一种基于相变传热的三面式水冷电池的制作方法

1.本实用新型属于电池散热技术领域，具体涉及一种基于相变传热的三面式水冷电池。


背景技术：

2.随着新能源汽车对燃油汽车的不断替代，锂电池的发展也开始成为汽车行业的发展重心，越来越高的能量密度，以及日益增长的充电速度需求，都在将锂电池的发展推向了时代的风口浪尖，更为严峻的是，电池在极端条件下的安全性，尤其是化学失控后导致的热失控，已经成为阻碍电池发展最为严峻的挑战。
3.为了实现更好的散热，人们在电池底部设置了直板式水冷板。然而，直板式水冷板只能与动力电池底面接触来进行热交换，难以有效降低巨大发热量下的电池温度。为此，发明人构思了使用铝材料加工而成的三面式散热水冷板，其中侧面高度约等于动力电池高度的三分之一，能够同时与电池的底面和两个侧面接触，获得更大的散热面积，提高了电池的散热效率。
4.三面式水冷结构提供了更好的挤压强度，然而，其存在以下技术问题：
5.电池的上半部分没有与三面式散热水冷板接触，其热量传递路径需要先向下通过与三面式散热水冷板接触的部分，然后再传递到水冷板，通过水冷板的液冷进行耗散，电池本体热量向下传递时容易加重电池内部热量负担，而且散热路径热阻较大，传热效率仍然有待提升，电池表面温度不够均匀，无法满足动力电池大热量的散热要求。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种基于相变传热的三面式水冷电池，电池散热路径热阻较小，传热效率高，电池表面温度比较均匀，能够满足动力电池大热量的散热要求。
7.本实用新型目的通过以下技术方案实现：
8.一种基于相变传热的三面式水冷电池，包括电池本体和三面式水冷板，电池本体安装于三面式水冷板内，电池本体侧面与三面式水冷板侧面对应，电池本体侧面设有相变器件，相变器件两侧面分别抵接于电池本体和三面式水冷板的侧面，相变器件底端抵接于三面式水冷板底端上表面。
9.进一步，相变器件为平板式。
10.进一步，相变器件为l型，l型相变器件覆盖电池本体一侧面和底面。
11.进一步，相变器件为u型，u型相变器件覆盖电池本体两侧面和底面。
12.进一步，相变器件与电池本体的接触面填充有导热硅脂。
13.进一步，三面式水冷板侧面高度为电池本体高度的20％-100％。
14.进一步，相变器件下端低于三面式水冷板侧面顶端，相变器件上端与电池本体上端齐平。
15.进一步，相变器件采用铜基、铝基、柔性高分子或不锈钢制备。
16.进一步，三面式水冷板内部设有支撑柱。
17.进一步，支撑柱宽度小于电池本体宽度。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.相较于传统的三面式水冷板散热，本实施例在电池本体侧面设置高导热性的相变器件，相变器件覆盖了电池本体侧面，既增大了换热面积，电池表面温度更加均匀，同时丰富了电池本体的热量传递路线，而且由于相变器件具有更高的导热性能，电池本体的工作热量将更多经过相变器件传递，大大减少了向下传递时经过电池本体内部而造成电池内部热量负担较重的情形，通过相变器件进行热量传递，传热效率更高，能满足动力电池大热量的散热要求。
附图说明
20.图1为一种基于相变传热的三面式水冷电池的立体结构示意图。
21.图2为基于平板式相变器件传热的三面式水冷电池的平面结构示意图。
22.图3为基于l型相变器件传热的三面式水冷电池的平面结构示意图。
23.图4为基于u型相变器件传热的三面式水冷电池的平面结构示意图。
24.图中：
25.1-电池本体，2-三面式水冷板，3-相变器件。
具体实施方式
26.下面对本实用新型作进一步详细的描述。
27.实施例1
28.一种基于相变传热的三面式水冷电池，包括电池本体1和三面式水冷板2，电池本体1安装于三面式水冷板2内，电池本体1侧面与三面式水冷板2侧面对应，电池本体1侧面设有相变器件3，相变器件3两侧面分别抵接于电池本体1和三面式水冷板2的侧面，相变器件3底端抵接于三面式水冷板2底端上表面。
29.具体地，三面式水冷板2包括底部和竖直设置在底部上的多个平行突起。相邻的突起之间形成与电池本体1相匹配的沟槽。电池本体1安装在沟槽内，电池本体1两侧面与沟槽内侧壁相贴合。三面式水冷板2底部内设有支撑柱，用于加强三面式水冷板2的强度。冷却工质在三面式水冷板2底部和突起内流动，带走电池本体1的工作热量。
30.电池本体1工作时产生的热量一部分从电池本体1底部向下传递到三面式水冷板2底端上表面，通过三面式水冷板2进行热量耗散；另一部分从电池本体1侧面传递到相变器件3，再由相变器件3传递到三面水冷板侧面，通过三面式水冷板2进行热量耗散；还有一部分从电池本体1侧面传递到相变器件3后，利用相变器件3的高导热性快速传递到相变器件3底部，再由相变器件3底部直接传递到三面式水冷板2底端上表面。
31.相较于传统的三面式水冷板2散热，本实施例在电池本体1侧面设置高导热性的相变器件3，相变器件3覆盖了电池本体1侧面，既增大了换热面积，电池表面温度更加均匀，同时丰富了电池本体1的热量传递路线，而且由于相变器件3具有更高的导热性能，电池本体1的工作热量将更多经过相变器件3传递，大大减少了向下传递时经过电池本体1内部而造成
电池内部热量负担较重的情形，通过相变器件3进行热量传递，传热效率更高，能满足动力电池大热量的散热要求。
32.如图1、图2所示，利用三面式水冷板2将多个电池本体1相隔开，并在电池本体1与三面式水冷板2接触的侧面，加入一片平板式相变器件3，该相变器件3与电池本体1侧面尺寸一致，且齐边贴在电池本体1两侧，再将贴有相变器件3的电池本体1插入三面式水冷板2的沟槽中，接触面填充导热硅脂，两侧采用过盈配合，底部则依靠电池本体1自身重力与水冷板沟槽底部紧密贴合。
33.三面式水冷板2采用直通式水冷板结构，且在电池本体1下方设立支撑柱，支撑宽度为电池宽度的一半。三面式水冷板2高度为电池高度的30％，相变器件3在高度方向上尺寸与电池本体1高度尺寸一致，相变器件3上下端与电池本体1上下端分别齐平。
34.相变器件3可采用铜基制备，三面式水冷板2采用铝制。
35.实施例2
36.如图3所示，本实施例与实施例1的主要区别在于，本实施例采用相变传热器件为铝基，且在电池本体1底部沿着电池本体1边缘弯折成l型，使电池本体1底部与侧面实现相变传热一体化。
37.实施例3
38.如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例采用的相变传热器件为高分子柔性均热板，并将柔性均热板沿着电池本体1弯折成u型，使电池两侧面与电池本体1底部实现一体化散热。
39.本实用新型的主要优点如下：
40.1.利用三面式水冷板2与相变传热器件结合，大幅度提高电池本体1散热面积，实现电池本体1散热增强与温度均匀，保障电池安全。
41.2.采用高度合适的三面式水冷板2，可以提高水冷板的挤压强度，代替硅胶框将电池本体1分隔开，避免电池本体1之间的过度挤压乃至碰撞。
42.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。