一种新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置，主要包括上液冷板和下液冷板；上液冷板安装在电池模组顶部，与电池模组固定连接；下液冷板安装在电池模组底部，与电池模组固定连接；上液冷板与下液冷板采用相同散热结构。工作时，相变材料吸热后升温融化，当电池的散热需求不高时，相变材料可充分吸收多余热量，另外可使液冷管内注满冷却液但不流动，利用冷却液具有较高比热容的优点，同时吸收热量；当散热需求变高，相变材料所能吸收的热量有限时，可接通外部循环泵使液冷管内液体缓慢流通以带出多余热量。液冷管内液体的流通可根据需求为逆流或顺流。本实用新型专利技术还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。易实施的优点。易实施的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置


[0001]本技术涉及电池热管理
，尤其涉及一种新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、放电倍率大循环寿命长等独特的性能优势，目前广泛应用于电动汽车领域。随着能量密度的不断高标准升级，电池热安全成为业内亟待解决的重大技术问题。动力电池组的温度一直制约着电动汽车的推广及使用，无论是传统的铅酸电池，还是目前主流的镍氢、锂离子电池，温度对电池性能都有非常显著且直接的影响，温度过高或过低均不利于电池性能的发挥。而电池热管理被用来解决电池在温度过高或过低情况下工作而引起热散逸或热失控问题，用于降低汽车正常运行期间电池模块的最高温度并保持良好的温度均一性以避免热失控、抑制热扩散，提升电池的服役寿命。
[0003]近些年来，电动汽车主流的电池热管理系统主要包括风冷系统、液冷系统、PCM冷却系统、热管冷却系统、以及混合冷却系统。目前中日韩系新能源汽车实际采用较多的电池热管理方式主要是空气冷却，典型代表如日产LEAF(Nissan Leaf)、起亚Soul EV等；但是，对于大规模的锂离子电池模组而言，模组内部排列紧密，空间有限，散热效果差，导致了空气冷却较低的冷却效率无法与日益增长的高功率大规模动力电池系统相匹配，同时其温度一致性较差。因此，现有技术需要进一步改进和完善。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置。
[0005]本技术的目的通过下述技术方案实现：
[0006]一种新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置，主要包括上液冷板和下液冷板。所述上液冷板安装在电池模组顶部，与电池模组固定连接。所述下液冷板安装在电池模组底部，与电池模组固定连接。所述上液冷板与下液冷板采用相同散热结构。
[0007]具体的，所述散热结构主要包括外壳、挡板、以及设置在外壳内的相变材料、热柱和液冷管。所述外壳内部为中空结构。所述挡板设置在外壳两端部，将外壳密封。所述热柱竖直设置，其顶部与外壳顶壁固定连接，底部与外壳底壁固定连接。所述液冷管横向设置，其一端与一侧的挡板固定连接，另一端与另一侧的挡板固定连接。所述液冷管采用蛇形结构设计，在热柱之间回旋环绕。所述液冷管通过挡板与外部液冷循环装置连通。所述相变材料填满外壳内部空间，分别与热柱、液冷管、外壳内壁紧密接触。
[0008]作为本技术的优选方案，所述散热结构还包括鳍片。所述鳍片缠绕在热柱上，其内侧与热柱固定，外侧向外延伸与相变材料紧密接触。
[0009]作为本技术的优选方案，所述鳍片采用螺旋状结构设计，从热柱底部自下而上螺旋上升。
[0010]作为本技术的优选方案，本技术所述液冷管设为两层，两层液冷管采用同向流动散热或反向流动散热。
[0011]进一步的，所述散热结构还包括翅片。所述翅片沿液冷管从管道的一端缠绕至另一端。所述翅片的内侧与液冷管外壁固定，外侧向外延伸与相变材料紧密接触。
[0012]作为本技术的优选方案，所述翅片采用螺旋状结构设计，从液冷管管道的一端螺旋缠绕至另一端。
[0013]作为本技术的优选方案，所述外壳、挡板热柱、液冷管采用金属铝或铜材料制成。
[0014]作为本技术的优选方案，所述相变材料采用有机相变材料、无机相变材料、复合相变材料或者微胶囊类相变材料中的一种或多种组合。
[0015]进一步的，所述液冷管内填充静止或流动的冷却液。所述冷却液包括水、乙二醇、纳米流体中的一种或多种组合。
[0016]作为本技术的优选方案，所述外壳内壁设有槽道。
