[發明專利]一種基于熱管和液冷耦合散熱的車用圓柱形鋰電池模塊

在審

• 申請號: 202011502669.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112366406A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張瑩;曾琦;馬明;徐勛;楊常川;肖剛;劉遙;趙金陽;趙啟晨
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01M50/213
• 分類號: H01M50/213;H01M50/24;H01M50/249;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/643;H01M10/6552;H01M10/617;H01M10/6567;B60L58/26
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 涂志剛

本發明涉及鋰電池模塊技術領域，尤其涉及一種基于熱管和液冷耦合散熱的車用圓柱形鋰電池模塊，包括鋰電池組、散熱鋁板、散熱鋁管、電池下承板和電池上蓋板。每兩排電池通過兩塊鋁板固定住，鋁板與電池之間通過絕緣的導熱硅膠墊隔離開，電池的下承板與上蓋板設有電池裝插孔固定電池；熱管上端等距的貼在散熱鋁板上，下端穿過下承板的限位孔與散熱鋁管接觸；對電池包模塊整體進行灌膠處理，采用有機硅發泡材料其減震性、阻燃性性能很強。既可以保持整體電池的穩定性，又能夠有效阻止單體電池因故障而發生事故的時候對其它電池造成影響，此外采用空調循環冷卻式液冷系統與加熱系統能夠很好的對電池模塊進行熱管理。

技術領域

本發明涉及鋰電池模塊技術領域，具體涉及一種基于熱管和液冷耦合散熱的車用圓柱形鋰電池模塊。

背景技術

隨著新能源汽車的迅猛發展，高能量密度、一致性好、技術成熟的圓柱形鋰電池得到了更廣泛的重視與應用。電池包模塊的散熱性能與均溫性對電池的使用性能與工作壽命以及電池的安全性有非常重要的影響。現有技術中針對圓柱形電池模組的主要散熱方式是采用強制風冷或者通液體的鋁制管道冷卻。

目前，電動汽車使用的圓柱形鋰電池能量密度越來越大，需要更高效、節能的動力電池熱管理系統來提升電池包的性能、壽命以及安全性。對于強制風冷的散熱方式其成本低、結構簡單管理方便，但散熱效率低下，溫度均勻性差，一般應用在能量密度較低散熱面積較大的方形電池上，不適用于單體能量密度很高的圓柱形電池。對于液冷的散熱方式其冷卻的鋰電池包最高溫度一般可以控制在合適范圍內，但整體電池包溫差還是會比較大會導致不同的電池以不同的速率進行充電和放電，導致電池組性能下降。并且液體有泄漏的風險從而影響整個電池包的安全。

總而言之，單一的熱管理方式很難滿足目前以及將來電動汽車的熱管理要求，減少電池包的溫差和把電池包模塊與液冷模塊隔絕是將來動力鋰電池熱管理研究的重點方面。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對傳統單一的熱管理技術造成的電池的熱量積累，均溫性差等問題，提供了一種基于熱管和液冷耦合散熱的車用圓柱形鋰電池模塊，有效保證電池的均溫性，安全性，提高電池的運行壽命。

為了實現本發明的目的，本發明公開了一種基于熱管和液冷耦合散熱的車用圓柱形鋰電池模塊，包括電池組、散熱鋁板、散熱鋁管、熱管、電池下承板和電池上蓋板，所述電池組為由若干呈圓柱形的電池側壁相連組成的長條形結構，相鄰電池之間形成用于相鄰電池組的電池插入的凹槽，兩組所述電池組的兩側通過所述散熱鋁板夾緊固定；所述電池上蓋板設置于所述電池組的頂部，所述電池組的底部放置于所述電池下承板的頂部，所述電池下承板上設有用于所述熱管穿過的熱管限位孔，所述熱管位于所述散熱鋁板的外側；所述散熱鋁管呈S形結構設置于所述電池下承板的下方，所述散熱鋁管的一端設有冷卻液進口，另一端設有冷卻液出口，其中部上表面形成用于所述熱管底部冷凝段插入的空心部；所述散熱鋁管與熱管之間通過灌膠固定連接。

所述電池下承板為絕緣材料制成，其上表面設有與所述電池組底部形狀相匹配的定位圓孔；所述電池上蓋板的底部設有與所述電池組頂部形狀相匹配的定位孔。

所述散熱鋁板與所述電池組之間設有導熱硅膠墊，所述導熱硅膠墊呈波浪形凸起結構。

所述散熱鋁板的內壁與所述導熱硅膠墊形狀相匹配，其外壁呈直板結構。

所述散熱鋁管的冷卻液進口和冷卻液出口呈圓柱形管狀結構，所述散熱鋁管的管身的截面呈方形結構。

所述熱管為燒結的吸液芯熱管，熱管與散熱鋁板、散熱鋁管的連接處涂有導熱油脂。

本發明的有益效果在于：

1、 電池組模塊和冷卻液模塊是分開，有效的阻止了冷卻液泄漏的危險；

2、 電池與電池之間填充了絕緣膠，電池與散熱鋁板間有絕緣的導熱結構膠，有效的提升了電池組的安全性；