长方体电池组的热管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热管理技术领域，特别是一种将微热管阵列板用于长方体电池组的热管理系统和方法。
【背景技术】
[0002]以车载电池(蓄电池/锂电池)为动力的电动汽车作为汽车工业的未来，以其低污染、节约能源、热效率高等优势得到了重视和发展。电动汽车采用电能取代石油等常规化石燃料作为动力，具有明显的环保优势，是适合解决未来交通运输工具领域的长远方案。车载电池作为电动汽车动力的关键技术，在大电流充放电过程中，车载电池内部会积聚大量的热，若热量不及时排除则电池温度急剧升高，特别是大容量电池组，通常放热量更高且由于满足能量密度的需要更易积累热量，从而导致热失控，进一步带来电池释放气体、冒烟、漏液的后果，甚至可能会引起电池发生燃烧，反之车载电池处于低温环境中时，可能会缩短寿命、减弱充放电能力，其工作温度范围一般需要保持在0?45°C，因此其热管理问题等成为制约电动汽车发展的重要因素。现有的热管理系统通常采用各个电池单体的直接风冷，或者电池包壳体的液冷等结构，不仅效率不高，均温性不好，且系统结构过于庞大、复杂及高成本，另外，传统加热系统一般采用电热板或电加热膜直接加热或者对电池包壳体间接加热，不仅无法与散热系统统一，加热效率低、时间长，且有较大安全风险。因此传统电池及其电池包的散热与加热系统实际应用受到很大限制且实用效果较差。由于防水、防尘、防结露等一系列问题，电池组箱体需全封闭，因此需要一种紧凑而有效的散热方式；此外，现有的车载电池热管理系统无法在不增加体积和成本的限制下，实现在寒冷地区或寒冷天气下对车载电池的预加热功能。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有的车载电池热管理系统存在的散热效果差、电池均温性差、防热失控能力弱、高温散热与低温加热系统互相独立(即双系统)、系统体积结构较大且成本高以及电池箱防护等级低等问题，提供一种新型长方体电池组的热管理系统，通过微热管阵列板及高效换热元件与长方体电池快速高效换热，保证了长方体电池的高效散热、电池温度均匀以及同时实现高效的低温加热功能，同时该热管理系统体积紧凑、重量轻、成本低，电池组箱体可以实现高等级防护。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]—种用于长方体电池组的热管理系统，其特征在于，包括微热管阵列板、换热元件和热源，所述微热管阵列板为金属材料经挤压成型的其内具有两个以上并排排列的微热管阵列的板状结构，所述微热管阵列中各微热管的等效直径为0.2mm-2.5mm，
[0006]在为长方体电池组散热时，所述微热管阵列板的蒸发段与长方体电池组的电池板面相贴合，所述微热管阵列板的冷凝段伸出至所述长方体电池组的侧面外部，所述换热元件设置在所述微热管阵列板的冷凝段上，所述微热管阵列板的蒸发段吸收长方体电池组热能后发生热管效应再由微热管阵列板的冷凝段通过换热元件与外界换热；
[0007]在为长方体电池组预热时，所述热源设置在微热管阵列板的蒸发段，所述微热管阵列板的冷凝段与长方体电池组的电池板面相贴合，所述微热管阵列板的蒸发段吸收热源的热能后发生热管效应再由微热管阵列板的冷凝段放热至长方体电池组。
[0008]在为长方体电池组散热时与长方体电池组的电池板面相贴合的微热管阵列板的蒸发段即为在为长方体电池组预热时与长方体电池组的电池板面相贴合的微热管阵列板的冷凝段且为微热管阵列板的中间段，所述微热管阵列板的两端均伸出至所述长方体电池组的侧面外部，所述微热管阵列板的一端设置热源，另一端设置换热元件。
[0009]所述热源为电加热元件或加热的流体介质管路，所述电加热元件为电阻丝或者电加热膜，所述电阻丝或者电加热膜设置在微热管阵列板的一端；
