一种动力电池散热和均热系统的制作方法

本发明涉及一种动力电池，更具体地说，它涉及一种动力电池散热和均热系统。

背景技术：

作为电动汽车的核心部件之一，动力电池性能的优劣直接影响到电动汽车的性能和安全性。动力电池包一般由多只单体电芯经过串并联组成，电池系统结构较为复杂。现在用于电动汽车的动力电池都属于化学电源，充放电过程中会放出一定的热量。这些热量如果积累在电池组内部不及时散出的话，会导致电池温度过高和温度分布不均。化学电源一般都有最佳工作温度范围，当其自身温度超过或者低于最佳工作温度范围后，电池的各项性能就会下降，尤其是循环寿命。另外，由于传热不及时，电池组内部的温度差异很大，电池组内部不同位置的电芯在不同的温度下工作，从而使电池组内部压差增大，缩短电池组的使用寿命，同时局部过热很可能引起电池组安全问题。在电池系统中常规的冷却方式有自然冷却、风冷和水冷。自然冷却和风冷虽然应用成本低，但冷却效果不佳，而且需要另外安装加热组件才能实现加热功能，不易实现功能一体化。水冷系统可以实现冷却和加热一体化，但是要将水循环系统安装在电池组中，不但结构复杂成本高，而且一旦发生泄漏会直接影响到电池组的安全性。因此目前行业内现在有的方法，均无法实现电池组内部良好的均温效果。

中国专利公告号cn201941577u，公开了一种电动客车电池组冷却装置，是一个长方形的框架，框架四周设有风道管，风道管上设有数个风孔，风孔对准电池组中间的缝隙，每组电池中间隔缝隙中设有冷却管，电池组是由多块电池组成，各组冷却管相互连通，在冷却管上设有冷却液进口与冷却液出口，调速风机与风道管相通，冷气管与风道管相通，在电池组的上面设有温度传感器，在电池组的下面设有减振装置，减振装置由上支撑架与下支撑架作支撑，上下支撑架距离的空间设有数根弹簧，在下支撑架下面设有一层隔热层，构成了一种电动客车电池组自动控制冷却装置。该装置由计算机控制风冷和水冷两种散热技术相结合，设计了减振装置及隔热层，使电动客车电池组的使用寿命得到延长，预防事故的发生，保护了乘客的安全性。但是要将水循环系统安装在电池组中，结构复杂成本高，一旦发生泄漏会直接影响到电池组的安全性，无法实现电池组内部良好的均温效果。

技术实现要素：

本发明克服了电动汽车动力电池散热结构复杂，散热和均热效果不佳，影响动力电池使用性能和寿命的不足，提供了一种动力电池散热和均热系统，它结构简单，散热和均热效果好，工作过程不存在安全隐患，确保了动力电池的使用性能和寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种动力电池散热和均热系统，包括基座、安装在基座上的若干电池模块，电池模块包括若干竖向布置的电芯单元，电芯单元包括电芯、支架、超导热传热组件，超导热传热组件安装在支架上且前后两侧均设有伸出支架的传热部，电芯安装在支架上且右侧表面贴合在超导热传热组件上，电芯左侧表面贴合在左侧相邻的电芯单元的超导热传热组件上，电池模块前后两侧均安装有超导热传热体，超导热传热组件前后两侧的传热部分别贴合在电池模块前后两侧的超导热传热体上，超导热传热体一端弯折呈l结构，基座上靠近超导热传热体l形的一端连接有超导热汇热排，超导热传热体l形的一端均与超导热汇热排连接，基座上与超导热汇热排连接有换热源。

动力电池工作过程中电芯的热量和外部的热量通过超导热传热组件、超导热传热体进行迅速的导出和导入。当电芯温度过高需要散热时，换热源对超导热汇热排进行冷却，电芯的热量依次经过超导热传热组件、传热部、超导热传热体、超导热汇热排，在进行空冷的同时通过换热源进行冷却散热，散热效果好。而且超导热汇热排将所有超导热传热体连接成一个整体的热传导体，所有电芯均与这个热传导体贴合连接，因此电芯之间均热效果好，温差小，温差可控制在1摄氏度以内。当电芯温度过低时，换热源对超导热汇热排进行加热，将热量通过超导热传热体、传热部、超导热传热组件传送到电芯上，使电芯处于最佳的工作状态。超导热传热组件、超导热传热体、超导热汇热排导热系数高，热量传递速度快，有利于电芯的散热和均热。这种动力电池散热和均热系统结构简单，散热和均热效果好，工作过程不存在安全隐患，确保了动力电池的使用性能和寿命。

作为优选，超导热传热组件呈片状结构，超导热传热组件上设有和电芯适配的冲槽，冲槽外底面朝向支架侧凸出，冲槽外底面与电芯表面贴合，冲槽内底面与相邻电芯单元的电芯表面贴合。冲槽使电芯与超导热传热组件的贴合更加紧密可靠，有利于热量的传递。

作为优选，支架呈框状结构，电芯连接在支架内，超导热传热组件下边缘设有定位翻边，传热部与超导热传热组件之间以及定位翻边与超导热传热组件之间均设有连接凸台，支架上和连接凸台对应设有连接凹槽，连接凸台适配插装在连接凹槽中。超导热传热组件与支架连接方便可靠。

作为优选，超导热传热体包括若干根堆叠在一起的传热杆。这种结构构成的超导热传热体安装灵活方便，而且散热面积大，有利于散热。

作为优选，传热杆呈中空管状结构。中空管状结构的传热杆散热效果好。

另一种方案，超导热传热体呈竖向设置的长条形板状结构，超导热传热体内沿着长度方向设有若干平行设置的散热孔，散热孔贯穿超导热传热体的两端。长条形板状结构的超导热传热体安装便捷，传热效果好。

