一种用于圆电池的相变散热装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于圆电池的相变散热装置，涉及新能源汽车动力电池【技术领域】。所述相变散热装置包括：用于对多只圆电池进行散热的多个相变式多腔导热管组件，其每只圆电池与相变式多腔导热管组件间隔排列；与每个所述相变式多腔导热管组件的冷却段固定连接的冷却装置；其中，每个所述相变式多腔导热管组件由多个平行的相变式多腔导热管构成。本实用新型能够通过使用一种相变式多腔导热管，使电池温度均匀，同时将热量导出到电池外，简化散热装置结构，提高电池箱的可靠性。此外，空心的相变式多腔导热管还可以达到减轻重量，缓冲撞击的作用。
【专利说明】—种用于圆电池的相变散热装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及新能源汽车动力电池【技术领域】，特别涉及一种新能源汽车圆形动力电池的相变散热或控温装置。
【背景技术】
[0002]目前，常用的新能源汽车动力电池散热一般都是风冷或者水冷，电池与电池之间夹着一层铝板，热量通过铝板传导到散热片上，再被风或者水带走。或者，电池之间留有一定间隙，靠风扇吹风直接冷却电池。这两种方式冷却效率低，电池的温度均匀性差。靠铝板导热方式，铝的导热系数在200W/m*K左右，热传递效率低，热量不能及时传导出来，并且材料使用量多，散热系统整体比较笨重。如果采用风扇直接冷却电池，间隙较窄，风阻大，冷却效果不好，汽车体积有限不能太宽。如何快速把电池包的热量传递到散热器，既能节省空间，有能减轻重量，是该领域技术人员应该着手解决的问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于圆电池的相变散热装置，能够解决目前圆电池散热系统散热效率低，以及占用空间大、重量大、温度不均匀的问题。
[0004]本实用新型提供了一种用于圆电池的相变散热装置，包括:
[0005]用于对多只圆电池进行散热的多个相变式多腔导热管组件，其每只圆电池与相变式多腔导热管组件间隔排列；
[0006]与每个所述相变式多腔导热管组件的冷却段固定连接的冷却装置；
[0007]其中，每个所述相变式多腔导热管组件由多个平行的相变式多腔导热管I构成，每个所述相变式多腔导热管I的冷却段连接所述冷却装置，每个所述相变式多腔导热管I的受热段贴合在圆电池的外表面。
[0008]优选地，所述冷却装置是由泵驱动的液冷板，其内的冷却液是水，或者是醇类，或者是油，或者由其组成的混合物。
[0009]优选地，所述冷却装置包括多个散热翅片2和一个带有进风口和出风口，且单侧敞口的通风盒3，所述通风盒3内安装多个散热翅片2。
[0010]优选地，所述通风盒3的敞口侧与用于容纳多只圆电池的电池箱的顶部固定相连。
[0011]优选地，所述多个散热翅片2与每个所述相变式多腔导热管组件的冷却段相交。
[0012]优选地，每个所述相变式多腔导热管组件依次贯穿所述电池箱的顶部和所述通风盒3中的多个散热翅片2，并利用过盈配合与所述电池箱的顶部固定相连，以及利用导热胶或过盈配合与所述通风盒3中的多个散热翅片2固定连接。
[0013]优选地，所述相变式多腔导热管I的受热段呈波浪形，且波浪突起部分的内表面与圆电池的外表面贴合。
[0014]优选地，多个所述相变式多腔导热管组件之间具有用于安装所述每列圆电池的间隔。
[0015]与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于:能够通过提供一种相变式多腔导热管，使圆电池温度均匀，同时将热量导出到电池箱外，简化散热装置结构，提高电池散热装置的可靠性。此外，空心的相变式多腔导热管还可以达到减轻重量，缓冲撞击的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例提供的电池箱的立体爆炸视图；
[0017]图2是本实用新型实施例提供的相变散热装置的液冷示意图；
