本發(fā)明涉及汽車散熱裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種氣液冷卻一體化散熱裝置及熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

新能源汽車被廣泛認(rèn)為是解決汽車尾氣污染和石油能源短缺問題的主要途徑之一，隨著新能源汽車的技術(shù)提高，市場普及和快速發(fā)展，對關(guān)鍵零部件的產(chǎn)品性能，可靠性，安全性也提出了越來越高的要求。動(dòng)力電池作為新能源汽車的核心部件，負(fù)責(zé)新能源汽車的能量供給和蓄存，影響著新能源汽車的性能，壽命和安全。

為了保證電池的正常運(yùn)行，需要對動(dòng)力電池進(jìn)行熱管理，以使得動(dòng)力電池的溫度保持在一定范圍內(nèi)。目前動(dòng)力電池的冷卻方式按傳熱介質(zhì)分一般有空氣冷卻，液體冷卻和采用相變材料冷卻三種方式?，F(xiàn)有技術(shù)中，動(dòng)力電池散熱多采用的風(fēng)冷方式。風(fēng)冷所用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，成本及能耗低，但車載電池箱體較大，整車空間有限，往往導(dǎo)致車載電池布置環(huán)境不理想，如單體熱分布不均，系統(tǒng)散熱效率較差，從而出現(xiàn)系統(tǒng)過溫異常。而液體冷卻雖然散熱效率高，單體熱分布均勻，但其多采用循環(huán)封閉結(jié)構(gòu)，往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，維修困難。

核態(tài)沸騰指蒸發(fā)管內(nèi)小汽泡不斷在管子內(nèi)壁上的汽化核心上產(chǎn)生和離開的正常傳熱模式，隨著汽泡不斷脫離壁面進(jìn)入主水流，壁面附近的擾動(dòng)增強(qiáng)，熱交換過程強(qiáng)化，鍋水及時(shí)填補(bǔ)到汽泡脫離的位置而冷卻壁面。在核態(tài)沸騰區(qū)，氣泡的擾動(dòng)劇烈，傳熱系數(shù)和熱流密度都急劇增大，其具有溫壓小，傳熱強(qiáng)的特點(diǎn)。

風(fēng)冷所用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，成本及能耗低，但車載電池箱體較大，整車空間有限，往往導(dǎo)致車載電池布置環(huán)境不理想，如單體熱分布不均，系統(tǒng)散熱效率較差，從而出現(xiàn)系統(tǒng)過溫異常。而液體冷卻雖然散熱效率高，單體熱分布均勻，但其多采用循環(huán)封閉結(jié)構(gòu)，往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，維修困難。因此，提供一種綜合液冷和風(fēng)冷各自優(yōu)點(diǎn)的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)及裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氣液冷卻一體化散熱裝置及熱管理系統(tǒng)，其中，對比傳統(tǒng)液冷方式，本發(fā)明實(shí)施例提供的氣液冷卻一體化散熱裝置通過進(jìn)氣箱體使得氣體從多孔通氣管道進(jìn)入傳熱介質(zhì)中，產(chǎn)生大量氣泡，與動(dòng)力電池組進(jìn)行高熱流密度換熱，將冷凝器和蒸發(fā)器合為一體，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。對比風(fēng)冷，其散熱效果更佳，散熱效果類似液冷。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氣液冷卻一體化散熱裝置，包括：動(dòng)力電池散熱器箱體、進(jìn)氣箱體、多孔通氣管道、出氣通道、進(jìn)氣口、進(jìn)水通道和排水通道；

所述進(jìn)氣箱體通過所述多孔通氣管道與所述動(dòng)力電池散熱器箱體連接；

所述進(jìn)氣箱體設(shè)置有所述出氣通道、進(jìn)氣口；

所述動(dòng)力電池散熱器箱體設(shè)置有所述進(jìn)水通道和所述排水通道；

其中，所述動(dòng)力電池散熱器箱體為中空結(jié)構(gòu)，用于放置所述多孔通氣管道和動(dòng)力電池組。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣箱體為中空結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣液冷卻一體化散熱裝置還包括：橡膠墊圈；

所述進(jìn)氣箱體通過所述橡膠墊圈和所述動(dòng)力電池散熱器箱體連接。

優(yōu)選地，所述動(dòng)力電池散熱器箱體還用于放置液體傳熱介質(zhì)。

優(yōu)選地，所述排水通道用于排出清洗所述氣液冷卻一體化散熱裝置的液體。

優(yōu)選地，所述進(jìn)水通道用于向所述氣液冷卻一體化散熱裝置輸入液體傳熱介質(zhì)或用于清洗所述氣液冷卻一體化散熱裝置的液體。

優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種氣液冷卻一體化熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：如以上所述的氣液冷卻一體化散熱裝置、溫度控制器、空氣泵和液位控制器；

所述空氣泵與所述氣液冷卻一體化散熱裝置的進(jìn)氣口相對，使得車載空調(diào)的冷氣經(jīng)過所述空氣泵壓縮后進(jìn)入所述氣液冷卻一體化散熱裝置進(jìn)行換熱操作；

