[發明專利]一種基于圓柱電池熱管理的雙通道風冷相變一體化散熱器

在審

• 申請號: 201910178286.5
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN109994789A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 劉自強;黃菊花;曹銘;胡金
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/613;H01M10/6563;H01M10/6569;F28D20/02;F28D21/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 胡群

本發明公開了一種基于圓柱電池熱管理的雙通道風冷相變一體化散熱器，包括兩組抽風風扇及一組換熱器，換熱器包括外筒、內筒及通風管道，外筒與內筒為上下兩端開口的同心圓中空筒體；兩端開口的通風管道貫穿外筒的筒壁，通風管道部分內置于外筒與內筒之間的夾層中并與內筒的外壁相接、另一部分穿過外筒筒壁置于外部，通風管道內置部分的端口與抽風風扇對齊；夾層內部且環繞通風管道外部的區域為復合相變材料的填充區域，復合相變材料由納米銀粉、二氧化硅、石蠟制成。本發明利用復合相變材料的相變潛熱吸收電池熱量，并通過風冷將其吸收的熱量帶走，以防止電池高強度運行及快速充放電時發熱嚴重，控溫效果明顯，可有效提升電池安全性及壽命。

技術領域

本發明屬于動力電池熱管理裝置技術領域，具體涉及一種基于圓柱電池熱管理的雙通道風冷相變一體化散熱器。

背景技術

高能量密度圓柱電池在進行快速充放電或連續高強度工作時會產生大量熱量，熱量的產生使電池體的溫度急劇升高。

然而，電池在工作時有一段“舒適”溫度區間，溫度過高會加速電池老化，壽命大幅衰減，嚴重時可能引發熱失控，導致電池燃燒或發生爆炸。因此，有必要對電池采取熱管理方式。

常見的電池熱管理技術包括風冷、液冷、相變材料冷卻。風冷散熱效率低，結構簡單；液冷散熱能力強，但結構復雜，易泄露；相變材料質量輕，散熱效果良好，但其吸收的熱量難以散發，相變材料一旦熔化后將失去控溫能力。所以亟需一種控溫效果好、散熱效率高的實用型電池散熱裝置。

發明內容

針對現有技術中的不足與難題，本發明旨在提供一種基于圓柱電池熱管理的雙通道風冷相變一體化散熱器。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種基于圓柱電池熱管理的雙通道風冷相變一體化散熱器，包括兩組相互對稱的抽風風扇以及置于兩組抽風風扇之間的換熱器，

其中，換熱器包括外筒、內筒以及通風管道，外筒與內筒組成同心圓的套筒，外筒與內筒均為上下兩端開口的中空筒體；兩端開口的通風管道貫穿外筒的筒壁，其一端與內筒的外壁相接、另一端伸出外筒筒壁，通風管道部分內置于外筒與內筒之間的夾層中、另一部分穿過外筒筒壁置于外部，通風管道內置部分的端口與抽風風扇對齊；夾層內部且環繞通風管道外部的區域為復合相變材料的填充區域，復合相變材料由納米銀粉、二氧化硅、石蠟制成。

進一步地，通風管道的內徑沿著其從內筒至外筒延伸的方向逐漸變大，通風管道外置部分端口內徑大、內置部分端口內徑小，內徑小的端口與抽風風扇對齊。

進一步地，兩兩相鄰的通風管道的朝向相反。

進一步地，通風管道管體以小角度繞換熱器筒壁旋轉扭曲，使得接觸面積更大，可以更好地與復合相變材料進行換熱。

進一步地，復合相變材料的制作方法以及填充步驟為：把相變溫度為37度至40度的全精煉石蠟和納米銀粉置于容器內并在溫水中水浴熔化并混合攪拌均勻；將由溶膠-凝膠法制備的二氧化硅溶膠加入到上述混合均勻石蠟/納米銀粉中勻速攪拌，待其溶膠轉化為凝膠即可獲得熔融狀態的石蠟/納米銀粉/二氧化硅復合相變材料；再將復合相變材料在壓片機下壓入填充區域中。

進一步地，抽風風扇為圓形風扇，其外壁與外筒之間形成可拆卸式連接，包括但不限于螺紋連接或插銷連接或嵌套連接。

本發明工作原理：