[發明專利]具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統

無效

• 申請號: 201410161464.0
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103928728A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 王成安;劉福東;馬蘭新;王程超;譚建宇;王富強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6552;H01M10/6567
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

1.一種具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，包括動力電池箱，動力電池箱包括電池箱外殼（10）和電池箱頂蓋（9）以及動力電池箱內部的電池卡槽（7），電池箱頂蓋（9）和電池箱外殼（10）配合，其特征在于：電池熱管理系統還包括冷板（2）、熱管（4）和熱管蒸發段（6）；

動力電池箱的中央內嵌有冷板（2），多個單體動力電池（1）安裝在動力電池箱的卡槽（7）內且分列在冷板（2）左右兩側，單體動力電池（1）卡緊在電池卡槽（7）與冷板（2）之間，且單體動力電池（1）與冷板（2）相鄰的側面與冷板（2）的側面接觸；單體動力電池（1）除與冷板（2）相鄰的側面之外的其余側面上均貼附有熱管蒸發段（6），前后相鄰的兩個單體動力電池（1）相鄰面共用一個熱管蒸發段（6），單體動力電池（1）除與冷板（2）相鄰的側面之外的其余側面上均鋪設有熱管（4），所述熱管（4）的下端插在熱管蒸發段（6）內，熱管（4）的上端穿出電池箱頂蓋（9），熱管（4）內設有相變工質；在動力電池箱剩余空間內填充相變材料（5）；

所述電池熱管理系統還包括單相液體回路，具體包括管件（11）、換熱器（12）和水泵（13），冷板（2）的外形為長方體，冷板（2）的內部加工有液體流道（8），所述液體流道（8）為連續彎曲的蛇形流道，蛇形流道的進出口與動力電池箱外部的管件（11）相連；單相液體回路通過換熱器（12）與電動汽車的制冷系統（16）耦合在一起；

所述電池熱管理系統還包括可編程自動調溫器（14）和溫度傳感器（15），可編程自動調溫器（14）與水泵（13）電連接，可編程自動調溫器（14）用于控制水泵工作，溫度傳感器（15）的探頭貼附在單體動力電池（1）上，并與可編程自動調溫器（14）電連接，溫度傳感器（15）用于檢測電池溫度并將溫度信號輸送至可編程自動調溫器（14）。

2.根據權利要求1所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述相變材料（5）為固-液相變材料，相變溫度為20℃～35℃，所述相變材料（5）為石蠟或硝酸鋰三水化合物。

3.根據權利要求1所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述相變材料（5）為固-液相變材料，相變溫度為20℃～35℃，所述相變材料（5）為泡沫銅/石蠟復合相變材料或石墨/石蠟復合相變材料。

4.根據權利要求1所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述熱管（4）內的相變工質的相變溫度為20℃～35℃，相變工質為氟利昂或戊烷。

5.根據權利要求1所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述熱管（4）為鋁合金金屬管。

6.根據權利要求5所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述熱管（4）的冷凝段和熱管蒸發段（6）均設置有翅片（3）。

7.根據權利要求1所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述熱管蒸發段（6）與單體動力電池（1）的接觸面、單體動力電池（1）與冷板（2）的接觸面以及冷板（2）與動力電池箱的接觸面均涂覆導熱介質或加導熱片。

8.根據權利要求7所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述電池箱頂蓋（9）與熱管（4）配合處設有密封圈，電池箱頂蓋（9）和電池箱外殼（10）配合處設有密封條。

9.根據權利要求8所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述單相液體回路內的液態工質為含水95%的乙二醇水溶液，其凝固點為-50℃。

10.根據權利要求9所述的具有溫度自適應功能的熱管與單相液體回路耦合換熱的電池熱管理系統，其特征在于：所述熱管蒸發段（6）為方形鋁板。