一種動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，包括箱體、蓋板、單體電池、相變材料層、多孔表面熱管、散熱片、風(fēng)扇；箱體內(nèi)放置由多個(gè)單體電池構(gòu)成的電池組；各相鄰電池單體之間具有縫隙，在縫隙內(nèi)填充相變材料層，并在相變材料層內(nèi)嵌入多孔表面熱管，多孔表面熱管內(nèi)通有液體冷卻工質(zhì)，散熱片安裝在蓋板上，該多孔表面熱管與散熱片連接，蓋板與箱體密封配合，風(fēng)扇安裝在散熱片的頂端。電池組產(chǎn)生的熱量通過(guò)相變材料層儲(chǔ)存，相變材料層中的熱量再通過(guò)多孔表面熱管傳送至散熱片，最后導(dǎo)出至外部環(huán)境。根據(jù)電池組產(chǎn)生熱量的大小決定開(kāi)啟風(fēng)扇的數(shù)量以強(qiáng)制散熱，維持電池本身溫度不會(huì)因?yàn)殡姵亟M產(chǎn)生的熱量急劇增加而升高，提高了電池的安全性和壽命。
【專利說(shuō)明】—種動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車動(dòng)力電池散熱技術(shù)，尤其涉及一種動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]能源與環(huán)境已成為當(dāng)前全球最為關(guān)注的問(wèn)題，傳統(tǒng)的以汽油或柴油作為燃料的常規(guī)內(nèi)燃機(jī)熱效率低，不僅造成能源浪費(fèi)，引發(fā)能源危機(jī)，還帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染和環(huán)境惡化。而電動(dòng)汽車因具有節(jié)能、環(huán)保、可使用多種能源、噪音低等很多優(yōu)點(diǎn)受到了極大的重視。
[0003]電池作為電動(dòng)汽車中的關(guān)鍵部件，它的性能直接影響電動(dòng)汽車的運(yùn)行狀況，而溫度又是影響動(dòng)力電池性能的重要因素。當(dāng)車輛在高速、低速、加速、減速等交替變換的不同行駛狀況下，電池會(huì)以不同倍率放電，產(chǎn)生大量熱量，加上整車設(shè)計(jì)時(shí)電池組空間有限，導(dǎo)致使用過(guò)程中的熱量散發(fā)較慢，電池溫度極易升高。過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致電池的容量、壽命和能量效率的降低，高溫下若不及時(shí)散發(fā)熱量，會(huì)導(dǎo)致熱失控的產(chǎn)生，嚴(yán)重時(shí)有發(fā)生劇烈膨脹和爆炸的危險(xiǎn)。
[0004]目前動(dòng)力電池的熱管理問(wèn)題受到了許多電池制造商和專家的廣泛關(guān)注，市場(chǎng)上普遍采用的是空冷散熱通風(fēng)方式，但這種方式冷卻速度慢，電池單體之間溫度分布均勻性差，這對(duì)動(dòng)力電池的安全運(yùn)行是很不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有散熱量大，散熱效率高，加工簡(jiǎn)單，利用相變材料、熱管與風(fēng)冷復(fù)合散熱方式克服了相變材料儲(chǔ)熱后難以快速散熱的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，包括箱體1、蓋板5、單體電池3、相變材料層2、多孔表面熱管4、散熱片6、風(fēng)扇7 ;箱體I內(nèi)放置由多個(gè)單體電池3構(gòu)成的電池組；各相鄰電池單體之間具有縫隙，在縫隙內(nèi)填充相變材料層2，并在相變材料層2內(nèi)嵌入多孔表面熱管4，多孔表面熱管4內(nèi)通有液體冷卻工質(zhì)，散熱片6安裝在蓋板5上，該多孔表面熱管4與散熱片6連接，蓋板5與箱體I密封配合，風(fēng)扇7安裝在散熱片6的頂端。
[0008]所述多孔表面熱管4分為蒸發(fā)端8和冷凝端9，所述蒸發(fā)端8置于箱體I的內(nèi)部，并與相變材料層2接觸，冷凝端9穿過(guò)蓋板5置于箱體I外部，冷凝端9與蓋板5結(jié)合處密封配合。
[0009]所述多孔表面熱管4的蒸發(fā)端8表面覆蓋有一層相互粘連的金屬顆粒層8-1，冷凝端9為光滑表面結(jié)構(gòu)。
[0010]所述相變材料層2包括有石墨、碳纖維或碳納米管所組成的復(fù)合相變材料。
[0011]所述散熱片6與蓋板5間采用螺釘或焊接連接。
[0012]所述散熱片6為鋁合金或銅。[0013]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0014]本發(fā)明通過(guò)相變材料層、多孔表面熱管、散熱片以及風(fēng)扇的組合，形成復(fù)合式的多種冷卻方式，可以將電池散熱系統(tǒng)的體積精簡(jiǎn)和縮小，有利于散熱系統(tǒng)與電動(dòng)汽車的融合；通過(guò)多種冷卻方式聯(lián)合作用，可以有效地控制電池溫度，特別是在惡劣的環(huán)境運(yùn)行時(shí)，有效地保障電池單體溫度的均勻性；可以根據(jù)電池功率的不同要求，確定風(fēng)扇開(kāi)啟的數(shù)量。
[0015]本發(fā)明使用范圍廣，可以滿足不同動(dòng)力電池的要求，如鋰離子、鎳氫、鉛酸電池等。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置去除風(fēng)扇的俯視示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置的多孔表面熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0021]實(shí)施例
