[發明專利]一種換熱器

在審

• 申請號: 201710173834.6
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107017448A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 王志娟
• 申請（專利權）人: 溧陽市英創機電技術有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6554;H01M10/6552
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙)32258
• 代理人: 王美華

技術領域

本發明涉及一種換熱器，其具體為一種用于電池熱管理系統的的冷卻裝置，可實現電池與冷板之間的高效換熱，保護電池安全，提高電池工作效率。

背景技術

在電動汽車中，動力電池為核心的儲能元件，電池的工作效率直接影響到整車的行駛里程。電池在充放電過程中，其會輸出或輸入較大時，會釋放處大量的熱量，如果不及時對電池的溫度進行控制，會導致電池自燃現象甚至會發生爆炸。但是傳統電動汽車電池熱管理系統中，間接冷卻式的冷卻系統通常使用單一的鋁板作為電池冷卻裝置，換熱效率不高，存在不能及時散熱的問題。

熱管是利用介質在熱端蒸發后在冷端冷凝的相變過程(即利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱)，使熱量快速傳導。熱管一端為蒸發端，另外一端為冷凝端，當熱管一端受熱時，毛細管中的液體迅速汽化，蒸氣在熱擴散的動力下流向另外一端，并在冷端冷凝釋放出熱量，液體再沿多孔材料靠毛細作用流回蒸發端，如此循環不止，直到熱管兩端溫度相等。這種循環是快速進行的，熱量可以被源源不斷地傳導開來。

利用熱管技術改進傳統的電池冷卻裝置，可提高電池冷卻裝置的換熱效率，維持電池工作溫度在合適范圍，保護電池安全，提升電池工作效率。

發明內容

本發明旨在解決普通電池冷卻裝置換熱能力不足的問題，提出了一種應用熱管技術的電池冷卻裝置方案。

一種換熱器，其包括：冷板，以及安裝在冷板上的彎曲金屬板，所述金屬板上有與圓柱型電池側面配合的弧形凹面，構成與圓柱型電池接觸面；熱管布置在金屬板內，金屬板表面涂敷有導熱系數高于金屬板的柔性導熱膜。

所述熱管分為三個部分：蒸發段，絕熱段，和冷凝段；蒸發段用于吸收熱量，促使熱管內部介質蒸發，氣態介質流經絕熱段后，在冷凝段冷凝，變為液態，釋放熱量；最后冷凝段液體通過毛細管流回蒸發段，至此熱管內部實現循環。電池散發的熱量透過金屬板后進入熱管，繼而被蒸發段吸收。熱管的冷凝段部分插入冷板，與冷板流道內的冷卻液接觸，熱量釋放至冷板流道內的冷卻液中，排出來自電池的熱量。熱管為壓扁熱管，其流道形狀由直線與圓弧組成；熱管流道壁面與圓弧形換熱面之間間距為壓扁熱管寬度的1/10-1/20。

所述金屬板為鋁板，底部通過溝槽插入冷板，用于釋放熱管內熱量；插入冷板的熱管部分為熱管的冷凝段；熱管的上部與電池相對應的為蒸發段。冷板流道內有冷卻液流通，冷板長時間保持在較低溫度。

所述金屬板縱向截面為等腰梯形，且等腰梯形的頂邊長與底邊長之比為1.08-1.12；金屬板的每一弧形凹面上設置若干彈性金屬片，彈性金屬片的至少一端與金屬板表面固定連接，在彈力的作用下與圓柱形電池表面相貼合。

所述金屬板包括一第一金屬板和兩塊第二金屬板，第一金屬板固定在兩第二金屬板中間，其中第一金屬板熱膨脹系數遠低于第二金屬板，第二金屬板上設置有熱傳導率高于第一金屬板和第二金屬板的導熱膜，導熱膜的形狀為梯形，且從上到下寬度逐漸減小，厚度也逐漸減小；第二金屬板熱膨脹系數高于第一金屬板。

換熱器的安裝方式為：電池首先安裝在冷板上一固定位置；金屬板和冷板上的溝槽配合，整體插入冷板，使得冷卻裝置與冷板流道內冷卻液接觸；電池安裝的固定位置和溝槽位置，使得電池側面與金屬板上的弧形凹面緊密貼合。

所述鋁板的厚度根據加工工藝，盡量減小，一方面可節省單個電池冷卻裝置的制作成本，一方面可減少電池冷卻裝置占用體積，使得由電池和電池冷卻裝置組成的換熱單元結構更為緊湊。

所述鋁板上由電池和一段圓弧構成的換熱單元數量不限定，可根據實際需要匹配。

所述熱管的端部與鋁板的端部相重合，其兩端封閉。

所述熱管的蒸發段長度和電池高度相對應，可充分吸收電池產生的熱量；冷凝段和鋁板插入冷板的部分相對應，可充分吸收由冷板傳遞來的冷量。熱管內部蒸發段吸收電池熱量，液態介質蒸發，流向冷凝段；介質在冷凝段實現換熱，介質冷凝后形成的液體通過毛細管流回蒸發段，至此熱管內部形成一個封閉循環，可實現高效換熱。

本發明有以下優點：

1、利用熱管技術的換熱器換熱效率高，可解決普通冷卻裝置散熱不及時的問題。

2、換熱器可和電池緊密配合，所占空間小，可使電池緊密排布。

3、換熱器結構簡單，便于拆裝。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本發明提供的換熱器的示意圖；

圖2為本發明提供的換熱器熱管部分的剖視圖；