CN110137626A - 一种电池散热系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电池散热系统，包括：电池模组，所述电池模组包括若干块电池；由复合相变材料组成的电池散热装置，所述电池散热装置与所述电池相接触。可见，本申请中的电池散热系统对电池模组进行散热的电池散热装置是由复合相变材料组成的，复合相变材料的导热系数较纯相变材料的导热系数高，当电池模组需要散热时，复合相变材料组成的电池散热装置可以更加快速及时地将电池模组中的热量散出，降低电池模组的温度，保证电池模组正常工作。此外，本申请还提供一种具有上述优点的车辆。

Description

一种电池散热系统及车辆
技术领域
本申请涉及电池散热技术领域，特别是涉及一种电池散热系统及车辆。
背景技术
随着科技的进步和传统不可再生能源的紧缺，能源与环境问题已经成为人类发展的两大难题。传统的燃油汽车能源消耗量大、效率低、污染物排放量大，对社会能源和环境领域造成巨大的威胁。
以动力电池为驱动的电动汽车具有一次能源零消耗和污染物零排放的优点，可以有效避免燃油汽车带来的问题，但是电动汽车也有致命的缺点：在电池充放电过程中，电池的产热量大。如果热量不能及时排除，会使电池的温度升高，过高的电池温度会降低电池的效率、缩短电池的工作寿命，甚至导致电动汽车发生自燃等安全性问题。所以有必要使用合适的电池散热系统把电池的产热快速地排出，把电池的工作温度维持在合适的范围。
目前电池热散热系统采用纯相变材料进行冷却的方式，纯相变材料的导热系数较低，在完全熔化时，如果相变材料内热量无法及时排放，会导致电池温度再次升高，影响电池正常运作。
发明内容
本申请的目的是提供一种电池散热系统及车辆，以解决现有技术中无法将电池产生的热量及时散出的问题。
为解决上述技术问题，本申请提供一种电池散热系统，包括：
电池模组，所述电池模组包括若干块电池；
由复合相变材料组成的电池散热装置，所述电池散热装置与所述电池相接触。
可选的，还包括：
与所述电池模组的预设位置相对的散热风扇；
温度控制装置，用于测量所述预设位置的温度，且当所述温度超过温度阈值时，发送开启指令至与所述预设位置相对应的所述散热风扇，以便所述散热风扇启动。
可选的，还包括：
平板热管，用于传递所述电池散热装置中的热量，其中，所述平板热管由热管上板、热管槽道和热管下板组成，且所述热管槽道中设置有蒸发工质。
可选的，所述热管槽道为针翅型热管槽道。
可选的，还包括：
翅片板，用于传递所述平板热管中的热量，其中，所述翅片板由翅片基板和翅片组成。
可选的，所述翅片为泡沫金属型翅片。
可选的，还包括：
与所述温度控制装置相连的报警装置，用于当所述温度超过所述温度阈值时，接收所述温度控制装置发送的报警指令，并发出报警信息。
可选的，所述复合相变材料为由膨胀石墨、氢化苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、石蜡组成的复合相变材料。
可选的，所述复合相变材料为掺有纳米颗粒的复合相变材料。
本申请还提供一种车辆，所述车辆安装有上述任一种所述的电池散热系统。
本申请所提供的电池散热系统，包括：电池模组，所述电池模组包括若干块电池；由复合相变材料组成的电池散热装置，所述电池散热装置与所述电池相接触。可见，本申请中的电池散热系统对电池模组进行散热的电池散热装置是由复合相变材料组成的，复合相变材料的导热系数较纯相变材料的导热系数高，当电池模组需要散热时，复合相变材料组成的电池散热装置可以更加快速及时地将电池模组中的热量散出，降低电池模组的温度，保证电池模组正常工作。此外，本申请还提供一种具有上述优点的车辆。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种电池散热系统的分解结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的另一种电池散热系统的分解结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的另一种电池散热系统的分解结构示意图；
图4为平板热管的分解结构示意图；
图5为翅片板的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，现有的电池热散热系统采用纯相变材料进行冷却的方式，纯相变材料的导热系数较低，在完全熔化时，如果相变材料内热量无法及时排放，会导致电池温度再次升高，影响电池正常运作。
有鉴于此，本申请提供了一种电池散热系统，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电池散热系统的分解结构示意图，包括：
电池模组1，所述电池模组1包括若干块电池；
由复合相变材料组成的电池散热装置2，所述电池散热装置2与所述电池相接触。