[0022]如圖1至3所示。本發(fā)明動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，包括箱體1、蓋板5、單體電池3、相變材料層2、多孔表面熱管4、散熱片6、風(fēng)扇7 ;箱體I內(nèi)放置由多個(gè)單體電池3構(gòu)成的電池組；各相鄰電池單體之間具有縫隙，在縫隙內(nèi)填充相變材料層2，并在相變材料層2內(nèi)嵌入多孔表面熱管4，多孔表面熱管4內(nèi)通有液體冷卻工質(zhì)，散熱片6安裝在蓋板5上，該多孔表面熱管4與散熱片6連接，蓋板5與箱體I密封配合，風(fēng)扇7安裝在散熱片6的頂端。
[0023]如圖4所示。所述多孔表面熱管4分為蒸發(fā)端8和冷凝端9，所述蒸發(fā)端8置于箱體I的內(nèi)部，并與相變材料層2接觸，冷凝端9穿過(guò)蓋板5置于箱體I外部，冷凝端9與蓋板5結(jié)合處密封配合。所述多孔表面熱管4的蒸發(fā)端8表面覆蓋有一層相互粘連的金屬顆粒層8-1，冷凝端9為光滑表面結(jié)構(gòu)。
[0024]蒸發(fā)端8通過(guò)相變材料2吸收電池組熱量，冷凝端9伸出電池組外與散熱片6配合釋放熱量。為避免熱量回流，冷凝端9和蒸發(fā)端8之間為絕熱端。為了更好的吸熱與散熱，需要增大換熱面積，因此在蒸發(fā)端8表面設(shè)置了金屬顆粒層8-1附著結(jié)構(gòu)，冷凝端9連接散熱片6散熱，散熱片6與冷凝端9之間涂有耐熱、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的導(dǎo)熱硅脂，由于電池組充放電過(guò)程產(chǎn)熱非線性，因此，相變材料層2的潛熱既有熱量緩沖作用又有平衡電池組內(nèi)整體溫度的作用。
[0025]所述相變材料層2包括有石墨、碳纖維或碳納米管所組成的復(fù)合相變材料。所述散熱片6與蓋板5間采用螺釘或焊接連接。所述散熱片6為鋁合金或銅。
[0026]多孔表面熱管4內(nèi)的液體冷卻工質(zhì)，把各單體電池3的熱量傳送至冷凝端9，通過(guò)散熱片6將熱量輸出到外部環(huán)境，根據(jù)單體電池3放電倍率或產(chǎn)熱量的大小決定開(kāi)啟風(fēng)扇7的數(shù)量進(jìn)行強(qiáng)制散熱。通過(guò)這種復(fù)合式冷卻方式的有效復(fù)合，可以顯著降低電池組的溫度，保證各單體電池3溫度的一致性。
[0027]風(fēng)扇7的數(shù)量開(kāi)啟的多少由電池組放電倍率或產(chǎn)熱量的大小決定，當(dāng)動(dòng)力電池組運(yùn)行環(huán)境比較惡劣(如夏季)或者短時(shí)間大功率放電時(shí)，動(dòng)力電池組的溫度進(jìn)而急劇升高時(shí)，箱體內(nèi)相變材料層2無(wú)法滿足電池組散熱的需要，這時(shí)需開(kāi)啟風(fēng)扇7對(duì)冷凝端9與散熱片6進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，加速熱量的擴(kuò)散，使電池組熱量快速?gòu)亩嗫妆砻鏌峁?的蒸發(fā)端8向冷凝端9傳遞，達(dá)到了散熱的目的。當(dāng)電池組3無(wú)需大功率放電時(shí)，熱量降低，此時(shí)電池組的散熱方式是依靠相變材料層吸熱與多孔表面熱管4通過(guò)散熱片6對(duì)環(huán)境散熱來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0028]如上所述便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0029]上述實(shí)施例為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，其特征在于:包括箱體、蓋板、單體電池、相變材料層、多孔表面熱管、散熱片、風(fēng)扇；箱體內(nèi)放置由多個(gè)單體電池構(gòu)成的電池組；各相鄰電池單體之間具有縫隙，在縫隙內(nèi)填充相變材料層，并在相變材料層內(nèi)嵌入多孔表面熱管，多孔表面熱管內(nèi)通有液體冷卻工質(zhì)，散熱片安裝在蓋板上，該多孔表面熱管與散熱片連接，蓋板與箱體密封配合，風(fēng)扇安裝在散熱片的頂端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，其特征在于:所述多孔表面熱管分為蒸發(fā)端和冷凝端，所述蒸發(fā)端置于箱體的內(nèi)部，并與相變材料層接觸，冷凝端穿過(guò)蓋板置于箱體外部，冷凝端與蓋板結(jié)合處密封配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，其特征在于:所述多孔表面熱管的蒸發(fā)端表面覆蓋有一層相互粘連的金屬顆粒層，冷凝端為光滑表面結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，其特征在于:所述相變材料層包括有石墨、碳纖維或碳納米管所組成的復(fù)合相變材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，其特征在于:所述散熱片與蓋板間采用螺釘或焊接連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動(dòng)力電池組的復(fù)合散熱裝置，其特征在于:所述散熱片為鋁合金或銅。
【文檔編號(hào)】H01M10/625GK103682517SQ201310711664
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】湯勇, 陳維, 陸龍生, 胡忠海, 曾健 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)