CN102231448A - 一种具有散热装置的电动汽车动力电池组 - Google Patents

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饶中浩
张艳来
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    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers

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Abstract

本发明公开了一种具有散热装置的电动汽车动力电池组，包括电池组箱体，在电池组箱体内排列有若干单体电池，单体电池之间缝隙内填充高热容材料，高热容材料中插入若干根脉动热管，脉动热管的蒸发端与高热容材料接触，冷凝端与电池组外部环境接触，蒸发端和冷凝段之间的绝缘端通过绝热箱体盖将电池组内外热环境隔开，避免冷凝段热量回流。该装置可以360度范围内旋转，不影响散热。本发明具有结构简单、紧凑、无需额外消耗动力电池电能，能满足电动汽车动力电池的高效散热，具有潜在应用前景。

Description

一种具有散热装置的电动汽车动力电池组
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电池技术，尤其涉及一种具有散热装置的电动汽车动力电池组。
背景技术
由于能源短缺与环境污染等问题的日益突出，电动汽车因为节能并且能减少温室气体以及有害污染物粉尘等的排放而逐渐受到关注。但动力电池在充放电过程中，内部化学反应复杂，尤其是大尺寸以及大电流充放电过程中，电池内部迅速产生大量的热，热量的堆积必然引起电池温度升高，从而导致电池性能下降，甚至可能会出现漏液、放气、冒烟等现象，严重时电池发生剧烈燃烧且发生爆炸，影响整车性能。因此，动力电池严重制约着电动汽车等的发展。
近年来，电动汽车动力电池散热的迫切需求已引起许多电动汽车生产厂商和电池制造商的关注，目前，市场上动力电池普遍都采用最为简单的空气冷却方式，而且结构复杂，散热效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种具有散热装置的电动汽车动力电池组，与现有技术相比具有结构简单、紧凑、无需额外消耗动力电池电能，装置可以360度范围内旋转，电池任意角度放置均可有效散热。
本发明通过下述技术方案实现：
一种具有散热装置的电动汽车动力电池组，包括箱体，在箱体内设置有电池组，所述电池组由多个单体电池构成，在相邻单体电池之间的缝隙内填充有相变材料，相变材料中埋设有脉动热管，所述箱体设有一个与其相配的盖板，箱体与盖板密封配合。
所述脉动热管分为蒸发端和冷凝端，所述蒸发端置于箱体的内部，冷凝端穿过盖板置于箱体外部，冷凝端与盖板结合处密封配合，所述脉动热管的蒸发端和冷凝端相互连通。所述的相变材料为液态时，电池组包覆有密封包装层。所述脉动热管内充装有液态工质。
所述的箱体和盖板为绝热材料制作。
本发明的脉动热管不受材质与形状限制，蒸发端可以在0～90度范围内弯曲。
与现有技术相比本发明的有益效果在于：本发明整体设计简单，不增加电池组内固有空间。通过脉动热管和电池内部相变材料接触，而脉动热管本身又是封闭回路，散热效率高。
本发明箱体和盖板均为密封结构，因此可以360度范围内旋转均不影响电池散热，符合电动汽车平路形式，以及上下坡等复杂路况行驶需要。能满足电动汽车动力电池的高效散热，具有潜在应用前景。
附图说明
图1为本发明具有散热装置的电动汽车动力电池组的剖面结构示意图。
图2为本发明具有散热装置的电动汽车动力电池组的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例
如图1、图2所示，本发明具有散热装置的电动汽车动力电池组，包括箱体5，在箱体5内设置有电池组，所述电池组由多个单体电池6构成，在相邻单体电池6之间的缝隙内填充有相变材料3，相变材料3中埋设有脉动热管1，所述箱体5设有一个与其相配的盖板4，箱体5与盖板4密封配合。
所述脉动热管1分为蒸发端和冷凝端，所述蒸发端置于箱体5的内部，冷凝端穿过盖板4置于箱体5外部，冷凝端与盖板4结合处密封配合，盖板4采用隔热效果好的材料制作，以避免脉动热管1的冷凝端热量回流，影响散热效果。
所述脉动热管1的蒸发端和冷凝端相互连通，所述脉动热管1内充装有液态工质2，该液态工质2在脉动热管1内循环流动起到传热散热作用。所述的相变材料3为液态时，电池组增加密封包装层。当相变材料3为固态时，电池组可以增加密封包装层，也可以不增加密封包装层。
本发明在无需额外消耗电池电能和无需额外增加电池组内部固有空间的情况下，箱体5内部填充了高热容材料，即相变材料3，脉动热管1的蒸发端埋设与高热容材料中，冷凝端通过盖板4伸出箱体5裸露在箱体5外部空间。箱体5内部高热容材料和外部环境通过盖板4密封隔开，避免了脉动热管1的冷凝端热量回流，影响散热效果。
单体电池6排列在箱体5内部，高热容材料填充在单体电池6之间的缝隙中。由于高热容材料为液体或者相变材料，相比于空气，高热容材料3与电池组的接触热阻小，电池的热量迅速被高热容材料吸收，并传递给脉动热管1，脉动热管1内的液态工质2吸收高热容材料中的热量达到启动温度后沸腾蒸发将热量带到冷凝端，最终将电池产生的热量释放到箱体5的外部环境，冷凝后的液态工质在脉动热管1封闭管路中完成若干循环，以达到散热的目的。
本发明脉动热管1的启动温度根据电动汽车电池的最佳运行温度决定，具体如下：对于铅酸电池，其最佳工作温度为20℃～40℃，则脉动热管1启动温度为20℃～40℃；对于镍氢电池，其最佳工作温度为25℃～45℃，则脉动热管1的启动温度为25℃～45℃；对于锂离子电池，其最佳工作温度为20℃～50℃，则脉动热管1的启动温度为20℃～50℃；其它电池部分型号根据最佳运行温度，对脉动热管启动温度与之对应。
本发明高热容材料，既可以是水等显热材料，也可以是其它相变材料。材料不受潜热和导热系数限制。高热容材料为相变材料时，相变材料熔点比所选用电池允许最高工作温度低5℃～20℃，但高于当地环境温度。
如上所述便可较好地实现本发明。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明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发明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，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有散热装置的电动汽车动力电池组，包括箱体，在箱体内设置有电池组，所述电池组由多个单体电池构成，其特征在于：在相邻单体电池之间的缝隙内填充有相变材料，相变材料中埋设有脉动热管，所述箱体设有一个与其相配的盖板，箱体与盖板密封配合。
2.根据权利要求1所述的具有散热装置的电动汽车动力电池组，其特征在于：所述脉动热管分为蒸发端和冷凝端，所述蒸发端置于箱体的内部，冷凝端穿过盖板置于箱体外部，冷凝端与盖板结合处密封配合，所述脉动热管的蒸发端和冷凝端相互连通。
3.根据权利要求1或2所述的具有散热装置的电动汽车动力电池组，其特征在于：所述的相变材料为液态时，电池组包覆有密封包装层。
4.根据权利要求3所述的具有散热装置的电动汽车动力电池组，其特征在于：所述脉动热管内充装有液态工质。
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