需要说明的是，本实施例中对电池模组1中电池的形状不做具体限定，可视情况而定。例如，电池的形状可以为圆柱体，或者长方体，或者正方体。同理，本实施例中对电池的数量也不做具体限定，可自行设定。例如，当电池的形状可以为圆柱体时，电池可以为两个、三个等等，电池也可以按照4×4的方式排布，当电池的形状可以为长方体时，电池可以为一块、两块等等。
还需要说明的是，本实施例中对由复合相变材料组成的电池散热装置2的形状也不做具体限定，视电池的形状而定。例如，当电池的形状为圆柱体时，电池散热装置2可以为长方体，且内部具有与电池的形状相匹配的圆柱状的通孔，具体请参考图1所示，以便与电池组成夹心式结构，即圆柱状的电池置于电池散热装置的通孔内；当电池的形状为长方体或者正方体时，电池散热装置2可以为实芯长方体，以便与电池组成三明治式结构。
可选的，电池模组1还包括固定电池的相对设置的两块固定板3，以及位于两块固定板3之间的四个螺栓支柱4，用于稳定固定板3，使电池模组1的结构稳固可靠。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述复合相变材料为由膨胀石墨、氢化苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、石蜡组成的复合相变材料，其中，膨胀石墨为定形骨架，氢化苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)为封装剂，高导热系数的膨胀石墨可以将电池产生的热量快速地在相变材料中传递，提高传热能力，通过氢化苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物与石蜡具有的优良相容性，增加与石蜡的物理交联作用，能有效防止相变材料熔化时发生泄漏，增强复合相变材料的机械强度。但是，本申请对复合相变材料并不做具体限定，在本申请的其他实施例中，复合相变材料还可以为泡沫金属、泡沫碳、泡沫石墨三种中的任一种、高密度聚乙烯、环氧树脂两种中的任一种、石蜡组成的复合相变材料。
优选地，所述复合相变材料为掺有纳米颗粒的复合相变材料，掺入纳米颗粒可以进一步提高复合相变材料的导热系数，从而加快对电池模组1的散热。
需要指出的是，本实施例中对纳米颗粒的种类不做具体限定，可自行选择。例如，纳米颗粒可以为泡沫石墨纳米颗粒，或者泡沫碳纳米颗粒，或者为铝、铜、镍等高导热金属纳米颗粒。
进一步地，当电池模组1与电池散热装置2组成夹心式或者三明治式整体结构后，在整体结构的四周设置有保护箱体5，以避免电池模组1和电池散热装置2受到损坏，当然，保护箱体5设有通孔，以增强热量的散失。
本实施例所提供的电池散热系统，包括电池模组1，所述电池模组1包括若干块电池；由复合相变材料组成的电池散热装置2，所述电池散热装置2与所述电池相接触。可见，本实施例中的电池散热系统对电池模组1进行散热的电池散热装置2是由复合相变材料组成的，复合相变材料的导热系数较纯相变材料的导热系数高，当电池模组1需要散热时，复合相变材料组成的电池散热装置2可以更加快速及时地将电池模组1中的热量散出，降低电池模组1的温度，保证电池模组1正常工作。并且，由于复合相变材料组成的电池散热装置2散热快，可以避免电池模组1温度再次升高，从而保证电池正常运作。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的另一种电池散热系统的分解结构示意图。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，电池散热系统还包括：
与所述电池模组1的预设位置相对的散热风扇6；
温度控制装置7，用于测量所述预设位置的温度，且当所述温度超过温度阈值时，发送开启指令至与所述预设位置相对应的所述散热风扇6，以便所述散热风扇6启动。
需要指出的是，本实施中对预设位置不做具体限定，可视情况而定。例如，预设位置可以为电池模组1的前、后、左、右四个表面的位置处。
还需要说明的是，本实施例中对散热风扇6的数量不做具体限定，视情况而定。优选地，散热风扇6的数量为4个，分别与电池模组1的前、后、左、右四个表面相对设置。
具体的，温度控制装置7包括单片机、设置在电池模组1的预设位置处的温度探头、电路控制继电器，通过电路，把温度探头的温度信号转换成电信号，得到预设位置的温度。
需要指出的是，本实施例中对温度阈值不做具体限定，可自行设置。例如，温度阈值可以为30℃，或者40℃，等。
可选的，温度控制装置7可以设置在电池模组1与电池散热装置2整体结构的上方，以位于整体结构上表面的电池绝缘保护板8为承载体，其中电池绝缘保护板8与保护箱体5相配合，共同保护电池模组1与电池散热装置2的整体结构。
本实施例中的电池散热系统具有温度控制装置7，当预设位置的温度超过温度阈值时，温度控制装置7发送开启指令至与温度超过温度阈值的预设位置相对应的散热风扇6，散热风扇6开启，加快温度超过温度阈值的预设位置的散热速率，从而使预设位置处的温度降低，达到电池模组1的正常工作温度要求，避免发生危险事故。
优选地，电池散热系统还包括：
与所述温度控制装置7相连的报警装置，用于当所述温度超过所述温度阈值时，接收所述温度控制装置7发送的报警指令，并发出报警信息。