[0018]图3是本实用新型实施例提供的电池箱的加热装置示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]本实用新型通过采用相变式多腔导热管(即，具有一个或以上密闭腔室，通过腔室内工质相变传热的片状均热元件)，紧贴于圆电池表面，圆电池发热时，相变式多腔导热管内部的工质能够迅速汽化带走热量，再辅以风冷或液冷，冷却相变式多腔导热管的另一端。
[0021]相变式多腔导热管采用相变传热原理，依靠液体的相变过程在相变式多腔导热管的密闭腔体内高效地传递热量，使得传热性能提高10-20倍。同时，相变式多腔导热管作为圆电池的导热器件，具有温度均匀、重量轻、导热好、可靠性高的优点。再辅以加热及风冷或液冷，便可大大提高圆电池的温度均匀性，并能把电池的温度控制在合适的范围内。其中，相变式多腔导热管的冷却段可以有多种冷却方式，包括:自然风冷、强制风冷、液冷冷却或充有冷却液体的液冷板冷却。
[0022]图1是本实用新型实施例提供的电池箱的立体爆炸视图，如图1所示，整个电池箱由电池箱盖11、多只圆电池和相变散热装置组成。其中，多只圆电池安置在相变散热装置的多个相变式多腔导热管组件之间的间隔里，形成间隔排列。相变散热装置除了可以利用风扇冷却散热翅片2上的热量这种方式外，还可以依靠由泵驱动的液冷板。其内的冷却液是水，醇类，或者是油，或者以上物质的混合物，利用其内充有的液体冷却相变式多腔导热管组件I的冷却段。其中，散热翅片2对应相变式多腔导热管I的安装位置上设置有相变式多腔导热管I用来贯穿散热翅片2的孔。此外，相变式多腔导热管组件与散热翅片2也可以是固定一体的。
[0023]相变散热装置包括多个相变式多腔导热管组件和对多个相变式多腔导热管组件进行冷却的冷却装置。每只圆电池与相变式多腔导热管组件间隔排列，每个相变式多腔导热管组件依次贯穿电池箱盖11顶部和通风盒3中的多个散热翅片2，并利用过盈配合与电池箱11顶部固定相连，以及利用导热胶或过盈配合与通风盒3中的多个散热翅片2固定粘接。每个相变式多腔导热管组件由一个或多个平行的相变式多腔导热管I构成，每个相变式多腔导热管I的受热段呈波浪形，且波浪突起部分的内表面与圆电池的外表面贴合，每个相变式多腔导热管I的冷却段与多个散热翅片2相交。冷却装置是一个带有进风口和出风口，且单侧敞口的通风盒3，其内安装多个散热翅片2。在相变散热装置进行工作时，利用风扇冷却散热翅片2上的热量，还可以依靠由泵驱动的液冷板，其内的冷却液是水，醇类，或者是油，或者以上物质的混合物，利用其内充有的液体冷却相变式多腔导热管I的冷却段。
[0024]为了加强相变式多腔导热管I的导热能力，每个相变式多腔导热管I的冷却段与多个散热翅片2垂直相交的连接方式能够充分利用重力，使相变式多腔导热管组件内的工作液在重力作用下流回底部，当圆电池产生热量，温度升高，工作液被加热后，有利于汽化生成的蒸汽直接扩散到冷却段(即，低温区)，同时使液体在重力的辅助作用下更好地回流到受热段，实现热量的传递与均温。
[0025]相变式多腔导热管组件紧贴在圆电池外表面，相变式多腔导热管利用相变原理，其至少含有一个高效导热的中空密闭空腔，其内充有工作液体，使得相变式多腔导热管的任一位置受热时，液体在该位置蒸发变成气体，同时吸收热量，气体在较冷的位置冷凝为液体同时放出热量。冷凝后的液体在重力或毛细力的作用下流回蒸发位置并再次蒸发形成循环。从而实现圆电池表面热量经由相变式多腔导热管加速传递给多个散热翅片2。而每个相变式多腔导热管I的受热段均与其冷却段呈90°的夹角，且其冷却段与多个散热翅片2相交，以便相变式多腔导热管I通过多个散热翅片2将收集到的热量传递到外部空气中。通风盒3带有进风口和出风口，进风口和出风口分别设置在通风盒3的两端。通风盒3的敞口侧与用于容纳多只圆电池的电池箱11顶部固定相连。当圆电池产生热量后，温度升高，相变式多腔导热管组件内的工作液被加热汽化，汽化产生蒸汽扩散到冷却段，蒸汽冷凝释放热量，热量传递到多个散热翅片2上，利用风扇使一定流量的冷风通过通风盒3的进风口流向出风口，将热量传递到外部的空气中，从而达到冷却电池的作用。