作为优选，换热源包括换热板，换热板和超导热汇热排之间连接导热杆，换热板上安装有蛇形的换热风管和蛇形的电热丝，超导热汇热排上安装有温度检测器。通过温度检测器检测超导热汇热排的温度，从而间接得到电芯的温度，当检测到的温度过高时对电芯进行散热，当检测到的温度过低时对电芯进行加热。当需要对超导热汇热排进行冷却时将汽车空调的出风口连接到换热风管上，空调吹出的冷风对换热板进行冷却，通过导热杆进行传热，对超导热汇热排进行冷却。当需要对超导热汇热排进行加热时，电热丝通电工作，换热板温度升高，通过导热杆进行传热，对超导热汇热排进行加热。

作为优选，超导热传热体和超导热传热组件之间导热粘合剂连接，超导热传热体和超导热汇热排之间导热粘合剂连接。导热粘合剂不仅实现了两者的连接，而且有利于热量的传递。

作为优选，超导热传热组件、超导热传热体、超导热汇热排均由超导热金属加工而成，超导热金属为铜、铜合金、铝、铝合金、镁、镁合金或不锈钢中的一种，超导热金属中添加可传热有机复合物或可传热无机复合物中的一种。可传热有机复合物为金属有机聚合物或碳链聚合物中的一种，可传热无机复合物石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或硅材料中的一种。这种超导热传热组件、超导热传热体、超导热汇热排导热系数大，导热效果好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）动力电池散热和均热系统结构简单，散热和均热效果好，工作过程不存在安全隐患，确保了动力电池的使用性能和寿命；（2）不仅能够实现电芯的散热，而且能实现对电芯的加热，确保电芯的工作温度在最佳范围内，从而提高电芯的使用性能和寿命。

附图说明

图1是本发明的基座的结构示意图；

图2是本发明的电池模块的结构示意图；

图3是本发明的电芯单元的爆炸图；

图中：1、基座，2、电池模块，3、电芯单元，4、电芯，5、支架，6、超导热传热组件，7、传热部，8、超导热传热体，9、超导热汇热排，10、换热源，11、冲槽，12、定位翻边，13、连接凸台，14、连接凹槽，15、导热杆。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1：一种动力电池散热和均热系统（参见附图1至3），包括基座1、安装在基座上的若干电池模块2，电池模块包括若干竖向布置的电芯单元3，电芯单元包括电芯4、支架5、超导热传热组件6，超导热传热组件安装在支架上且前后两侧均设有伸出支架的传热部7，电芯安装在支架上且右侧表面贴合在超导热传热组件上，电芯左侧表面贴合在左侧相邻的电芯单元的超导热传热组件上，电池模块前后两侧均安装有超导热传热体8，超导热传热组件前后两侧的传热部分别贴合在电池模块前后两侧的超导热传热体上，超导热传热体一端弯折呈l结构，基座上靠近超导热传热体l形的一端连接有超导热汇热排9，超导热传热体l形的一端均与超导热汇热排连接，基座上与超导热汇热排连接有换热源10。超导热传热组件呈片状结构，超导热传热组件上设有和电芯适配的冲槽11，冲槽外底面朝向支架侧凸出，冲槽外底面与电芯表面贴合，冲槽内底面与相邻电芯单元的电芯表面贴合。支架呈框状结构，电芯连接在支架内，超导热传热组件下边缘设有定位翻边12，传热部与超导热传热组件之间以及定位翻边与超导热传热组件之间均设有连接凸台13，支架上和连接凸台对应设有连接凹槽14，连接凸台适配插装在连接凹槽中。超导热传热体包括若干根堆叠在一起的传热杆。传热杆呈中空管状结构。换热源包括换热板，换热板和超导热汇热排之间连接导热杆15，换热板上安装有蛇形的换热风管和蛇形的电热丝，超导热汇热排上安装有温度检测器。超导热传热体和超导热传热组件之间导热粘合剂连接，超导热传热体和超导热汇热排之间导热粘合剂连接。超导热传热组件、超导热传热体、超导热汇热排均由超导热金属加工而成，超导热金属为铜、铜合金、铝、铝合金、镁、镁合金或不锈钢中的一种，超导热金属中添加可传热有机复合物或可传热无机复合物中的一种。可传热有机复合物为金属有机聚合物或碳链聚合物中的一种，可传热无机复合物石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或硅材料中的一种。

动力电池工作过程中电芯的热量和外部的热量通过超导热传热组件、超导热传热体进行迅速的导出和导入。当电芯温度过高需要散热时，换热源对超导热汇热排进行冷却，电芯的热量依次经过超导热传热组件、传热部、超导热传热体、超导热汇热排，在进行空冷的同时通过换热源进行冷却散热，散热效果好。而且超导热汇热排将所有超导热传热体连接成一个整体的热传导体，所有电芯均与这个热传导体贴合连接，因此电芯之间均热效果好，温差小，温差可控制在1摄氏度以内。当电芯温度过低时，换热源对超导热汇热排进行加热，将热量通过超导热传热体、传热部、超导热传热组件传送到电芯上，使电芯处于最佳的工作状态。超导热传热组件、超导热传热体、超导热汇热排导热系数高，热量传递速度快，有利于电芯的散热和均热。

实施例2：一种动力电池散热和均热系统，其结构与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中超导热传热体呈竖向设置的长条形板状结构，超导热传热体内沿着长度方向设有若干平行设置的散热孔，散热孔贯穿超导热传热体的两端。其它结构与实施例1相同。

以上所述的实施例只是本发明的两种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。