所述液位控制器與所述氣液冷卻一體化散熱裝置連接，所述液位控制器用于將車載空調(diào)的空調(diào)水輸入所述氣液冷卻一體化散熱裝置；

所述溫度控制器與所述氣液冷卻一體化散熱裝置連接，所述溫度控制器與所述空氣泵連接，所述溫度控制器用于接收動(dòng)力電池組的溫度信號，根據(jù)所述溫度信號控制所述空氣泵的功率。

優(yōu)選地，所述液位控制器與所述進(jìn)水通道連接。

優(yōu)選地，所述空氣泵還用于通過改變空氣泵功率控制動(dòng)力電池組的散熱速度。

優(yōu)選地，所述氣液冷卻一體化散熱裝置用于在氣體通過所述空氣泵壓縮后，通過進(jìn)氣箱體獲取氣體并將氣體通入所述多孔通氣管道，使得氣體在液體傳熱介質(zhì)中形成氣泡，并使得所述氣泡與水完成換熱操作。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氣液冷卻一體化散熱裝置及熱管理系統(tǒng)，其中，該氣液冷卻一體化散熱裝置包括：動(dòng)力電池散熱器箱體、進(jìn)氣箱體、多孔通氣管道、出氣通道、進(jìn)氣口、進(jìn)水通道和排水通道；所述進(jìn)氣箱體通過所述多孔通氣管道與所述動(dòng)力電池散熱器箱體連接；所述進(jìn)氣箱體設(shè)置有所述出氣通道、進(jìn)氣口；所述動(dòng)力電池散熱器箱體設(shè)置有所述進(jìn)水通道和所述排水通道；其中，所述動(dòng)力電池散熱器箱體為中空結(jié)構(gòu)，用于放置所述多孔通氣管道和動(dòng)力電池組，還用于放置液體傳熱介質(zhì)。對比傳統(tǒng)液冷方式，本發(fā)明實(shí)施例提供的氣液冷卻一體化散熱裝置通過進(jìn)氣箱體使得氣體從多孔通氣管道進(jìn)入傳熱介質(zhì)中，產(chǎn)生大量氣泡，與動(dòng)力電池組進(jìn)行高熱流密度換熱，將冷凝器和蒸發(fā)器合為一體，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。對比風(fēng)冷，其散熱效果更佳，散熱效果類似液冷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣液冷卻一體化散熱裝置的爆炸圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣液冷卻一體化散熱裝置的左視剖視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣液冷卻一體化散熱裝置的前視剖視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣液冷卻一體化熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖中附圖標(biāo)記如下所示：

2.動(dòng)力電池散熱器箱體 3.進(jìn)氣箱體 4.出氣通道 5.多孔通氣管道 6.橡膠墊圈 7.進(jìn)氣口 8.進(jìn)水通道 9.排水通道 10.氣孔 11.進(jìn)氣空腔 12.動(dòng)力電池放置腔 13.空氣泵 14.液位控制器 15.溫度控制器

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氣液冷卻一體化散熱裝置及熱管理系統(tǒng)，其中，對比傳統(tǒng)液冷方式，本發(fā)明實(shí)施例提供的氣液冷卻一體化散熱裝置通過進(jìn)氣箱體使得氣體從多孔通氣管道進(jìn)入傳熱介質(zhì)中，產(chǎn)生大量氣泡，與動(dòng)力電池組進(jìn)行高熱流密度換熱，將冷凝器和蒸發(fā)器合為一體，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。對比風(fēng)冷，其散熱效果更佳，散熱效果類似液冷。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1至圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣液冷卻一體化散熱裝置的一個(gè)實(shí)施例，包括：

動(dòng)力電池散熱器箱體2、進(jìn)氣箱體3、多孔通氣管道5、出氣通道4、進(jìn)氣口7、進(jìn)水通道8和排水通道9；

進(jìn)氣箱體3通過多孔通氣管道5與動(dòng)力電池散熱器箱體2連接；

進(jìn)氣箱體3設(shè)置有出氣通道4、進(jìn)氣口7；

動(dòng)力電池散熱器箱體2設(shè)置有進(jìn)水通道8和排水通道9；

其中，動(dòng)力電池散熱器箱體2為中空結(jié)構(gòu)，用于放置多孔通氣管道5和動(dòng)力電池組1。

進(jìn)氣箱體3為中空結(jié)構(gòu)。

動(dòng)力電池散熱器箱體2還用于放置液體傳熱介質(zhì)。

排水通道9用于排出清洗氣液冷卻一體化散熱裝置的液體。

進(jìn)水通道8用于向氣液冷卻一體化散熱裝置輸入液體傳熱介質(zhì)或用于清洗氣液冷卻一體化散熱裝置的液體。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣液冷卻一體化散熱裝置還包括：橡膠墊圈；

進(jìn)氣箱體3通過橡膠墊圈6和動(dòng)力電池散熱器箱體2連接。

在本實(shí)施例中，進(jìn)氣空腔11，多孔通氣管道5，出氣通道4固定在進(jìn)氣箱體3上。進(jìn)水通道8，排水通道9，動(dòng)力電池放置腔12固定在動(dòng)力電池散熱器箱體2上。動(dòng)力電池散熱器箱體2中裝有液體傳熱介質(zhì)，動(dòng)力電池放置腔12中放置動(dòng)力電池組1。

