CN110190356A - 一种具有热管散热装置的新能源汽车动力电池托盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有热管散热装置的新能源汽车动力电池托盘，包括带有侧壁的托盘主体、托盘吊耳和散热装置，散热装置包括L形热管、导热板和导热接头；L形热管充分利用热传导原理与相变介质的快速热传递性质，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，可将电池托盘内部的热量快速地传递到托盘外面，随后将热量传递到电池包外部环境。本发明的电池托盘具有结构简单，散热效果高、安装方便等优点，且符合电动汽车轻量化的要求。

Description

一种具有热管散热装置的新能源汽车动力电池托盘
技术领域
本发明涉及一种新能源电动汽车动力电池系统的技术领域，尤其是涉及电池托盘的散热装置。
背景技术
电池包是电动汽车上装有电池模组的储能元件，是电动汽车的核心部件，电池托盘是电池包的主体框架结构，承受电池模组的重量，其结构与散热性能对电池包的性能、使用寿命有着重要影响，直接关系电动汽车的性能和安全。
电池包工作过程中容易产生大量的热量，因此如何快速有效散热是其保证其正常工作的关键问题，现有电池包的散热方法多采用液冷介质进行冷却，结构复杂，散热效果有限，不利于电动汽车轻量化的发展。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种具有热管散热装置的新能源汽车动力电池托盘，利用热管技术实现电池包的快速散热，结构简单，散热效率高，利于实现电池包的轻量化设计。本发明是通过以下技术方案实现的。
一种具有热管散热装置的新能源汽车动力电池托盘，包括带有侧壁的托盘主体、托盘吊耳和散热装置，托盘主体是电池托盘的主体结构，主要作用是容纳电池模组、导热板以及L形热管。散热装置包括L形热管、导热板和导热接头，L形热管均匀分布在导热板和托盘主体之间，L形热管和导热板通过导热接头连接，L形热管分为水平管段和竖直管段，L形热管的水平管段为蒸发段，竖直管段为冷凝段，L形热管内部抽成负压后填充适量的相变介质，并加以密封。
L形热管水平管段穿过托盘侧壁的通孔，水平管段与托盘主体的底部平行，竖直管段与托盘主体侧壁平行，方向可根据电动汽车对电池托盘的外围设计需求而进行旋转，典型状态为与托盘主体的底部垂直。
进一步地，本发明的电池托盘所述的导热接头与导热板通过螺钉连接，具体连接方式为：导热板开设有2个以上通孔，导热接头对应位置开设有螺纹孔，螺钉穿过导热板后旋入导热接头的螺纹孔。
进一步地，本发明的电池托盘所述的导热接头上表面有平面，下表面为圆弧，导热接头圆弧面与L形热管通过耐热胶水连接，导热接头采用铜合金材料，可实现热量的快速传递。
进一步地，本发明的电池托盘所述的导热板与托盘主体通过螺钉连接，具体连接方式为：托盘主体侧壁开设通孔，导热板侧面对应位置开设有螺纹孔，螺钉穿过托盘主体侧壁通孔后旋入导热板侧面的螺纹孔，导热板的形状与托盘主体底部形状相匹配。
进一步地，本发明的电池托盘所述的L形热管内部填充的相变介质为蒸馏水与甲醇、丙酮的混合物，可根据新能源汽车具体工作环境针对性调配。
进一步地，本发明的电池托盘所述导热板上开设有若干栅格，一方面减轻结构重量，另一方面可以加强电池托盘内部的空气对流，利于内部的温度均匀分布。
进一步地，托盘主体、导热板采用铝合金材料，可有效减轻电池托盘的重量。
进一步地，托盘左右两侧设置有若干个托盘吊耳，用于电池托盘安装时的装吊，也可基于该结构设计电池托盘外围装置，以保护L形热管热端免于外部撞击等损坏。
进一步地，根据电池托盘的常见结构形式，本发明的托盘主体为梯形框和矩形框的组合，组合方式为梯形框的长边与矩形框的短边相连，L形热管优选的分布在矩形框的两长边和梯形框的短边上，根据需要可以设置若干个L形热管。
本发明的有益技术效果：本发明采用L形热管散热，充分利用热传导原理与相变介质的快速传热，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，可将电池托盘内部的热量快速地传递到托盘外面，随后将热量传递到电池包外部环境。本发明的电池托盘具有散热效率高，结构简单，安装方便等优点，且符合电动汽车轻量化的要求。
附图说明
图1为电池托盘整体结构示意图；
图2为电池托盘L形热管布置示意图；
图3为L形热管截面示意图；
图4为L形热管与导热板连接局部示意图。
其中1-托盘主体；21、22、23--L形热管；3-导热板；4、托盘吊耳；5-导热接头。
具体实施方式
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明提供的电池托盘，包括带有侧壁的托盘主体、托盘吊耳和散热装置，托盘主体是电池托盘的主体结构，主要作用是容纳电池模组、导热板以及热管，托盘主体采用铝合金材料制造，可有效减轻电池托盘的重量。
散热装置包括L形热管、导热板和导热接头，L形热管均匀分布在导热板和托盘主体之间，L形热管和导热板通过导热接头连接，L形热管分为水平管段和竖直管段，L形热管的水平管段为蒸发段，竖直管段为冷凝段，L形热管内部抽成负压后充以适量的相变介质，并加以密封。L形热管水平管段穿过托盘侧壁的通孔，水平管段与托盘主体的底部平行，竖直管段与托盘主体侧壁平行，方向可根据电动汽车对电池托盘的外围设计需求而进行旋转，典型状态为与托盘主体的底部垂直。
导热板与导热接头通过螺钉连接，具体连接方式为：导热板开设有2个以上通孔，导热接头对应位置开设有螺纹孔，螺钉穿过导热板后旋入导热接头的螺纹孔，实现固定连接，导热板有两方面的作用，一是承受电池托盘内电池模组的重量；二是把电池模组的发热量传导至L形热管。导热板上还开设有若干栅格，一方面减轻结构重量，另一方面可以加强电池托盘内部的空气对流，利于内部的温度均匀分布。
导热板与托盘主体通过螺钉连接，具体连接方式为：托盘侧壁开设有与导热板侧面相对应的螺纹通孔，螺钉穿过托盘主体侧壁通孔旋入导热板侧面的螺纹孔，以实现导热板与托盘主体的固定连接，导热板的形状与托盘主体底部形状相匹配。另外，导热板使用铝合金材料，既可实现电池托盘的轻量化，也具有较高的导热系数，可快速的传导热量。
导热接头与L形热管通过导热接头连接，导热接头上表面有平面，下表面为圆弧，导热接头的圆弧面与L形热管通过耐热胶水连接。导热接头采用铜合金材料，可实现热量的快递传递。
本发明的电池托盘所述的L形热管内部填充的相变介质为蒸馏水与甲醇、丙酮的混合物，可根据新能源汽车具体工作环境针对性调配。L形热管充分利用热传导原理与相变介质的快速热传递性质，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，可将电池托盘内部的热量快速地传递到托盘外面，随后将热量传递到电池包外部环境。
托盘左右两侧设置有若干个托盘吊耳，用于电池托盘安装时的装吊，也可基于该结构设计电池托盘外围装置，以保护L形热管热端免于外部撞击等损坏。
根据电池托盘的常见结构形式，本发明的托盘主体为梯形框和矩形框的组合，组合方式为梯形框的长边与矩形框的短边相连，L形热管优选的分布在矩形框的两长边和梯形框短边上，根据需要可以设置若干个L形热管。

