CN108183282B - 一种基于均热板的电池模组热管理装置 - Google Patents

一种基于均热板的电池模组热管理装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于均热板的电池模组热管理装置，包括均热底板、均匀间隔地竖直设置在所述均热底板上表面的若干均热隔板，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，相邻的两个均热隔板之间用于紧密接触的放置电池包，所述均热底板、均热隔板的内腔彼此隔离。本发明通过设置内腔彼此隔离的均热底板、均热隔板实现较高的均温性，通过设置换热装置实现能根据工况对电池模组进行散热或加热，布局设计难度低，结构简单且制造成本较低，具有良好的市场应用前景。

Description

一种基于均热板的电池模组热管理装置
技术领域
本发明涉及一种电池热管理装置，尤其涉及一种基于均热板的电池模组热管理装置。
背景技术
电池热管理装置是当前电池驱动设备中不可或缺的一部分，直接对电池的使用寿命和状态具有直接的影响。专利CN 206225497 U 中电池热管理方案只可对电池模组进行散热，但在低温环境下无法对电池模组进行加热，不适用于需要加热电池模组的工况（电池在低温条件下充放电时，其容量、寿命降低显著，甚至无法使用）。另外，方案中的均热板为整体式的，其专利中的图6所示散热腔2-3-1与吸热腔2-3-2内腔贯通一体，如其专利图2所示摆放使用时，吸热腔2-3-2吸热后内部工质蒸发至散热腔2-3-1内冷却重新相变为液态，液体从散热腔2-3-1回流至多个吸热腔2-3-2过程容易分配不均衡，受内部压强分布情况的影响，通常为靠近两边的吸热腔工质较多，而靠近中间部位的吸热腔工质较少。均热板内工质的分布严重影响其性能，工质过少的部位容易出现烧干造成热点产生，而工质过多则会增大热阻，最终影响整体的均温效果。专利CN 205621821 U采用热管和底部水箱对电池模组进行控温，如其附图2所示水箱设置有循环液入口4-1及循环液出口4-2，虽然水箱内布局扰流柱7和扰流隔板8用于弱化循环液入口和出口温度的不均匀，以改善对电池模组加热或冷却时不同位置的温差，但存在问题是：1.很难取得很好的电池模组均温效果；2.为在各种工况下都能获得较好的均温性，扰流注7和扰流隔板8的布局设计难度较高，且制造成本较高。
发明内容
针对上述技术问题之一，本发明的目的是提供一种均温效果好，且能根据工况对电池模组进行散热或加热的热管理装置。
为了解决上述问题，本发明采用了如下方案实现：
一种基于均热板的电池模组热管理装置，包括均热底板、均匀间隔地竖直设置在所述均热底板上表面的若干均热隔板，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，相邻的两个均热隔板之间用于紧密接触的放置电池包，所述均热底板、均热隔板的内腔彼此隔离。
进一步地，所述均热隔板采用L形均热板，所述均热底板采用基底均热板，所述L形均热板的底边均与基底均热板的上表面贴合，所述电池包的底部与L形均热板的底边紧密接触，两侧边与相邻L形均热板竖直边紧密接触。
进一步地，所述均热隔板采用直板形均热板，所述均热底板采用开槽基底均热板，所述开槽基底均热板上均匀设置有若干相互平行的开槽口，所述的直板形均热板均匀间隔地平行固接在所述开槽口处，所述电池包的两侧边与相邻直板形均热板的竖直边紧密接触，底部与开槽基底均热板(5)上表面紧密接触。
进一步地，所述的换热装置包括内设流体通道的水冷板，所述水冷板的上表面与均热底板的下表面紧密贴合，所述水冷板的两端分别设置有进水口和出水口。
进一步地，所述水冷板的上表面与均热底板的下表面之间设置有导热硅脂。
进一步地，所述的所述水冷板的材料为铝合金。
进一步地，所述的换热装置包括散热翅片，所述散热翅片的上表面与均热底板的下表面紧密贴合。
进一步地，所述散热翅片的上表面与均热底板的下表面之间设置有导热硅脂。
进一步地，所述的散热翅片的材料为铝合金。
相比现有技术，本发明通过设置内腔彼此隔离的均热底板、均热隔板实现较高的均温性，通过设置换热装置实现能根据工况对电池模组进行散热或加热，布局设计难度低，结构简单且制造成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例一的装配示意图。
图2为本发明实施例一的爆炸示意图。
图3为本发明实施例二的装配示意图。
图4为本发明实施例二的爆炸示意图。
图5为本发明实施例三的装配示意图。
图6为L形均热板的结构示意图。
图7为基底均热板的结构示意图。
图8为开槽基底均热板的结构示意图。
图9为直板型均热板和开槽基底均热板组合为一体的结构示意图。
图10为水冷板的结构示意图。
图中所示为：
1-电池包、2-L形均热板、3-直板形均热板、4-基底均热板、5-开槽基底均热板、51-开槽口、6-水冷板、61-进水口、62-出水口、7-散热翅片。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例一
如图1和图2所示，一种基于均热板的电池模组热管理装置，包括均热底板、均匀间隔地竖直设置在所述均热底板上表面的若干均热隔板，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，相邻的两个均热隔板之间用于紧密接触的放置电池包1，所述均热底板、均热隔板的内腔彼此隔离。
如图6和图7所示，所述均热隔板采用L形均热板2，所述均热底板采用基底均热板4，所述L形均热板2的底边均与基底均热板4的上表面贴合，所述电池包1的底部与L形均热板2的底边紧密接触，两侧边与相邻L形均热板2竖直边紧密接触。
