扁平状电池的温度均匀性，并能把电池的温度控制在合适的范围内。其中，相变式多腔导热管的冷却段可以有多种冷却方式，包括：自然风冷、强制风冷、液冷冷却或充有冷却液体的液冷板冷却。
图1是本实用新型实施例提供的电池箱的立体***视图，如图1所示，整个电池箱由电池箱盖11、多个扁平状电池和相变散热装置组成。多个扁平状电池安置在相变散热装置的多个相变式多腔导热管组件1之间的间隔里，形成间隔排列。相变式多腔导热管组件1可以由一个或多个相变式多腔导热管组成，在水平方向上受热段向下倾斜其中，多个散热片2分别与每一相变式多腔导热管组件1的冷却段固定连接。在散热组件靠近相变式多腔导热管组件1的受热段一侧还包括用于固定所述冷却装置的固定板4。每组相变式多腔导热管组件1依次贯穿固定板4和通风盒3中的多个散热片2，并利用过盈配合与固定板4固定相连，以及利用导热胶与通风盒3中的多个散热片2固定粘接。其中，多个散热片2安置在通风盒3中，固定板4起到固定通风盒3的作用，使得通风盒与相变式多腔导热管组件1固定相连。除利用风扇冷却散热片2上的热量这种方式外，还可以依靠由泵驱动的液冷板，其内的冷却液是水，醇类，或者是油，或者以上3种物质的混合物，利用其内充有的液体冷却相变式多腔导热管组件1的冷却段。
基于实际应用的便利需求，还可以将整个相变散热装置进行90°翻转，使得其中的扁平状电池横置，扁平状电池的电极处于一侧，同时相变式多腔导热管竖直或与竖直方向呈一定角度，其冷却端在上面。
图2是本实用新型实施例提供的相变散热装置透视图，如图2所示，为多组相变式多腔导热管组件1，多组相变式多腔导热管组件1之间具有用于安装每个扁平状电池的间隔。每组相变式多腔导热管组件1依次贯穿固定板4和通风盒3中的散热组件，并利用导热胶依次与固定板4和通风盒3中的散热组件固定相连。其中，散热组件由四个散热片2组成，因此，每组相变式多腔导热管组件1的冷却段依次与四个散热片2固定相连。
图3是本实用新型实施例提供的相变散热装置的相变式多腔导热管组件与固定板的结合图，如图3所示，相变式多腔导热管组件1与水平成一定角度，并与固定板4相连接。其中，为了加强相变式多腔导热管的导热能力，通常将相变式多腔导热管设置一定的角度，使受热段低于冷却段。即，相变式多腔导热管组件1的受热段在水平方向上向下倾斜其中，该连接方式能够充分利用重力，使相变式多腔导热管组件内的工作液在重力作用下流回底部，当扁平状电池产生热量，温度升高，工作液被加热后，有利于汽化生成的蒸汽直接扩散到冷却段(即，低温区)，同时使液体在重力的辅助作用下更好地回流到受热段，实现热量的传递。
图4是本实用新型实施例提供的相变散热装置的相变式多腔导热管图，如图4所示其中，相变式多腔导热管利用相变原理，以及其至少含有一个高效导热的中空密闭空腔，其内充有工作液体，使得相变式多腔导热管的任一位置受热时，液体在该位置蒸发变成气体，同时吸收热量，气体在较冷的位置冷凝为液体同时放出热量。冷凝后的液体在重力或毛细力的作用下流回蒸发位置并再次蒸发形成循环。从而实现扁平状电池表面热量的加速传递与均温。
图5是本实用新型实施例提供的相变散热装置的散热片图，如图5所示，多个散热片组成一个散热组件，该散热组件与相变式多腔导热管组件的冷却段相连。并将相变式多腔导热管收集到的热量传递到外部空气中。其中，相变式多腔导热管组件与散热片也可以是固定一体的。图6是本实用新型实施例提供的相变散热装置的散热扣片示意图，图7是本实用新型实施例提供的相变散热装置的散热折片示意图。如图6、图7所示，为用于替换散热片2的散热扣片5和散热折片6，以及散热扣片5和散热折片6分别与相变式多腔导热管组件的安装关系。
