一種車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車動力電池散熱領域，尤其涉及一種車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置。
【背景技術】
[0002]動力電池作為儲能裝置元件，是電動汽車最為關鍵的核心部件，其性能和使用壽命直接決定了電動汽車的性能。在眾多現(xiàn)行研宄開發(fā)的動力電池中，鋰離子電池以其高比能量、大輸出功率、低自放電率以及無記憶效應等一系列優(yōu)點，使其在新一代電動汽車中具有極大的潛在應用價值。
[0003]作為電動汽車用的動力電池在實際應用中往往需要提供較大的動力，為此，需要將小型鋰離子電池電芯通過串并聯(lián)方式緊密布置組成大容量、高功率的動力電池。當車輛在不同行駛工況下運行時，動力電池會以不同倍率進行充放電，伴隨著以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量，尤其是電池內(nèi)部的中心部位，如果不能及時將熱量導出，隨著時間的累積及空間結(jié)構(gòu)的影響將引起不均勻的熱量聚集，從而導致動力電池溫度不均衡，造成內(nèi)部電芯之間的性能差異，導致動力電池容量、比能量等性能的下降，進而影響電池的使用壽命。嚴重時將造成熱失控，導致燃燒，進而引起爆炸，最終影響動力電池及整車的安全性和可靠性。
[0004]因此，動力電池的散熱問題已然成為制約電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展所面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。傳統(tǒng)的散熱方式主要有空氣冷卻:結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但由于對流換熱系數(shù)低，冷卻效果不佳，難于保證電池溫度場的均勻分布；2液體冷卻:散熱效果優(yōu)于空冷，但結(jié)構(gòu)復雜，重量大、工作可靠性差且維修不方便；3相變材料冷卻:導熱效率高，散熱效果好，但由于密封要求，提高了制造成本，不適用于大型動力電池。由于傳統(tǒng)動力電池散熱方式的種種弊端難以滿足動力電池在各種復雜多變的循環(huán)工況下的散熱要求，因此動力電池的散熱問題依然嚴峻。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種能對電芯進行直接高效散熱的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置。
[0006]本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn):
[0007]一種車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，包括殼體8和設置在其內(nèi)的由多塊電芯組成的電池組2，該裝置還包括多根扁平微熱管4，扁平微熱管4依次分為蒸發(fā)端7、絕熱端6和冷凝端5 ；
[0008]所述蒸發(fā)端7置于殼體8內(nèi)并分布于各電芯之間，蒸發(fā)端7與電芯面接觸。
[0009]所述蒸發(fā)端7置于殼體8內(nèi)部并與電芯面接觸，具體是蒸發(fā)端7通過開設在殼體8側(cè)壁上的安裝孔1、3置于電芯與電芯之間，蒸發(fā)端7與電芯表面緊密貼合。
[0010]所述扁平微熱管4的絕熱端6和冷凝端5置于殼體8外部。
[0011]所述蒸發(fā)端7和絕熱端6的軸線在同一軸線上。
[0012]所述冷凝端5的軸線相交于蒸發(fā)端7和絕熱端6的軸線。
[0013]所述冷凝端5的水平面高于蒸發(fā)端7和絕熱端6的水平面。
[0014]所述冷凝端5向上彎折。
[0015]所述扁平微熱管4，為燒結(jié)式吸液芯銅質(zhì)微熱管，在其內(nèi)部灌注有液體工作介質(zhì)。所述液體工作介質(zhì)為水。
[0016]所述安裝孔1、3與扁平微熱管4的接觸部位粘結(jié)有導熱硅膠。
[0017]對電芯進行散熱的方法可通過如下步驟實現(xiàn):
[0018]當扁平微熱管4達到啟動溫度后，其內(nèi)部液體工作介質(zhì)發(fā)生相變，此時，蒸發(fā)端7吸收電芯內(nèi)部熱量，由于扁平微熱管4內(nèi)的毛細吸液芯中的液體工作介質(zhì)蒸發(fā)，在壓力差的作用下驅(qū)動蒸汽流動至置于殼體8外部的冷凝端5，通過電動汽車行駛過程中空氣的自然對流作用，將冷凝端5熱量散出至殼體8外部環(huán)境中，在冷凝端5冷凝后的液體工作介質(zhì)在毛細力的作用下通過扁平微熱管4內(nèi)部的吸液芯回流到扁平微熱管4蒸發(fā)端7，如此完成整個傳熱循環(huán)，即對電芯進行散熱。
