[發(fā)明專利]基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)及溫控方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110168346.2
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112599888A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 羅德成
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省華創(chuàng)熱控科技有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/635;H01M10/6552;H01M10/6556;H01M10/6568;B60L58/26;B60L58/27
• 代理公司: 北京華際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 葉玉鳳

1.一種基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：包括電池模組、導熱絕緣墊片、液冷系統(tǒng)，三個部件由上至下依次層疊式緊貼布置，通過螺絲固定；所述液冷系統(tǒng)是由平板式脈動熱管(3)、隔離板(4)、液冷通道板(5)組成；所述隔離板(4)具有進液口(6)和出液口(7)；所述平板式脈動熱管(3) 具有工質(zhì)充液口(8)、一個或多個沖壓制成的矩形回路通道，該工質(zhì)充液口(8)與回路通道相通，該工質(zhì)充液口(8) 在充注工質(zhì)后通過焊接封死；所述液冷通道板(5) 具有流通管道(11)；所述平板式脈動熱管（3）與液冷通道板（5）之間用隔離板（4）分離，以擴散焊接的方式將三板組合并成整體，焊接后該流通管道(11)連通進液口(6)和出液口(7)，所述平板式脈動熱管（3）的管徑軸向方向與液冷通道板（5）流道方向垂直交錯，形成錯流分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述平板式脈動熱管的冷凝工質(zhì)入口流道的寬度定義為脈動熱管的理論冷凝段（a），冷凝工質(zhì)出口流道的寬度定義為脈動熱管的理論蒸發(fā)段(b)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述液冷通道板(5)使用蛇形通道，在通道內(nèi)部沖壓可增強機械強度的凹槽(10)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述平板式脈動熱管(3)、隔離板(4)、液冷通道板(5)均采用導熱系數(shù)高，質(zhì)量輕，機械強度好的鋁板。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述平板式脈動熱管(3)內(nèi)部注入制冷劑工質(zhì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述制冷劑工質(zhì)采用冷卻液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述平板式脈動熱管內(nèi)部回路通道采用矩形流道。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述平板式脈動熱管由基板沖壓制成。

9.一種基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)的溫控方法，其特征在于：

當電池模組（1）最高溫度未達到液冷系統(tǒng)標定溫度時，各電池之間產(chǎn)生不同的熱量使電池模組（1）內(nèi)部產(chǎn)生溫度差，傳遞給與其緊貼的板式脈動熱管（3），脈動熱管內(nèi)部工質(zhì)受溫度差的影響，高溫部分工質(zhì)吸收高溫電池帶來的熱后氣化，產(chǎn)生或擴大氣泡，管內(nèi)壓力上升，與低溫段工質(zhì)形成壓力差，由壓力差形成動力，將高溫工質(zhì)推向低溫處，高溫工質(zhì)加熱低溫段，然后將熱量導向電池模組中相對低溫的部分，使電池模組（1）中發(fā)熱較大的電池的熱量傳向發(fā)熱較少的電池，實現(xiàn)整個電池模組的最大溫度差降低，體現(xiàn)整體溫度的一致性；

當電池模組（1）最高溫度達到液冷系統(tǒng)標定溫度時，低溫液冷工質(zhì)通過進液口（6）流進液冷板（5），板式脈動熱管（3）中對應于進液口流道的理論冷凝段（a）與對應于出液口流道的理論蒸發(fā)段（b）形成溫度差，處在理論冷凝段（a）的氣態(tài)工質(zhì)受冷液化收縮，處在理論蒸發(fā)段（b）的工質(zhì)由于遠離進液口（6），雖然也受冷收縮，但其收縮速度比理論冷凝段的更慢，使理論蒸發(fā)段（b）的工質(zhì)與理論冷凝段（a）的工質(zhì)形成正壓力差，將對應出液口（7）的較高溫工質(zhì)推向?qū)谶M液口（6）的理論冷凝段（a），同時，對應進液口的較低溫工質(zhì)推向?qū)诔鲆嚎诘睦碚撜舭l(fā)段(b)，形成工質(zhì)的循環(huán)；較高溫工質(zhì)在經(jīng)過理論冷凝段(a)后受冷收縮，形成再一次循環(huán)，同時實現(xiàn)整體的熱交換，達到降低液冷板(5)出液口(7)的溫度的目的，增強液冷系統(tǒng)整體熱交換系數(shù)，并同時實現(xiàn)電池系統(tǒng)的降溫和均溫的兩個目的。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于平板式脈動熱管和液冷系統(tǒng)組合的電池熱管理系統(tǒng)溫控方法，其特征在于：應用于新能源汽車的動力電池。