锂电池均温散热系统的制作方法

本发明属于散热技术领域，具体涉及一种锂电池均温散热系统。

背景技术：

近年来，动力锂离子电池逐渐成为新能源汽车、家用储电柜等中的主流电源。众所周知，锂电池充放电过程中会伴随大量热量的产生，为了不影响电池组的整体性能，电池装置需要配备散热系统。新能源汽车的电池装置由多个电池包(park)串联或并联组成，每个电池组均由成千上万个电池单体串联或并联组成，电池密度越来越大，热流密度也越来越大，散热成了刻不容缓的问题。

目前，锂电池装置主要采用空气强制对流传热的方式进行散热，由于空气的导热系数低、热容小等缺陷，导致传热系数小，散热效率低，而且空气在电池装置内的流动不均匀将影响电池装置的温度一致性。业界也有采用循环水冷散热系统，比如，如图1所示tesla(特斯拉)使用的循环水冷散热系统，一套电池装置整体配备一套如图1所示的循环水冷散热系统，集成度高、造价高，整个散热系统里只要有一个环节出现问题，都必须拆装整套系统，造成后期维护非常不方便。

技术实现要素：

本发明提供一种锂电池均温散热系统，配套使用后，电池组的所有锂电池单体的温度均能够调整在15℃～45℃范围内，且电池组内所有锂电池单体的温差控制在6℃以内；整体小而轻薄，后期使用维护非常方便。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种锂电池均温散热系统，其特征在于：包括内部散热单元、外部散热单元和外部加热单元，所述内部散热单元环向包围锂电池设置，所述外部散热单元和外部加热单元均设置在所述内部散热单元的外侧；

所述内部散热单元包括均热板，所述均热板的板面上设有匹配于锂电池外表面结构的仿形腔，所述仿形腔的内壁上涂覆有导热界面膜层，所述锂电池设置在仿形腔内。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述内部散热单元具有阵列排布的多个所述均热板；每个所述均热板接触锂电池的板面上均涂覆有所述导热界面膜层；每个所述均热板上均设有一个或者依次间隔设置的多个仿形腔；所述锂电池设置在所述仿形腔内。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括每个所述均热板长度延伸方向的两端分别连接在第一侧板上，所述外部散热单元设置在第一侧板上。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括两所述第一侧板的两端分别通过第二侧板连接，所述第一侧板和第二侧板均与底板连接，所述外部加热单元设置在第二侧板或者底板上。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述均热板为多孔微通道均热板。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述均热板为热管式均热板。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述导热界面膜层为导热垫片、导热膏、导热胶、导热相变材料中的一种。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述外部散热单元为风冷散热单元、水冷散热单元中的一种或者两者的组合。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述外部加热单元为流体加热单元、电加热单元中的一种或者两者的组合。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括一个锂电池组的每个电池包均独立配置一套所述均温散热系统，一个锂电池包的多有电池单体均一对一的放置在所述仿形腔内。

本发明的有益效果是:本发明的一种锂电池均温散热系统，配套使用后，电池组所有锂电池单体的温度均能够调整在15℃～45℃范围内，处于锂电池最优的充放电温度；且电池组内所有锂电池单体的温差控制在6℃以内；整体小而轻薄，后期使用维护非常方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中循环水冷散热系统的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的结构示意图。

其中：2-内部散热单元，4-外部散热单元，6-外部加热单元，8-均热板，10-仿形腔，12-第一侧板，14-第二侧板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

实际使用过程中，大容量的电池电池装置(或者电池组)通常由一个电池包或者多个电池包串联或者并联组成，每个电池包均由一个电池单体或者多个电池单体串联或者并联组成。如图2所示，本实施例中公开了一种锂电池均温散热系统，使用过程中，一个电池组的每个电池包均独立配置一套如图2所示的均温散热系统，一个

如图2所示，本实施例中公开了一种锂电池均温散热系统，具有独立散热的一个或者多个散热组件，散热组件配置的数量根据电池组中电池包的数量而定，也就是一个电池包对应配置一个散热组件。

