[發明專利]一種矩形動力電池疊置的冷卻裝置

有效

• 申請號: 201810099114.4
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108281736B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 陳攀攀
• 申請（專利權）人: 陳攀攀
• 主分類號: H01M10/625
• 分類號: H01M10/625;H01M10/653;H01M10/6563;H01M10/6552
• 代理公司: 暫無信息
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一種矩形動力電池疊置的冷卻裝置，包括儲熱單元、傳熱單元、散熱單元，至少3個傳熱單元的蒸發部插入到儲熱單元中，傳熱單元的冷凝部連接散熱單元；所述散熱單元包括阻流形通孔泡沫金屬、導流罩和阻流風道，所述阻流形通孔泡沫金屬以過中間對稱平面為對稱軸對稱設置在導流罩內孔，在阻流形通孔泡沫金屬和導流罩內孔之間形成所述阻流風道。所述矩形電池疊置的冷卻裝置，良好地將原位相變吸熱和異位相變散熱整合在一起，同時設計了阻流形泡沫金屬作為傳熱單元的散熱岐片，電池單元溫度一致性好，散熱速度快。

技術領域

本發明涉及動力電池的技術領域，具體涉及一種矩形動力電池疊置的冷卻裝置。

背景技術

磷酸鐵鋰電池由于具有比能量高、無污染、無記憶效應等優點成為新能源汽車動力系統的最佳候選。但鋰離子電池對溫度非常敏感，在合適的溫度范圍第一電池組才能高效率放電并保持良好的性能。高溫時易出現老化速度快、熱阻增加快、循環次數少、使用壽命短等問題。要將電池組工作溫度控制在理想的范圍，必須采用強制散熱措施。鋰電池散熱系統設計強調2個目標參數，一個是電池組的最高溫度要低于55℃，另一個是電池單體之間的溫度差小于5℃，即單體電池間的溫度均勻性最好。

目前鋰電池熱管理的研究方法主要包括空冷、液冷、相變材料冷卻、熱管冷卻，但是商業應用僅為空冷和液冷。

空冷，空冷是目前國產和日產電動汽車普遍采用的冷卻方式。要提高空冷的散熱效率，最直接的方式是提高空氣流動速度和增大散熱面積。但這與“需要在有限的空間第一，風扇功耗盡量低的前提下合理地設計空氣流場”的原則是相矛盾的。空氣要進入電池箱體對電池進行冷卻，這對于緊密疊置在一起的矩形電池來說，風冷局限于電池排列方式、電池間距、風道、風速或風量，必須結合其他冷卻方式才有效果。

液冷，目前，歐美系列如法國標致雪鐵龍的Berlingo、德國大眾的GLOF等純電動車采用液冷方式。空氣與壁面之間的換熱系數低，采用高傳熱系數的換熱流體取代空氣成為強化散熱的必然手段。但是液冷存在漏液可能，質量大，復雜的水道設計滿足流體循環和對漏液的防護是制約因素。

相變冷卻，利用相變材料(PCM)進行電池冷卻的原理是當電池進行大電流放電時，相變材料吸收電池放出的熱量發生相變，使電池溫度迅速降低，且不增加耗能元件。目前還沒有電動汽車采用該冷卻方式，仍處于實驗研究階段。最大的缺陷是電池組必須攜帶足夠量的相變材料用于吸收熱量，一旦相變材料全部由固態變為液態，不能很快地重新變回固態再吸收熱量，即只能單次循環。

也有熱管冷卻，但是熱管只要折彎其散熱效率就大幅降低，有必要采用熱管和其他方式的組合來改善散熱效果。

總之，設計有效散熱的矩形電池疊置的冷卻裝置，已經成為迫切需要解決的業界難題。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種矩形電池疊置的冷卻裝置。

本發明的目的是這樣實現的，一種矩形動力電池疊置的冷卻裝置，包括儲熱單元、傳熱單元、散熱單元，多個儲熱單元以矩形動力電池的厚度為間隔平行設置在散熱單元底部，儲熱單元熱界面結合地、交替地與矩形動力電池疊置，儲熱單元)吸收并儲存矩形動力電池的熱量并確保儲熱單元各點溫度之差小于5℃；

至少3個傳熱單元豎直/水平間隔設置在儲熱單元中，傳熱單元的蒸發部插入到儲熱單元中，傳熱單元的冷凝部連接散熱單元；傳熱單元將儲熱單元中的熱量轉移給散熱單元并確保儲熱單元的溫度不超過50℃；

所述散熱單元包括阻流形通孔泡沫金屬、導流罩和阻流風道，所述阻流形通孔泡沫金屬以過中間對稱平面為對稱軸對稱設置在導流罩內孔，在阻流形通孔泡沫金屬和導流罩內孔之間形成所述阻流風道；所述散熱單元確保所述阻流形通孔泡沫金屬的溫度低于傳熱單元冷凝部的介質相變溫度。