Claims (10)

1.一种具有热管散热装置的新能源汽车动力电池托盘，包括带侧壁的托盘主体、托盘吊耳和散热装置，其特征在于：所述散热装置包括L形热管、导热板和导热接头，所述L形热管均匀分布在导热板和托盘主体之间，所述L形热管和导热板通过导热接头连接，所述L形热管分为水平管段和竖直管段，所述L形热管的水平管段为蒸发段，竖直管段为冷凝段，L形热管内部填充相变介质，并加以密封，所述L形热管水平管段穿过托盘侧壁的通孔，水平管段与托盘主体的底部平行，竖直管段与托盘主体侧壁平行，与托盘主体底部垂直。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：所述导热接头与导热板通过螺钉连接，所述导热板开设有2个以上通孔，导热接头对应位置开设有螺纹孔，螺钉穿过导热板后旋入导热接头的螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：所述导热接头上表面有平面，下表面为圆弧，导热接头圆弧面与L形热管通过耐热胶水连接。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：所述导热板与托盘主体通过螺钉连接，托盘主体侧壁开设通孔，导热板侧面对应位置开设有螺纹孔，螺钉穿过托盘主体侧壁通孔后旋入导热板侧面的螺纹孔。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：所述L形热管内部填充的相变介质为蒸馏水与甲醇、丙酮的混合物。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：导热板上开设有若干栅格，导热板的形状与托盘主体底部形状相匹配。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：托盘主体、导热板采用铝合金材料，导热接头采用铜合金材料。
8.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：托盘左右两侧设置有若干个托盘吊耳。
9.根据权利要求1-8任一所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：托盘主体为梯形框和矩形框的组合，组合方式为梯形框的长边与矩形框的短边相连。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车动力电池托盘，其特征在于：L形热管分布在矩形框的两长边和梯形框短边上。
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