[0010]和/或，所述换热元件为热沉或换热器；
[0011]和/或，所述微热管阵列板中的各微热管的内壁中设置有毛细结构。
[0012]所述微热管阵列板外侧沿平行于微热管阵列的管长方向设有一个或多个开槽，所述开槽与微热管阵列相互独立，所述热源为电阻丝，所述电阻丝设置于开槽内。
[0013]还包括热输运通道，所述热输运通道与微热管阵列板设置有换热元件的一端相通，所述换热元件沿热输运通道方向设置；在为长方体电池组散热时，所述微热管阵列板的蒸发段吸收长方体电池组热能后发生热管效应再由微热管阵列板的冷凝段通过换热元件换热并由热输运通道排出。
[0014]所述热输运通道为通风道，在为长方体电池组散热时，所述通风道内输送冷风；在为长方体电池组预热时，所述通风道内输送热风。
[0015]在为长方体电池组散热时所述微热管阵列板的蒸发段两侧面分别直接或间接贴合在相邻两个长方体电池的电池板面上；所述微热管阵列板向上倾斜设置，所述微热管阵列板设置有换热元件的一端的高度高于微热管阵列板与长方体电池组的电池板面相贴合的部分的高度。
[0016]所述微热管阵列板的厚度为1.2mm-3.0mm，所述微热管阵列板与长方体电池组之间填充有导热介质，所述微热管阵列板与换热元件之间填充有导热介质；
[0017]和/或，在所述各微热管的内壁中设置有毛细结构时，所述毛细结构为在各微热管的内壁中设置的具备强化传热作用的微翅或沿微热管长度方向走向的内凹微槽，所述微翅的大小和结构适合于与微热管内壁形成沿微热管长度方向走向的毛细微槽。
[0018]本实用新型的技术效果如下:
[0019]本实用新型涉及一种可以用于电动车载长方体电池组的热管理系统，实现对长方体电池组的散热和预热的热管理调节，包括相互配合工作的微热管阵列板、换热元件和热源。该管理系统采用新型的微热管阵列板设置在长方体电池组各个长方体电池的电池板面上进行换热，微热管阵列板为金属材料经挤压成型的其内具有两个以上并排排列的微热管阵列的板状结构，所述微热管阵列中各微热管的等效直径为0.2mm-2.5mm，特定结构的微热管阵列板是针对电动车载长方体电池组的电池组箱体的密闭空间的独特设计，该结构的微热管阵列板能够与长方体电池组最大面积的接触以进行换热，具有传热效率高、结构紧凑、重量轻、无噪声、无传动部件的优点，微热管阵列板可以水平、垂直或以任意方式设置于长方体电池的电池板面上，不限于上述设置方式，该不限定的设置方式可以根据实际应用情况进行选择，并且可以根据实际应用情况采用多个微热管阵列板的不同排列个数及排列方式，以适应具体的散热量(目标温度)以及通风空间的需求。在为长方体电池组散热时，微热管阵列板的蒸发段与长方体电池组的电池板面相贴合，微热管阵列板的冷凝段伸出至所述长方体电池组的侧面外部，换热元件设置在所述微热管阵列板的冷凝段上，微热管阵列板的蒸发段能够大量吸收长方体电池组热能，在具有微热管阵列的各微热管中发生热管效应，再由微热管阵列板的冷凝段冷凝放热，由于冷凝段设置换热元件故冷凝段释放的热量通过换热元件如热沉或换热器与外界换热，克服了现有技术的车载电池组需要直接与流体介质(水或者空气)换热带来的一系列问题，有效提高了散热效率、效果以及安全封装，结合微热管阵列板的冷凝段上设置的换热元件以强化散热，进一步优化热管理系统。在为长方体电池组预热时，热源如电加热元件设置在微热管阵列板的蒸发段，微热管阵列板的冷凝段与长方体电池组的电池板面相贴合，微热管阵列板的蒸发段吸收电加热元件的热能后在微热管阵列板内部发生热管效应再由微热管阵列板的冷凝段放热，由于微热管阵列板的冷凝段与长方体电池组的电池板面最大面积的接触，故能实现大面积换热，微热管阵列板冷凝释放的热量快速高效传至长方体电池