[發明專利]一種鋰離子動力電池高效散熱裝置

無效

• 申請號: 201410071040.5
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103825067A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 曾健;陸龍生;陳維;何浩;韓旭;楊嵩
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/647;H01M10/6551;H01M10/6552;H01M10/6554
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

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技術領域

本發明涉及一種電動汽車動力電池技術，具體是涉及一種可提高電池散熱效率的動力電池散熱裝置。

背景技術

鋰離子動力電池因其高比能量、環保、無記憶特性等優點被廣泛關注。但是，鋰離子動力電池高倍率充放電過程會伴隨較大的熱流量，如果不能及時導出，熱量將在電池內部積聚，使電池溫度升高，縮短電池使用壽命、降低使用性能并影響其安全性。

此外，在實際應用中，動力電池通常以電池組密堆積的形式出現，因此各電池單體產生的熱量更加容易在電池組內聚集。同時，各電池單體之間的溫度差異將會導致各動力電池充放電容量出現差異。放電時，容量低的電池單體將會提前到達截止電壓；充電時，這部分電池會容易產生過充。在經過多次充放電循環后，各電池單體之間的差異將會越來越大，產生惡性循環，使電池結構損壞，大大降低電池組的使用性能。

因此，各廠商越來越關注動力電池散熱問題。一種用于電池散熱的現行方法采用空氣對流冷卻，但是不能有效降低電池組溫度；一種采用相變材料的散熱方案，由于密封要求高，提高了制造成本，且難以保證運行的可靠性。但其散熱效果高于前者。

鋰離子動力電池作為汽車的動力源，往往需要提供較大的功率，因此會產生較大的熱量，包括焦耳熱、極化熱、反應熱等。由于功率要求較高，因此動力電池通常以電池組形式出現。為了使電池組結構緊湊，各電池之間緊密貼合或者靠近，這樣的結構不利于電池產生的熱量及時導出，特別是對于中心部位的電池。越靠近中心，空氣對流散熱性能越低，此時電池溫度將會遠高于電池最佳操作溫度范圍25℃至40℃。一般情況下，鋰離子電池在25℃下使用壽命超過一年，而超過40℃時使用壽命將會大大縮短。同時，由于溫度場在鋰離子電池組內部分布不均勻，導致各電池單體充放電容量的差異，也會縮短電池壽命。本發明可以對所述。

發明內容

針對上述技術問題，本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。

為了克服目前動力電池散熱方案的不足，本發明提出一種對電池進行有效散熱，并且使電池組內部溫度分布均勻的鋰離子動力電池高效散熱裝置。

??????與現有散熱方案相比，本發明具有散熱效率高、結構簡單、成本低廉、無需額外提供電能驅動等優點。本裝置能夠在不同安裝條件下正常工作，滿足電動汽車實際行駛工況要求。

??????為實現如上目的，本發明采用如下技術方案：

一種鋰離子動力電池高效散熱裝置，包括能與電池1緊密貼合的集熱平板、內部灌注有工作液體的U型熱管、散熱翅片組，所述U型熱管中部的彎曲段內嵌地設置在集熱平板內，?其兩端的外伸段延伸至集熱平板外，所述散熱翅片組通過孔緊密地固定在U型熱管外伸段上。

進一步地，所述集熱平板貼合電池1的外表面設置有導熱硅膠層，以降低接觸熱阻，進一步促進集熱平板和電池之間熱量的傳導；

進一步地，所述集熱平板為長方體，且所述集熱平板沿長度方向鉆有兩個相對底面中心軸對稱的通孔，底面沿集熱平板寬度方向設置有相對底面中心軸對稱的槽，所述通孔和槽相互連接，形成用于內嵌U型熱管的U型通道。

集熱平板上述結構便于加工，降低制造成本，也利用熱量的均勻傳導。

進一步地，所述集熱平板的材料為工業純鋁。

進一步地，所述U型熱管的橫截面形狀為橫截面形狀呈圓形的燒結式吸液芯銅質熱管。

進一步地，所述工作液體為水、乙醇或丙酮。

進一步地，所述散熱翅片組由鋁或銅為材質的平行薄片組成；各薄片沿U型熱管的外伸段等距分布，且與U型熱管的外伸段緊密配合。

與現有動力電池散熱方案相比，本發明具有以下有益效果：

1.采用高效傳熱元件熱管作為傳熱媒介。熱管達到啟動溫度后，內部工作液體發生相變。由于液體具有高的汽化潛熱，因此能夠帶走大量的熱量。

2.與普通熱管相比，U型熱管蒸發段為U型，符合電池溫度場分布特性。此外，U型熱管理論上擁有兩個冷凝段，其散熱功率相當于兩根熱管共同作用。因此，本發明能夠及時、高效地導出鋰離子動力電池充放電過程中產生的熱量，實現對鋰離子動力電池的高效熱管理。

3.集熱平板表面和整個電池表面直接貼合，因此能夠將電池表面的個別高熱流密度熱源近乎等溫地展開到整個電池表面，提高電池溫度場分布的均勻性。

4.本發明中熱管依靠毛細力工作，因此不受散熱裝置安裝角度影響，因此能夠滿足電動汽車實際運行時由于工況改變而導致的電池角度變化的要求。

附圖說明

圖1是本發明的散熱裝置立體結構示意圖。