[0019]本實用新型相對于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0020]本實用新型通過將扁平微熱管4的蒸發(fā)端7置于電池的內(nèi)部夾于電芯之間，扁平結(jié)構(gòu)可大大減小散熱裝置的占用空間，同時能與電池內(nèi)部電芯表面緊密貼合，更加有利于將電芯內(nèi)部的熱量通過扁平微熱管4傳遞到電池殼體8外部的環(huán)境中。置于殼體8外部的冷凝端5由于為扁平結(jié)構(gòu)，具有一定的迎風面積，無需額外增加散熱片。扁平微熱管4穿過殼體8，平行獨立布置并用導熱硅膠固定在殼體8的安裝孔1、3上，這樣既有利于扁平微熱管4的定位安裝和維修更換，又可防止電動汽車在實際行駛過程中由于振動導致扁平微熱管4脫落。
[0021]扁平微熱管4作為傳熱媒介，當扁平微熱管4達到啟動溫度后，內(nèi)部工作液體發(fā)生相變，蒸發(fā)端7吸收電芯內(nèi)部熱量，由于燒結(jié)式吸液芯的毛細吸液芯中的液體蒸發(fā)，在壓力差的作用下驅(qū)動蒸汽流動至置于殼體8外部的冷凝端5，通過電動汽車行駛過程中空氣的自然對流作用，將冷凝端5熱量散出至殼體8外部環(huán)境中，在冷凝端5冷凝后的液態(tài)工作液體在毛細力的作用下通過熱管4內(nèi)部的吸液芯回流到熱管蒸發(fā)端7，如此完成整個傳熱循環(huán)。由于工作液體具有高的汽化潛熱，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小面積帶走大熱量的功用，從而保證動力電池工作在最佳的溫度范圍和溫度場的均勻分布。
[0022]所述微熱管4的蒸發(fā)端7與冷凝端5不在同一水平面，且冷凝端5位置高于蒸發(fā)端7，這樣既增加了冷凝端5的散熱面積又使得整體結(jié)構(gòu)緊湊。
[0023]所述微熱管4的蒸發(fā)端7和冷凝端5的長度可根據(jù)動力電池的電芯的尺寸和空間結(jié)構(gòu)上的具體要求調(diào)整。本發(fā)明設計合理，結(jié)構(gòu)簡單、散熱效率高，本發(fā)明能從電池內(nèi)部散熱出發(fā)實現(xiàn)電池的高效散熱，達到對每個電池電芯的直接、統(tǒng)一和均勻的降溫冷卻，保證了動力電池的安全性、可靠性和使用壽命，且有利于將電池制造與散熱結(jié)構(gòu)的開發(fā)有機結(jié)合。適合于電動汽車包括純電動汽車與混合動力汽車上大型動力電池包使用，具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的主視結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0025]圖2為本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。
[0028]實施例
[0029]如圖1至3所示。本實用新型車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，包括殼體8和設置在其內(nèi)的由多塊電芯組成的電池組2，該裝置還包括多根扁平微熱管4，扁平微熱管4依次分為蒸發(fā)端7、絕熱端6和冷凝端5 ；
[0030]所述蒸發(fā)端7置于殼體8內(nèi)并分布于各電芯之間，蒸發(fā)端7與電芯面接觸。
[0031]所述蒸發(fā)端7置于殼體8內(nèi)部并與電芯面接觸，具體是蒸發(fā)端7通過開設在殼體8側(cè)壁上的安裝孔1、3置于電芯與電芯之間，蒸發(fā)端7與電芯表面緊密貼合。
[0032]所述扁平微熱管4的絕熱端6和冷凝端5置于殼體8外部。
[0033]所述蒸發(fā)端7和絕熱端6的軸線在同一軸線上。
[0034]所述冷凝端5的軸線相交于蒸發(fā)端7和絕熱端6的軸線。
[0035]所述冷凝端5的水平面高于蒸發(fā)端7和絕熱端6的水平面，也可以將冷凝端5向上彎折。
[0036]所述扁平微熱管4，為燒結(jié)式吸液芯銅質(zhì)微熱管，在其內(nèi)部灌注有液體工作介質(zhì)，如采用水。所述安裝孔1、3與扁平微熱管4的接觸部位粘結(jié)有導熱硅膠。
[0037]對電芯進行散熱的方法可通過如下步驟實現(xiàn):