如图10所示，所述的换热装置包括内设流体通道的铝合金材质的水冷板6，所述水冷板6的上表面与均热底板的下表面紧密贴合，所述水冷板6的两端分别设置有进水口61和出水口62。
所述水冷板6的上表面与均热底板的下表面之间设置有导热硅脂，提高传热效果。
当电池模组温度较高时，冷却液体从水冷板6的进水口61通入，出水口62流出，各电池包1产生的热量通过L形均热板传递至基底均热板4，再传递至冷水板6，由冷却液带走，水冷板6流道内部可设置扰流柱等强化传热效果。
当电池模组温度较低需要加热时，加热流体从水冷板6的进水口61通入，出水口62流出，热量传递为加热流体到水冷板6，再传递至基底均热板4，再通过L形均热板传递至各电池包1。
由于L形均热板2和基底均热板3都具有非常高的热导率，因此电池模组内的电池包1可获得很高的均温性。
本实施例通过内腔不贯通的L形均热板2和基底均热板4，对电池包1进行热管理，再在基底均热板4的底部设置有液体进口和出口的水冷板6，水冷板6进口和出口根据工况要求可通入冷却水或热水。即使水冷板6进水口61和出水口62的存在较大温差，但基底均热板4与L形均热板2接触的整个平面均温性非常高（得益于均热板的高导热系数，均温性远高于专利CN 205621821 U的方案），从而使整个电池模组具有较高的均温性；当电池模组中任何一个或多个电池包1发热量较高时，与其接触的L形均热板2迅速将热量传导至基底均热板4，再迅速扩散至其他L形均热板2（L形均热板和基底均热板均有很高的导热系数），避免了某一个或多个电池包1温差过大，从而维持整个电池模组的均温性，其中部分热量迅速传导至水冷板6由冷却液体带走。
不将图1中的L形均热板2与基底均热板4内腔连接一起的目的在于保证各个均热板的高导热性，若如专利CN 206225497 U内腔连接一体，工作时内部工质可能分配不均（受重力、内部压强分布等的影响），从而影响整体装置的均温性，尤其当尺寸较大，内部工质较多，多个吸热腔在下、散热腔在上的情况，重力及内部各点压强不同作用下，可能会出现靠近两边的吸热腔工质分配较多，而靠近中心位置的吸热腔工质较少，造成装置的均温性下降。
实施例二
如图3和图4所示，本发明与实施例一的区别在于：所述均热隔板采用直板形均热板3，所述均热底板采用开槽基底均热板5，所述开槽基底均热板5上均匀设置有若干相互平行的开槽口51(请见图8)，所述的直板形均热板3均匀间隔地平行固接在所述开槽口51处，所述电池包1的两侧边与相邻直板形均热板3的竖直边紧密接触。直板型均热板3从开槽口51处穿入开槽基底均热板5，穿入的交叉位置处进行固接、密封处理，直板型均热板3和开槽基底均热板5分别为独立的均热板，内腔不贯通，组成一种新型均热板，制作过程包括：先制作直板型均热板3并分别插入开槽口51中，然后固接、密封交叉位置，再对开槽基底均热板5进行注液抽真空，完成制作(请见图9)。电池包1两侧边分别与相邻的直板型均热板3接触，底部与开槽基底均热板5上表面接触。
实施例三
如图5所示，本实施例与实施例二的区别在于：当不需要对电池模组进行加热的情况，可将水冷板6换成铝合金的散热翅片7，根据要求选择自然冷却或强制风冷。
以上所述各方案的电池热管理装置使用时均无方向性要求，可任意角度摆放使用。
以上是本发明的某些具体实现方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明范围的限制，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于均热板的电池模组热管理装置，其特征在于：包括均热底板、均匀间隔地竖直设置在所述均热底板上表面的若干均热隔板，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，相邻的两个均热隔板之间用于紧密接触的放置电池包(1)，所述均热底板、均热隔板的内腔彼此隔离；
所述的换热装置包括内设流体通道的水冷板(6)，所述水冷板(6)的上表面与均热底板的下表面紧密贴合，所述水冷板(6)的两端分别设置有进水口(61)和出水口(62)，水冷板(6)的进水口(61)和出水口(62)根据工况要求通入冷却水或热水；
所述均热隔板采用L形均热板(2)，所述均热底板采用基底均热板(4)，所述L形均热板(2)的底边均与基底均热板(4)的上表面贴合，所述电池包(1)的底部与L形均热板(2)的底边紧密接触，两侧边与相邻L形均热板(2)的竖直边紧密接触；
所述均热隔板采用直板形均热板(3)，所述均热底板采用开槽基底均热板(5)，所述开槽基底均热板(5)上均匀设置有若干相互平行的开槽口(51)，所述的直板形均热板(3)均匀间隔地平行固接在所述开槽口(51)处，所述电池包(1)的两侧边与相邻直板形均热板(3)的竖直边紧密接触，底部与开槽基底均热板(5)上表面紧密接触。
2.根据权利要求1所述的基于均热板的电池模组热管理装置，其特征在于：所述水冷板(6)的上表面与均热底板的下表面之间设置有导热硅脂。
3.根据权利要求1所述的基于均热板的电池模组热管理装置，其特征在于：所述水冷板(6)的材料为铝合金。
4.根据权利要求1所述的基于均热板的电池模组热管理装置，其特征在于：所述的换热装置还包括散热翅片(7)，所述散热翅片(7)的上表面与均热底板的下表面紧密贴合。
5.根据权利要求4所述的基于均热板的电池模组热管理装置，其特征在于：所述散热翅片(7)的上表面与均热底板的下表面之间设置有导热硅脂。
6.根据权利要求4所述的基于均热板的电池模组热管理装置，其特征在于：所述的散热翅片(7)的材料为铝合金。
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