[0026]图2是本实用新型实施例提供的相变散热装置的液冷示意图，如图2所示，为用于液冷的相变散热装置，包括相变式多腔导热管组件和由泵驱动的空腔液冷板4，其内的冷却液是水，醇类，或者是油，或者以上物质的混合物。其中，每个相变式多腔导热管组件依次贯穿电池箱盖11顶部和空腔液冷板4，并利用过盈配合与电池箱盖11顶部固定相连，以及利用导热胶与空腔液冷板4固定连接。
[0027]图3是本实用新型实施例提供的相变散热装置的加热装置示意图，如图3所示，某些寒冷地区过低的温度会使电池容量减小，因此，使用的电池箱还需要加热装置，以把电池温度控制在合适的范围内。即，在相变式多腔导热管的最低位置增加布置一个加热装置，力口热装置可以是加热板5。相变式多腔导热管组件的受热段利用过盈配合与加热板5固定连接，加热板5靠近相变式多腔导热管组件的受热段的一侧设置有对应于相变式多腔导热管组件的受热段的凹槽(图中未示出)。相变散热装置的加热装置利用相变式多腔导热管优异的导热能力将热量传递到电池上，实现对电池的均匀加热，使得电池温度均匀并保持在一定的范围，达到控温的效果。
[0028]综上所述，本实用新型具有以下技术效果:能够通过提供一种相变式多腔导热管，利用其在热量传导过程中热阻值相比普通铝质散热器低的特性，节省材料，减轻重量，通过相变式多腔导热管的均温特性，可防止圆电池局部温度过高，并可以迅速加热或冷却圆电池，使电池保持最佳的充放电性能。此外，相变式多腔导热管的多腔结构还可以缓解冲击，提高电池的安全性。
[0029]尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本【技术领域】技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于圆电池的相变散热装置，其特征在于，包括: 用于对多只圆电池进行散热的多个相变式多腔导热管组件，每列圆电池与相变式多腔导热管组件间隔排列； 与每个所述相变式多腔导热管组件的冷却段固定连接的冷却装置； 其中，每个所述相变式多腔导热管组件由多个平行的相变式多腔导热管(I)构成，每个所述相变式多腔导热管(I)的冷却段连接所述冷却装置，每个所述相变式多腔导热管(I)的受热段贴合在圆电池的外表面。
2.根据权利要求1所述的相变散热装置，其特征在于，所述冷却装置是由泵驱动的液冷板，其内的冷却液是水，或者是醇类，或者是油，或者由其组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的相变散热装置，其特征在于，所述冷却装置包括多个散热翅片(2)和一个带有进风口和出风口，且单侧敞口的通风盒(3)，所述通风盒(3)内安装多个散热翅片⑵。
4.根据权利要求3所述的相变散热装置，其特征在于，所述通风盒(3)的敞口侧与用于容纳多只圆电池的电池箱的顶部固定相连。
5.根据权利要求3所述的相变散热装置，其特征在于，所述多个散热翅片(2)与每个所述相变式多腔导热管组件的冷却段相交。
6.根据权利要求5所述的相变散热装置，其特征在于，每个所述相变式多腔导热管组件依次贯穿所述电池箱的顶部和所述通风盒(3)中的多个散热翅片(2)，并利用过盈配合与所述电池箱的顶部固定相连，以及利用导热胶或过盈配合与所述通风盒(3)中的多个散热翅片(2)固定连接。
7.根据权利要求1-6任一所述的相变散热装置，其特征在于，所述相变式多腔导热管(I)的受热段呈波浪形，且波浪突起部分的内表面与圆电池的外表面贴合。
8.根据权利要求1-6任一所述的相变散热装置，多个所述相变式多腔导热管组件之间具有用于安装所述每列圆电池的间隔。
【文档编号】H01M10/643GK204011608SQ201420429372
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】刘晓东, 支国鹏, 石俊 申请人:国研高能（北京）稳态传热传质技术研究院有限公司