[發明專利]一種鋰電池的蜂窩式液冷裝置

有效

• 申請號: 201410224464.0
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103996888B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 李樹民;周鵬;袁承超;蘇俊松
• 申請（專利權）人: 華霆（合肥）動力技術有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6568;H01M2/10
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術領域

本發明涉及純電動及混動汽車電池熱管理技術領域，具體涉及一種鋰電池的蜂窩式液冷裝置。

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背景技術

????近年來，由于能源成本以及環境污染的問題越來越突出，純電動汽車以及混合動力汽車以其能夠大幅消除甚至零排放汽車尾氣的優點，受到政府以及各汽車企業的重視。新能源汽車的關鍵技術之一是動力電池，電池的好壞一方面決定著電動汽車的成本，另一方面決定著電動汽車的行駛里程。然而純電動以及混合動力汽車尚有很多技術問題需要突破，電池使用壽命及容量衰減是重要問題，而電池的使用壽命及容量衰減與電池系統的溫度差異以及溫度升高幅度有重大的關系。

電池在工作中產生大量的熱量，如果該熱量不能及時被排出，將會使電池包的溫度不斷上升，電池包內不同位置的電池的溫度差異會逐漸擴大，使電池處于高溫升、大溫差的惡劣環境中，從而影響動力電池的使用壽命。特別是在炎熱的夏天，由于環境溫度非常高，最終溫升將遠大于電池合理的工作范圍，從而嚴重影響電池壽命及容量，并對于電池放電性能造成較大的困擾。另外一方面，電池在低溫下的工作性能很差，特別是在寒冷的冬季尤為明顯，充放電性能較常溫下差很多，為了使電池在低溫下也能滿足動力電池充放電的需求，對電池包進行加熱升溫使其工作在最佳的充放電溫度是必要的熱管理措施。

因此，為了提高新能源汽車的性能，使電池系統發揮最佳的性能和壽命，就需要對電池提供高溫散熱、低溫加熱的熱管理裝置。

現有電池的熱管理一般采用自然對流散熱、強制風冷散熱、蒸發器提供冷源散熱、液冷散熱等方式。其中液冷散熱方式由于液體的比熱容遠大于空氣的比熱容，較小的流量就能帶走較大的熱量，從而高效的將電池系統的熱量帶到系統外部去，來降低電池系統的溫升，提高電池的使用性能?，F在很多新能源汽車均采用液冷散熱方式作為電池系統進行熱管理方案。然而現有液冷熱管理方案主要通過液冷板塊夾在兩個電池模組之間，或者電池間穿插液冷管路，使得電池發出的熱量不能直接傳遞給液冷液體，或者由于液冷管只與電池的很小部分外表面接觸，使得在熱源即電池芯到液冷液體的熱阻比較大，從而使溫升增大，不能完全發揮液冷系統的功能。

發明內容

本發明的目的就是提供一種鋰電池的蜂窩式液冷裝置，來解決鋰電池到液冷液體的熱阻過大的問題，使得電池工作時產生的熱量能夠快速高效的傳遞到液冷液體，再通過液體在液冷管路循環到液冷換熱器將熱量帶到系統外部環境中。

為了達到上述效果，本發明提供一種鋰電池的蜂窩式液冷裝置，包括一封閉式集熱腔，所述集熱腔的一端設有進液口、另一端設有出液口，所述進液口、出液口通過液冷管串聯形成液冷系統回路；所述集熱腔的兩側面開設有相互貫通、用于安裝電池的蜂窩狀電池腔；位于集熱腔的內腔處的電池腔外壁相互之間留有用于液體流動的通道；所述集熱腔的內壁與電池腔的外壁之間構成液體腔，所述進液口、出液口均與所述液體腔連通。

進一步，所述電池腔的長度不大于電池的高度。更優的是電池腔的長度也即集熱腔的寬度正好與鋰電池的高度相等，從而能更好地對電池進行散熱。

進一步，所述電池腔的內壁設有一層導熱層，所述導熱層的材質為熱界面材料。

進一步，所述熱界面材料為導熱硅脂。

更進一步，所述液冷系統包括儲液箱、液冷泵、散熱器，所述儲液箱的出口端通過液冷泵與集熱腔的進液口連接，所述集熱腔的出液口通過散熱器與儲液箱連接形成循環液冷回路。

其中散熱器優選為風冷換熱器。

本發明中在集熱腔的上、下兩端面形成相互貫通的蜂窩狀電池腔，該制造工藝已經非常成熟，通常使用注塑、壓鑄成型而成，或者通過上下兩個注塑成型件通過超聲焊接成為一個腔體結構，當然還有其他制造工藝可以采用。

使用時，將鋰電池單體置于電池腔內，電池的外壁與電池腔的內壁相貼合，再在它們之間增加一層由導熱硅脂等熱界面材料形成的導熱層。由于液體在液體腔內圍繞著電池腔的外壁流動，能充分地帶走電池產生的熱量，達到更佳的散熱功能。

儲液箱內的制冷液體通過液冷泵從進液口導入集熱腔內的液體腔，在兩兩電池腔外壁之間的通道內通行，及時地帶了電池因發熱產生的熱量，再從出液口液出進入散熱器中進行換熱，實現循環降溫的目的。