[0017]本技术的工作过程和原理是：工作时，电芯通过金属外壳以及鳍片、热柱向内部相变材料传递热量，相变材料吸收热量，再将热量传递给液冷管，小部分热量通过金属外壳向外部环境散出，大部分热量由相变材料吸收后再通过液冷管内部的液体流动带出液冷板。当相变材料吸热后升温，到达熔点后，相变材料融化且温度在一段时间内基本保持不变。当电池的散热需求不高时，相变材料可充分吸收多余热量，另外可使液冷管内注满例如水、乙二醇和水、纳米流体等冷却液但不流动，利用冷却液具有较高的比热容的优点，同时吸收热量；当散热需求变高，相变材料所能吸收的热量有限时，可接通外部循环泵使液冷管内液体缓慢流通以带出多余热量。液冷管内液体的流通可根据需求为逆流或顺流。双层蛇形鳍片液冷管以及鳍片热柱增大与相变材料的接触面积以增强散热以及均温效果。高温环境下相变材料熔融状态时灌装能够减少内部接触热阻以增强散热能力。该液冷板也可多个连用以实现电池多个接触面同时冷却从而保证均温效果。本技术还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。
[0018]与现有技术相比，本技术还具有以下优点：
[0019](1)本技术所提供的新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置具有良好的均温及控温能力，相变材料吸收产生的热量，液冷系统可用作辅助带出热量，散热效果更好。
[0020](2)本技术所提供的新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置的结构简单，节能环保，运行稳定且可靠，电池模块大，可以满足小型电动汽车需要，具有广阔的市场前景。
[0021](3)本技术所提供的新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置合理地将液体冷却和相变材料冷却耦合在一起，电池模块结构紧凑，安装方便，结构简单；本技术采用蛇形冷却管以及顺流或逆流的流通方式，增强液冷效果；冷却板内壁有浅槽道用于增加冷却板与相变材料的换热；冷却板内部装有热柱，加强了冷却板与对立面、相变材料内部之间的换热以及加强了整体的结构强度；蛇形冷却管以及热柱均焊接有
鳍片，增大传热面积；冷却板内灌装有相变材料，充分利用相变潜热控制并吸收温度，液冷系统可及时带出相变材料内多余热量，始终保持相变材料处于合理温度范围内；相变材料处于熔融状态时灌装能够降低装置内部的接触热阻，增强散热性能；装置内部密封，避免了相变材料泄漏的风险。
附图说明
[0022]图1是本技术所提供的新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置的立体图。
[0023]图2是本技术所提供的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置的主视图。
[0024]图3是本技术所提供的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置的纵向剖视图。
[0025]图4是本技术所提供的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置的横向剖视图。
[0026]图5是本技术所提供的相变材料在凝固状态时的结构示意图。
[0027]图6是本技术所提供的单个热柱及鳍片的结构示意图。
[0028]图7是本技术所提供的双层液冷管及翅片的结构示意图。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置，其特征在于，包括上液冷板和下液冷板；所述上液冷板安装在电池模组顶部，与电池模组固定连接；所述下液冷板安装在电池模组底部，与电池模组固定连接；所述上液冷板与下液冷板采用相同散热结构；所述散热结构包括外壳、挡板、以及设置在外壳内的相变材料、热柱和液冷管；所述外壳内部为中空结构；所述挡板设置在外壳两端部，将外壳密封；所述热柱竖直设置，其顶部与外壳顶壁固定连接，底部与外壳底壁固定连接；所述液冷管横向设置，其一端与一侧的挡板固定连接，另一端与另一侧的挡板固定连接；所述液冷管采用蛇形结构设计，在热柱之间回旋环绕；所述液冷管通过挡板与外部液冷循环装置连通；所述相变材料填满外壳内部空间，分别与热柱、液冷管、外壳内壁紧密接触。2.根据权利要求1所述的新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置，其特征在于，所述散热结构还包括鳍片；所述鳍片缠绕在热柱上，其内侧与热柱固定，外侧向外延伸与相变材料紧密接触。3.根据权利要求2所述的新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷板散热装置，其特征在于，所述鳍片采用螺旋状结构设计，从热柱底部自下而上螺旋上升。4.根据权利要求1所述的新型的间接接触式相变材料耦合鳍片管的电池液冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文骏，张江云，张国庆，蒋立琴，黄鸿霓，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：