圆柱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圆柱体电池组的热管理系统。
【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、减弱放电能力，锂离子电池的工作温度范围一般需要保持在放电时-20?60°C，充电时O?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风冷或液冷等结构原理导致过于系统结构过于庞大和复杂，而且由于防水、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。对于采用圆柱体电池组的电动汽车，现有常规的车载电池组热管理系统通常采用重力热管，该重力热管一般为圆柱体结构，依次插入至阵列式排布的圆柱体电池两两之间形成的中空间隙部分，由于重力热管以及车载电池均为圆柱体结构，两者之间为线接触，接触面积非常小，散热效率低，效果差，需要较长的散热时间才能达到理想温度，且不能保证车载电池其温度均匀，并且由于重力热管和车载电池为线接触不能实现紧密贴合以降低接触电阻，故需要增加额外的特殊器件以使两者紧密贴合，导致系统结构复杂，体积和成本增加。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时间长，散热效率低，效果差以及系统体积结构较大以及无法同时在寒冷地区或寒冷天气下对车载电池的预加热等问题，提供一种用于圆柱体电池组的热管理系统，能够实现异形导热板同时与圆柱体电池以及微热管阵列板紧密贴合，减少了接触电阻，同时增加了换热面积，保证了车载圆柱体电池组温度均匀，该热管理系统传热效率高、体积紧凑、重量轻，提高了换热效率和效果。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]—种用于圆柱体电池组的热管理系统，其特征在于，包括异形导热板、微热管阵列板和热源，所述异形导热板的一个板面为弧形板面并通过所述弧形板面与圆柱体电池表面紧密贴合，所述异形导热板上与弧形板面相对的另一板面具有沿板长方向的平面结构并通过所述平面结构与微热管阵列板贴合，所述微热管阵列板为金属材料经挤压或冲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0.15mm_3.0mm ；
[0006]在为圆柱体电池组散热时，所述异形导热板的板面的平面结构贴合微热管阵列板的蒸发段，所述微热管阵列板的蒸发段吸收异形导热板传递的圆柱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与外界换热；
[0007]在为圆柱体电池组预热时，所述热源设置在微热管阵列板的蒸发段，所述异形导热板的板面的平面结构贴合微热管阵列板的冷凝段，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通过异形导热板导热至圆柱体电池组。
[0008]所述异形导热板的一个板面为弧形板面且与弧形板面相对的另一板面具有沿板长方向的平面结构的异形导热板的横截面近似月牙形，所述异形导热板为月牙形导热板，所述月牙形导热板和微热管阵列板均设置若干个且均沿圆柱体电池组的高度方向设置，各圆柱体电池的两侧均对称设置有月牙形导热板，前后相邻或左右相邻的圆柱体电池的靠近侧各自贴合的月牙形导热板之间贴合有微热管阵列板，所述微热管阵列板的厚度为1.0mm-4.0mm，左右相邻或前后相邻的圆柱体电池之间形成中空部分。
[0009]还包括热输运通道，所述热输运通道为空气通道或液冷管通道;在为圆柱体电池组散热时，所述微热管阵列板的冷凝段贴合液冷管外壁，所述微热管阵列板的蒸发段吸收圆柱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液冷管进行换热；和/或，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电加热膜。
[0010]所述异形导热板的一个板面为弧形板面且与弧形板面相对的另一板面为平板面并通过所述平板面与微热管阵列板紧密贴合，所述异形导热板的相对侧面为内凹结构，所述异形导热板的横截面近似“K”形，所述异形导热板为“K”形导热板，所述“K”形导热板和微热管阵列板均设置若干个且均沿圆柱体电池组的高度方向设置，各圆柱体电池的两侧均对称设置有“K”形导热板，前后相邻或左右相邻的圆柱体电池的靠近侧各自贴合的“K”形导热板之间贴合有微热管阵列板，所述微热管阵列板的厚度为1.0mm-4.0_，左右相邻或前后相邻的圆柱体电池之间形成中空部分。
[0011]还包括微通道板，所述微通道板水平设置于圆柱体电池组顶部上方，所述微热管阵列板沿圆柱体电池组的高度方向设置且微热管阵列板的长度高于圆柱体电池组的高度，所述微热管阵列板伸出圆柱体电池组的顶部，所述微通道板与微热管阵列板相连接，所述微通道板为挤压成型的具有两个以上并排排列的微通道的板状结构，所述微通道的等效直径为1.0mm-l0.0mm，所述微通道板的两端设置有进水口和出水口。
[0012]所述微通道板为微通道铝板，所述微通道内壁沿微通道方向设置微翅结构以增强流体换热;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，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。
[0013]所述微热管阵列板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。
[0014]本实用新型的技术效果如下:
[0015]本实用新型涉及一种用于圆柱体电池组的热管理系统，实现对圆柱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异形导热板、微热管阵列板和热源(采用的热源可以为电加热元件或加热的流体介质管路)。优选采用特殊的薄金属材料如铝金属材料结构的异形导热板，外形扁平，其一个板面为弧形板面并通过该弧形板面分别与圆柱体电池组的各个圆柱体电池表面紧密贴合，异形导热板上与弧形板面相对的另一板面具有沿板长方向的平面结构并通过该平面结构与微热管阵列板相贴合，能够实现同时与圆柱体电池以及微热管阵列板的紧密贴合，克服了现有技术的车载电池组需要与流体介质(水或者空气)直接换热效率低效果差的缺点，以及重力热管与车载电池两者之间接触面积非常小或者需要额外设置器件以使两者紧密贴合的缺点，减少了界面接触电阻，提高了界面接触面积，使得车载电池在较短的时间内即可达到理想散热预热温度，并且可以保证车载电池温度均匀，传热效率高、效果好，易于广泛推广应用；同时，在寒冷地区或寒冷天气下还可实现启动时对车载电池均匀加热的功能，保证电池高效运行。此外，该热管理系统采用新型的微热管阵列板通过异形导热板对圆柱体电池组进行换热，微热管阵列板为金属材料经挤压或冲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0.15mm-3.0mm，特定结构的微热管阵列板是针对电动车载圆柱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通过异形导热板与圆柱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；在为圆柱体电池组散热时，异形导热板的板面的平面结构贴合微热管阵列板的蒸发段，微热管阵列板的蒸发段能够大量吸收异形导热板传递的圆柱体电池组热能，在具有微热管阵列的微热管阵列板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，克服了现有技术的车载电池组需要与流体介质(水或者空气)直接换热带来的一系列问题，有效提高了散热效率和效果。在为圆柱体电池组预热时，热源设置在微热管阵列板的蒸发段，异形导热板的板面的平面结构贴合微热管阵列板的冷凝段，微热管阵列板的蒸发段吸收热源的热能后在具有微热管阵列的微热管阵列板的各微热管中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异形导热板通过平面结构贴合故为面接触，能实现大面积换热，而且异形导热板与圆柱体电池组紧密贴合实现了最大面积的接触，故同样也能实现高效热传导，微热管阵列板冷凝释放的热量通过异形导热板快速高效传至圆柱体电池组，可以实现在车辆启动时对车载电池组均匀预加热的功能，保证电池高效运行。本实用新型提出的热管理系统集散热与加热功能为一体，在散热时热源不启动工作，通过异形导热板的热传导以及自然发生的热管效应即可达到所需散热效果;在加热时启动热源，结合微热管阵列板自然发生的热管效