当温度超过温度阈值时，温度控制装置7发送报警指令至报警装置，以使报警装置发出报警信息，从而提醒用户电池模组1的温度过高，停止使用电池模组1，一方面可以延长电池模组1的使用寿命，另一方面还可以避免因电池模组1温度过高而发生危险事故。
需要指出的是，本实施例中对报警信息不做具体限定，可自行设置。例如，报警信息可以为文字信息，或者声音信息，或者文字信息与声音信息的组合信息，等等。
请参考图3至图5，图3为本申请实施例所提供的另一种电池散热系统的分解结构示意图，图4为平板热管的分解结构示意图，图5为翅片板的结构示意图。
进一步地，电池散热系统还包括：平板热管10，用于传递所述电池散热装置2中的热量，其中，所述平板热管10由热管上板101、热管槽道102和热管下板103组成，且所述热管槽道102中设置有蒸发工质。
需要指出的是，本实施例中对蒸发工质的种类不做具体限定，视情况而定。例如，蒸发工质可以为相变微胶囊的纳米流体、水、乙醇、丙醇、自湿润流体，等等。
具体的，平板热管10设置在电池模组1与电池散热装置2整体结构的下方，平板热管10的设置目的是，传递电池散热装置2中的热量，进一步加快电池散热装置2中热量的散失速度，从而加快电池模组1降温速率。
优选地，所述热管槽道102为针翅型热管槽道，热管槽道102具有针翅型结构，提供毛细力，增加换热面积，从而加快平板热管10对热量的散失效率。
进一步地，电池散热系统还包括：翅片板11，用于传递所述平板热管10中的热量，其中，所述翅片板11由翅片基板111和翅片112组成。翅片板11为板式翅片，平行于空气流动的方向，空气在相邻的翅片形成的通道中流过，加快平板热管10中热量的散失，从而加快电池模组1中热量的散失，降低电池模组1的温度，使电池模组1的温度稳定在正常工作范围内。
优选地，所述翅片112为泡沫金属型翅片，泡沫金属型翅片可以增加空气的扰流以及换热面积，从而加强对平板热管10的散热。
可选的，泡沫金属型翅片的孔隙率在85％～95％之间，以增强对平板热管10的散热。
需要说明的是，本实施例中泡沫金属型翅片为高导热金属形成的翅片，对具体金属种类不做限定，可视情况而定。例如，高导热金属可以为铜、铝、镍，等等。
可选的，电池散热系统还包括位于电池绝缘保护板8上方的箱盖9。
本申请还提供一种车辆，所述车辆安装有上述公开的任一种所述的电池散热系统。
本实施例所提供的车辆安装有电池散热系统，电池散热系统包括电池模组1，所述电池模组1包括若干块电池；由复合相变材料组成的电池散热装置2，所述电池散热装置2与所述电池相接触。可见，本实施例中的电池散热系统对电池模组1进行散热的电池散热装置2是由复合相变材料组成的，复合相变材料的导热系数较纯相变材料的导热系数高，当电池模组1需要散热时，复合相变材料组成的电池散热装置2可以更加快速及时地将电池模组1中的热量散出，降低电池模组1的温度，保证电池模组1正常工作，从而保证车辆的正常运行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的电池散热系统及车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池散热系统，其特征在于，包括：
电池模组，所述电池模组包括若干块电池；
由复合相变材料组成的电池散热装置，所述电池散热装置与所述电池相接触。
2.如权利要求1所述的电池散热系统，其特征在于，还包括：
与所述电池模组的预设位置相对的散热风扇；
温度控制装置，用于测量所述预设位置的温度，且当所述温度超过温度阈值时，发送开启指令至与所述预设位置相对应的所述散热风扇，以便所述散热风扇启动。
3.如权利要求1或2所述的电池散热系统，其特征在于，还包括：
平板热管，用于传递所述电池散热装置中的热量，其中，所述平板热管由热管上板、热管槽道和热管下板组成，且所述热管槽道中设置有蒸发工质。
4.如权利要求3所述的电池散热系统，其特征在于，所述热管槽道为针翅型热管槽道。
5.如权利要求4所述的电池散热系统，其特征在于，还包括：
翅片板，用于传递所述平板热管中的热量，其中，所述翅片板由翅片基板和翅片组成。
6.如权利要求5所述的电池散热系统，其特征在于，所述翅片为泡沫金属型翅片。
7.如权利要求6所述的电池散热系统，其特征在于，还包括：
与所述温度控制装置相连的报警装置，用于当所述温度超过所述温度阈值时，接收所述温度控制装置发送的报警指令，并发出报警信息。
8.如权利要求7所述的电池散热系统，其特征在于，所述复合相变材料为由膨胀石墨、氢化苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、石蜡组成的复合相变材料。
9.如权利要求8所述的电池散热系统，其特征在于，所述复合相变材料为掺有纳米颗粒的复合相变材料。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆安装有如权利要求1至9任一项所述的电池散热系统。
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