电池组的每个电池包均配置独立散热的散热组件，方便组装和后期维护，如果出现散热问题，只需要更换其中单个电池包的散热组件即可，制备成本低，使用更方便。

每个散热组件均包括内部散热单元2、外部散热单元4和外部加热单元6；上述内部散热单元2环向包围锂电池设置，上述外部散热单元和外部加热单元均设置在上述内部散热单元的外侧。内部散热单元2直接接触作为热源的锂电池单体，将锂电池单体充放电过程中释放的热量传导至设置在外围的外部散热单元4，外部散热单元4和内部散热单元2配合对每个锂电池单体进行散热降温。本实施例技术方案中，外部散热单元4优选采用风冷散热单元、水冷散热单元中的一种或者两者的组合；风冷散热单元可以配置为安装在内部散热单元2外侧的风扇、或者其它的风冷散热器；水冷散热单元可以配置为安装在内部散热单元2外侧的水循环管道，冷却水在水循环管道内流动将热量传递出去。

外部加热单元6对每个锂电池单体进行加热。本实施例技术方案中，上述外部加热单元6优选为流体加热单元、电加热单元中的一种或者两者的组合。新能源汽车中的电池装置，流体加热单元可以利用为汽车发动机或电机的余热。电加热单元可以配置为安装在内部散热单元2外侧的电加热膜。

在内部散热单元2、外部散热单元4和外部加热单元6的共同作用下，维持每个锂电池单体的充放电温度始终稳定在最佳应用温度范围(15℃～45℃)内。比如，锂电池单体的实际温度低于15℃时，启动外部加热单元6对锂电池单体进行加热，使之稳定在15℃～45℃内。超出最佳温度时，内部散热单元2和外部散热单元4配合对锂电池单体进行散热。

本实施例技术方案中，满足以上散热性能的内部散热单元2优选采用以下结构：

上述内部散热单元2包括均热板8，上述均热板8的板面上设有匹配于锂电池外表面结构的仿形腔10，上述仿形腔10的内壁上涂覆有导热界面膜层，上述锂电池设置在仿形腔10内。

进一步的，上述内部散热单元2具有阵列排布的多个上述均热板8；每个上述均热板8接触锂电池的板面上均涂覆有上述导热界面膜层；每个上述均热板8上均设有一个或者依次间隔设置的多个仿形腔10；一个电池包的所有锂电池单体分别一对一的放置在上述多个仿形腔10内。

每个锂电池单体均与均热板8直接接触，均热板8将每个锂电池单体充放电过程中释放的热量均匀、稳定的传递到外围。本实施例中的均热板8优选采用多孔微通道均热板、热管式均热板或者导热系数在500w/mk以上的导热材料；其中，多孔微通道均热板优选采用申请公布号为cn106604621a中公开的微通道铝均热板。

导热界面膜层的使用进一步提高热源与均热板8之间的热传递效率；本实施例技术方案中，导热界面膜层优选但不局限于导热垫片、导热膏、导热胶、导热相变材料中的一种。

在以上结构的内部散热单元2和外部散热单元4的共同散热作用下，能够确保一个电池包内所有锂电池单体的温度时刻温度在15℃～45℃内，且一个电池组内所有锂电池单体的温差控制在6℃以内。

具体的，如图2所示，每个上述均热板8长度延伸方向的两端分别连接在第一侧板12上，上述外部散热单元4设置在第一侧板12上。热源产生的热量从均热板8向外侧传导，设计外部散热单元4配置在均热板8长度延伸方向的两端，利于提高散热效果。

两上述第一侧板12的两端分别通过第二侧板14连接，上述第一侧板12和第二侧板14均与底板连接，上述外部加热单元6设置在第二侧板14或者底板上。设计外部加热单元6在第二侧板14或者底板上，能够增大外部加热单元6与内部散热单元的接触面积，利于提高热效。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。