一种车用动力电池内插扁平微热管散热装置及其散热方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动汽车动力电池散热领域，尤其涉及一种车用动力电池内插扁平微热管散热装置及其散热方法。
【背景技术】
[0002]动力电池作为储能装置元件，是电动汽车最为关键的核心部件，其性能和使用寿命直接决定了电动汽车的性能。在众多现行研宄开发的动力电池中，锂离子电池以其高比能量、大输出功率、低自放电率以及无记忆效应等一系列优点，使其在新一代电动汽车中具有极大的潜在应用价值。
[0003]作为电动汽车用的动力电池在实际应用中往往需要提供较大的动力，为此，需要将小型锂离子电池电芯通过串并联方式紧密布置组成大容量、高功率的动力电池。当车辆在不同行驶工况下运行时，动力电池会以不同倍率进行充放电，伴随着以不同生热速率产生大量热量，尤其是电池内部的中心部位，如果不能及时将热量导出，随着时间的累积及空间结构的影响将引起不均匀的热量聚集，从而导致动力电池温度不均衡，造成内部电芯之间的性能差异，导致动力电池容量、比能量等性能的下降，进而影响电池的使用寿命。严重时将造成热失控，导致燃烧，进而引起爆炸，最终影响动力电池及整车的安全性和可靠性。
[0004]因此，动力电池的散热问题已然成为制约电动汽车产业化发展所面临的巨大挑战之一。传统的散热方式主要有空气冷却:结构简单，成本低，但由于对流换热系数低，冷却效果不佳，难于保证电池温度场的均匀分布；2液体冷却:散热效果优于空冷，但结构复杂，重量大、工作可靠性差且维修不方便；3相变材料冷却:导热效率高，散热效果好，但由于密封要求，提高了制造成本，不适用于大型动力电池。由于传统动力电池散热方式的种种弊端难以满足动力电池在各种复杂多变的循环工况下的散热要求，因此动力电池的散热问题依然严峻。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种能对电芯进行直接高效散热的车用动力电池内插扁平微热管散热装置及其散热方法。
[0006]本发明通过下述技术方案实现:
[0007]一种车用动力电池内插扁平微热管散热装置，包括壳体8和设置在其内的由多块电芯组成的电池组2，该装置还包括多根扁平微热管4，扁平微热管4依次分为蒸发端7、绝热端6和冷凝端5 ；
[0008]所述蒸发端7置于壳体8内并分布于各电芯之间，蒸发端7与电芯面接触。
[0009]所述蒸发端7置于壳体8内部并与电芯面接触，具体是蒸发端7通过开设在壳体8侧壁上的安装孔1、3置于电芯与电芯之间，蒸发端7与电芯表面紧密贴合。
[0010]所述扁平微热管4的绝热端6和冷凝端5置于壳体8外部。
[0011]所述蒸发端7和绝热端6的轴线在同一轴线上。
[0012]所述冷凝端5的轴线相交于蒸发端7和绝热端6的轴线。
[0013]所述冷凝端5的水平面高于蒸发端7和绝热端6的水平面。
[0014]所述冷凝端5向上弯折。
[0015]所述扁平微热管4，为烧结式吸液芯铜质微热管，在其内部灌注有液体工作介质。所述液体工作介质为水。
[0016]所述安装孔1、3与扁平微热管4的接触部位粘结有导热硅胶。
[0017]对电芯进行散热的方法可通过如下步骤实现:
[0018]当扁平微热管4达到启动温度后，其内部液体工作介质发生相变，此时，蒸发端7吸收电芯内部热量，由于扁平微热管4内的毛细吸液芯中的液体工作介质蒸发，在压力差的作用下驱动蒸汽流动至置于壳体8外部的冷凝端5，通过电动汽车行驶过程中空气的自然对流作用，将冷凝端5热量散出至壳体8外部环境中，在冷凝端5冷凝后的液体工作介质在毛细力的作用下通过扁平微热管4内部的吸液芯回流到扁平微热管4蒸发端7，如此完成整个传热循环，即对电芯进行散热。
[0019]本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果:
[0020]本发明通过将扁平微热管4的蒸发端7置于电池的内部夹于电芯之间，扁平结构可大大减小散热装置的占用空间，同时能与电池内部电芯表面紧密贴合，更加有利于将电芯内部的热量通过扁平微热管4传递到电池壳体8外部的环境中。置于壳体8外部的冷凝端5由于为扁平结构，具有一定的迎风面积，无需额外增加散热片。扁平微热管4穿过壳体8，平行独立布置并用导热硅胶固定在壳体8的安装孔1、3上，这样既有利于扁平微热管4的定位安装和维修更换，又可防止电动汽车在实际行驶过程中由于振动导致扁平微热管4脱落。
[0021]扁平微热管4作为传热媒介，当扁平微热管4达到启动温度后，内部工作液体发生相变，蒸发端7吸收电芯内部热量，由于烧结式吸液芯的毛细吸液芯中的液体蒸发，在压力差的作用下驱动蒸汽流动至置于壳体8外部的冷凝端5，通过电动汽车行驶过程中空气的自然对流作用，将冷凝端5热量散出至壳体8外部环境中，在冷凝端5冷凝后的液态工作液体在毛细力的作用下通过热管4内部的吸液芯回流到热管蒸发端7，如此完成整个传热循环。由于工作液体具有高的汽化潜热，因此能够实现小面积带走大热量的功用，从而保证动力电池工作在最佳的温度范围和温度场的均匀分布。
[0022]所述微热管4的蒸发端7与冷凝端5不在同一水平面，且冷凝端5位置高于蒸发端7，这样既增加了冷凝端5的散热面积又使得整体结构紧凑。
[0023]所述微热管4的蒸发端7和冷凝端5的长度可根据动力电池的电芯的尺寸和空间结构上的具体要求调整。本发明设计合理，结构简单、散热效率高，本发明能从电池内部散热出发实现电池的高效散热，达到对每个电池电芯的直接、统一和均匀的降温冷却，保证了动力电池的安全性、可靠性和使用寿命，且有利于将电池制造与散热结构的开发有机结合。适合于电动汽车包括纯电动汽车与混合动力汽车上大型动力电池包使用，具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的主视结构剖视示意图。
[0025]图2为本发明的俯视结构