[發明專利]一種基于脈動熱管的動力電池熱管理系統

無效

• 申請號: 201110066246.5
• 申請日: 2011-03-18
• 公開（公告）號: CN102157761A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 汪雙鳳;饒中浩;張艷來;陳金建;霍杰鵬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M10/50
• 分類號: H01M10/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及動力電池熱管理系統，尤其涉及一種基于脈動熱管的動力電池熱管理系統。

背景技術

隨著能源危機與環境污染等問題的日益突出，以及世界各國對節能減排與環保認識的不斷加深，依靠動力電池驅動的電動汽車與混合動力汽車等電動設備必然成為清潔能源發展的趨勢。尤其是電動汽車，通過動力電池提供動力，無污染物排放，同時比燃油車更具經濟性，已引起世界范圍內的普遍重視。由于動力電池在充放電過程中，內部化學反應復雜，尤其是大尺寸以及大電流放電過程中，電池內部迅速產生大量的熱，熱量的堆積必然引起電池溫度升高，進而使電池性能下降，甚至可能會出現漏液、放氣、冒煙等現象，嚴重時電池發生劇烈燃燒且發生爆炸，影響整車性能。因此，動力電池嚴重制約著電動汽車等的發展。

近年來，電池熱管理的迫切需求已引起許多電動汽車生產廠商和電池制造商的關注，目前，市場上動力電池普遍都采用最為簡單的空氣冷卻方式，極少采用其它的冷卻方式。專利號為ZL200920055746.7和ZL200920060473.5的中國實用新型專利公開了帶有相變材料與高效散熱的兩種動力電池裝置，兩種方式均有一定的熱管理效果，但前者相變材料的熱量僅通過電池箱體板與外界交換，后者加工制作比較麻煩。公開號為CN201646430U的中國臺灣專利公開了一種車用電池散熱模塊，該模塊散熱裝置流道并未考慮動力電池充放電時產熱機理，散熱效果優先，且未考慮到熱量的再利用。公開號為CN201421869的中國實用新型專利公開了一種包括散熱器、熱電元件及熱管的電池散熱裝置，該裝置中所用熱管已插入方式與收容架接觸，熱阻較大，且散熱能力優先，?同樣未考慮電池產熱特性以及熱量循環利用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種基于脈動熱管的動力電池熱管理系統，與現有技術相比具有散熱量大，散熱效率高，加工簡單，能高效的解決動力電池高溫散熱、低溫加熱保溫以及熱量循環利用的技術問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種基于脈動熱管的動力電池熱管理系統，包括模塊箱體、模塊箱體頂蓋，在模塊箱體內放置有至少兩個電池組單體殼體，每個電池組單體殼體內放置有至少兩塊以上由電池單體串連或者并聯構成的電池模塊組，其特征在于：所述每塊電池單體的表面分布有來回彎折呈排狀的脈動熱管，所述脈動熱管分為蒸發端和冷凝端，所述蒸發端與電池單體表面貼合，所述冷凝端伸出電池單體表面之外。

所述脈動熱管的蒸發端開有充液口。

所述模塊箱體的內底部設置有緊固凸肩，該緊固凸肩用于隔開電池組單體殼體。

所述蒸發端通過導熱粘合劑與電池單體表面粘合。

所述模塊箱體頂蓋為多孔平板，或者實心密封平板。

所述模塊箱體兩端的冷凝端伸出模塊箱體外部。

所述模塊箱體內填充有液體或固體相變材料。

當模塊箱體內填充有液體或固體相變材料時，模塊箱體的頂蓋以及模塊箱體本省均為密封的實心平板，所述模塊箱體開設有流體入口和流體出口。

所述來回彎折呈排狀的脈動熱管，由一端至另一端之間的排序間隔為逐漸增大或者逐漸變小。

所述脈動熱管由高導熱銅材或者輕質高導熱鋁材制成。

與現有技術相比本發明的有益效果在于：本發明通過各種熱管尤其是脈動?熱管與電池的巧妙結合，將電池熱量通過脈動熱管等傳遞到電池本體外的環境中去，其中脈動熱管或其它熱管均依據電池產熱的不均衡性合理設計，具有散熱量大，散熱效率高，加工簡單等優點，能高效的解決動力電池高溫散熱、低溫加熱保溫以及熱量循環利用等各種問題。

本發明的模塊箱體可根據內部填充是固體還是液體等選擇實心平板或多孔平板等加工制作，同時，模塊箱體底部的凸肩等可與模塊箱體整體鑄造而成，急能緊固電池又結構簡單。脈動熱管的冷凝端可根據箱體結構選擇是包裹在模塊箱體內部還是伸出模塊箱體，電池模塊組整體散熱功能可與整車設計相匹配。

本發明的電池模塊組，既能在高溫環境下散熱，同時具備低溫環境中加熱電池以及保持恒定溫度，使各個電池單體達到最佳工作溫度，且在低溫環境中能通過合理設計將電池再次放電中產生的熱量用于加熱車廂內，為車廂供暖。

本發明具有高效、節能、環保、結構簡單、成本低、安裝方便、運行穩定且可靠，功能多樣化等優點。在無需外力或無需額外電池電能消耗、各種充放電情況下，對動力電池進行高效熱管理，包括散熱、加熱、工作溫度控制、余熱循環利用等，適用于各種依靠動力電池驅動的電動設備，具有廣闊的市場前景。

附圖說明