[0038]扁平微熱管4作為傳熱媒介，當扁平微熱管4達到啟動溫度后，其內(nèi)部液體工作介質(zhì)發(fā)生相變，此時，蒸發(fā)端7吸收電芯內(nèi)部熱量，由于扁平微熱管4 (燒結(jié)式吸液芯)內(nèi)的毛細吸液芯中的液體工作介質(zhì)蒸發(fā)，在壓力差的作用下驅(qū)動蒸汽流動至置于殼體8外部的冷凝端5，通過電動汽車行駛過程中空氣的自然對流作用，將冷凝端5熱量散出至殼體8外部環(huán)境中，在冷凝端5冷凝后的液體工作介質(zhì)在毛細力的作用下通過扁平微熱管4內(nèi)部的吸液芯回流到扁平微熱管4蒸發(fā)端7，如此完成整個傳熱循環(huán)，即對電芯進行散熱。
[0039]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
[0040]本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，包括殼體(8)和設置在其內(nèi)的由多塊電芯組成的電池組(2)，其特征在于: 該裝置還包括多根扁平微熱管(4)，扁平微熱管(4)依次分為蒸發(fā)端(7)、絕熱端(6)和冷凝端(5); 所述蒸發(fā)端(7)置于殼體(8)內(nèi)并分布于各電芯之間，蒸發(fā)端(7)與電芯面接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)端(7)置于殼體(8)內(nèi)部并與電芯面接觸，具體是蒸發(fā)端(7)通過開設在殼體(8)側(cè)壁上的安裝孔(1、3)置于電芯與電芯之間，蒸發(fā)端(7)與電芯表面緊密貼合。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，其特征在于:所述扁平微熱管(4)的絕熱端(6)和冷凝端(5)置于殼體(8)外部。
4.根據(jù)權利要求3所述的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)端(7)和絕熱端(6)的軸線在同一軸線上。
5.根據(jù)權利要求3所述的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，其特征在于:所述冷凝端(5)的軸線相交于蒸發(fā)端(X)和絕熱端(6)的軸線。
6.根據(jù)權利要求3所述的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，其特征在于:所述冷凝端(5)的水平面高于蒸發(fā)端(7)和絕熱端(6)的水平面。
7.根據(jù)權利要求3所述的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，其特征在于:所述冷凝端(5)向上彎折。
8.根據(jù)權利要求2所述的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，其特征在于:所述扁平微熱管(4)為燒結(jié)式吸液芯銅質(zhì)微熱管，在其內(nèi)部灌注有液體工作介質(zhì)。
9.根據(jù)權利要求8所述的車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，其特征在于:所述液體工作介質(zhì)為水；所述安裝孔(1、3)與扁平微熱管(4)的接觸部位粘結(jié)有導熱硅膠。
【專利摘要】本實用新型公開了一種車用動力電池內(nèi)插扁平微熱管散熱裝置，包括殼體和設置在其內(nèi)的由多塊電芯組成的電池組，該裝置還包括多根扁平微熱管，扁平微熱管依次分為蒸發(fā)端、絕熱端和冷凝端；蒸發(fā)端置于殼體內(nèi)并分布于各電芯之間，蒸發(fā)端與電芯面接觸。本裝置有利于將電池制造與散熱結(jié)構(gòu)的開發(fā)有機結(jié)合，能從電池內(nèi)部散熱出發(fā)實現(xiàn)動力電池的高效散熱，提高電池內(nèi)部的熱均勻性，從而提高動力電池的可靠性、安全性及使用壽命。且本實用新型裝置具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、重量輕、散熱效果顯著、易維護、安全可靠且節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，能滿足電動汽車動力電池復雜工況的散熱需求，具有廣闊應用前景。
【IPC分類】H01M10-613, H01M10-625, H01M10-6568
【公開號】CN204441415
【申請?zhí)枴緾N201520018489
【發(fā)明人】蘭鳳崇, 劉霏霏, 陳吉清, 郭巧嫣
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月12日