請參閱圖4，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣液冷卻一體化熱管理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，并同時(shí)參閱圖1至圖3，包括：

如以上所述的氣液冷卻一體化散熱裝置、溫度控制器15、空氣泵13和液位控制器14；

空氣泵13與氣液冷卻一體化散熱裝置的進(jìn)氣口7相對，使得車載空調(diào)的冷氣經(jīng)過空氣泵13壓縮后進(jìn)入氣液冷卻一體化散熱裝置進(jìn)行換熱操作。具體地，車載空調(diào)的冷氣經(jīng)空氣泵13壓縮后進(jìn)入散熱裝置，在散熱裝置中完成換熱過程后，從散熱裝置中排出，帶走大量熱量，同時(shí)帶走一部分水蒸汽；

液位控制器14與氣液冷卻一體化散熱裝置連接，其中，液位控制器14與進(jìn)水通道8連接。液位控制器14用于當(dāng)動(dòng)力電池散熱器中液位低于設(shè)定液位時(shí)，液位控制器14將溫度較低的空調(diào)水從進(jìn)水通道8送入散熱裝置中，補(bǔ)充散熱過程中消耗的水；

溫度控制器15與氣液冷卻一體化散熱裝置連接，溫度控制器15與空氣泵13連接，溫度控制器15用于接收動(dòng)力電池組1的溫度信號，并在處理后發(fā)送信號控制空氣泵13的運(yùn)行功率，從而達(dá)到控制動(dòng)力電池組1溫度的目的。

空氣泵13還用于通過改變空氣泵功率控制動(dòng)力電池組1的散熱速度。

氣液冷卻一體化散熱裝置用于在氣體通過空氣泵壓1縮后，通過進(jìn)氣箱體3獲取氣體并將氣體通入多孔通氣管道5，使得氣體在液體傳熱介質(zhì)中形成氣泡，并使得氣泡與水完成換熱操作。

在本實(shí)施例中，空氣經(jīng)空氣泵13壓縮后，進(jìn)入進(jìn)氣空腔11，因?yàn)檫M(jìn)氣空腔11內(nèi)氣體壓力比動(dòng)力電池散熱器箱體2中的氣壓高，所以氣體會(huì)將水從散熱裝置中的多孔通氣管道5中排出，通過多孔通氣管道5上氣孔10后的氣體會(huì)在水中形成的大量氣泡。而氣泡與液體的換熱過程相比氣體與液體的自然對流，具有巨大的熱交換面積，并且氣泡因?yàn)橹亓Φ淖饔?，能引起?dòng)力冷卻箱的水的強(qiáng)烈擾動(dòng)，進(jìn)而降低動(dòng)力電池組與水的傳熱熱阻。氣泡與水完成換熱后從出氣通道4排出，并帶走部分水蒸氣，在動(dòng)力電池散熱器箱體2中水位低于設(shè)定值時(shí)，液位控制器14將從進(jìn)水通道8對箱體進(jìn)行補(bǔ)水。

當(dāng)需要控制電池散熱速度時(shí)，可以通過改變空氣泵13功率，從而改變散熱裝置中產(chǎn)生氣泡的速度和大小，進(jìn)而改變液體傳熱介質(zhì)的擾流程度，達(dá)到改變傳熱系數(shù)和熱流密度的優(yōu)點(diǎn)。相對純風(fēng)冷或液冷系統(tǒng)，本系統(tǒng)可以快速且較大程度的改變電池殼體與大氣環(huán)境之間傳熱系數(shù)和熱流量密度。

多孔通氣管道5上氣孔10，浸沒在液體中，作為氣泡發(fā)生器。

出氣通道4，用于排出完成換熱過程的氣體。

進(jìn)水通道8，用于給散熱裝置中補(bǔ)充液體傳熱介質(zhì)或清洗散熱裝置，同時(shí)外接液位控制器14。

排水通道9，用于排出散熱裝置中多余液體或清洗后的廢液。

當(dāng)散熱裝置使用時(shí)間交長后，由于灰塵的堆積，需要進(jìn)行清洗，清洗完的液體從排水管道9排出。

當(dāng)動(dòng)力電池組1需要快速加熱或冷卻時(shí)，可從進(jìn)水通道8直接往動(dòng)力電池散熱器箱體2中通入溫水或冷水實(shí)現(xiàn)快速加熱或冷卻。

本發(fā)明實(shí)施例對傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)，液冷技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，對比常見的液體冷卻系統(tǒng)，該裝置將冷凝器與散熱器進(jìn)行了一體化，極大的簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，對比于市場上常用的風(fēng)冷技術(shù)，該裝置提高了散熱效率和單體電池?zé)岱植季鶆蚨?，且設(shè)備結(jié)構(gòu)依然簡單，維修方便。

本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)開放，嚴(yán)寒情況亦可用進(jìn)水管道直接通入熱水而對電池快速加熱。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。