图8是本实用新型实施例提供的相变散热装置的通风盒图，如图6所示，通风盒带有一个进风口和一个出风口，进风口和出风口沿对角方向设置于通风盒的两端，且通风盒单侧敞口，其内用来安装多个散热组件。此外，在通风盒的敞口侧还设置有一圈用于与固定板固定连接的法兰。当扁平状电池产生热量后，温度升高，相变式多腔导热管组件内的工作液被加热，汽化生产蒸汽，扩散到冷却段，热量传递到由散热片组成的散热组件上，一定流量的冷风通过通风盒的进风口流向出风口，使热量以强制对流的方式传递到外部的空气中，从而达到冷却散热组件的作用。
图9是本实用新型实施例提供的相变散热装置的液冷示意图，如图9所示，为用于液冷的相变散热装置，是由泵驱动的空腔液冷板7，其内的冷却液是水，醇类，或者是油，或者以上3种物质的混合物。其中，每组相变式多腔导热管组件1依次贯穿固定板4和空腔液冷板7，并利用过盈配合与固定板4固定相连，以及利用导热胶与空腔液冷板7固定粘接。
图10是本实用新型实施例提供的相变散热装置的加热装置示意图，图11是本实用新型实施例提供的相变散热装置的加热装置***图，如图10、图11所示，某些寒冷地区过低的温度会使电池容量减小，因此，使用的电池箱还需要加热装置，以把电池温度控制在合适的范围内。即，在相变式多腔导热管的最低位置增加布置一个加热装置，加热装置可以是加热板8，利用相变式多腔导热管优异的导热能力将热量传递到电池上，实现对电池的加热，使得电池温度保持在一定的范围，达到控温的效果。
综上所述，本实用新型具有以下技术效果：能够通过提供一种相变式多腔导热管，利用其在热量传导过程中热阻值相比普通铝质散热器低的特性，节省材料，减轻重量，通过相变式多腔导热管的均温特性，可防止扁平状电池局部温度过高，并可以迅速加热扁平状电池，恢复充放电性能。此外，相变式多腔导热管的多腔结构还可以缓解冲击，提高电池箱的可靠性。
尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本技术领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于扁平状电池的相变散热装置，其特征在于，包括：
安置在每个扁平状电池两侧的用于传递热量的相变式多腔导热管组件(1)；
与多个所述相变式多腔导热管组件(1)的冷却段固定连接的冷却装置。
2.根据权利要求1所述的相变散热装置，其特征在于，所述冷却装置是由泵驱动的液冷板，其内的冷却液是水，或者是醇类，或者是油，或者其结合的混合物。
3.根据权利要求1所述的相变散热装置，其特征在于，所述冷却装置包括多个散热片(2)和一个带有进风口和出风口，且单侧敞口的通风盒(3)，所述通风盒(3)内安装多个所述散热片(2)。
4.根据权利要求3所述的相变散热装置，其特征在于，所述通风盒(3)的进风口和出风口沿对角方向设置于所述通风盒(3)的两端。
5.根据权利要求3所述的相变散热装置，其特征在于，在所述散热片(2)靠近所述相变式多腔导热管组件(1)的受热段一侧还包括用于固定所述通风盒(3)的固定板(4)。
6.根据权利要求5所述的相变散热装置，其特征在于，在所述通风盒(3)的敞口侧设置有一圈用于与所述固定板(4)固定连接的法兰。
7.根据权利要求3-6任一所述的相变散热装置，其特征在于，每组所述相变式多腔导热管组件(1)依次贯穿所述固定板(4)和所述通风盒(3)中的多个散热片(2)，并利用过盈配合与所述固定板(4)固定相连，以及利用导热胶与所述通风盒(3)中的多个散热片(2)固定粘接。
8.根据权利要求1所述的相变散热装置，其特征在于，所述相变式多腔导热管组件(1)的受热段在水平方向上向下倾斜其中，
9.根据权利要求1所述的相变散热装置，其特征在于，包括多组所述相变式多腔导热管组件(1)，多组所述相变式多腔导热管组件(1)之间具有用于安装每个扁平状电池的间隔。
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