CN113241485B - 一种增加相变换热的电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池包技术领域，具体的说是一种增加相变换热的电池包。本发明包括箱体外壳、冷板、电芯模组、相变材料、导热绝缘垫和散热翅片；所述箱体外壳内部的底部设有电芯模组，所述电芯模组包括多个电芯，所述相邻电芯之间设有散热翅片，所述散热翅片通过导热绝缘垫连接所述电芯，所述箱体外壳的底部充有相变材料，箱体外壳内部的顶部设有冷板。本发明在液相材料中添加发泡剂，发泡剂受热产生大量气泡，携带液相材料以液膜的状态覆盖在散热翅片上快速汽化。

Description

一种增加相变换热的电池包
技术领域
本发明涉及电池包技术领域，具体的说是一种增加相变换热的电池包。
背景技术
目前常见的电池热管理技术包括：空气冷却、液体冷却以及变材料冷却。空气冷却又包括自然风冷与强制风冷，对于低倍率电池箱，电芯产热量不高，可以采用风冷降温。而对于高倍率电芯，产热量较高，特别是当电芯充放电倍率达到2C以上时，就需要换热效果更好的液体冷却方式。相变材料冷却也是一种可以提高电芯温度一致性的降温方法，相变材料通常紧密接触电芯，将电芯模组产生的热量传递给相变材料，再通过相变流动将热量传递到电池箱外部。
相变材料冷却包括固液相变换热与气液相变换热，其中气液相变换热由于其汽化潜热换热量大具有明显的换热优势，但由于其成本高及换热时底部液体汽化速率慢的问题限制了大规模应用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种增加相变换热的电池包，以较少的液体量发挥最大的换热效率。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种增加相变换热的电池包，包括箱体外壳、冷板、电芯模组、相变材料、导热绝缘垫和散热翅片；所述箱体外壳内部的底部设有电芯模组，所述电芯模组包括多个电芯，所述相邻电芯之间设有散热翅片，所述散热翅片通过导热绝缘垫连接所述电芯，所述箱体外壳的底部充有相变材料，箱体外壳内部的顶部设有冷板。
所述相变材料为液相材料。
所述相变材料为氟化液与发泡剂的混合液。
所述发泡剂的体积占相变材料总液体的3％～5％。
所述相变材料浸没电芯高度的五分之一。
所述冷板设置于所述箱体外壳的上盖板的内部，且与外部换热系统连接。
所述导热绝缘垫为硅胶绝缘垫。
所述散热翅片采用铝合金翅片。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.本发明在电芯之间设置有导热绝缘垫，可将电芯热量快速传导至翅片，通过翅片增加与液相材料的接触面积，提高换热量。
2.本发明在液相材料中添加发泡剂，发泡剂受热产生大量气泡，携带液相材料以液膜的状态覆盖在散热翅片上快速汽化。
3.本发明液相材料主要以气泡状态存在，所以填充量较小，节省成本。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构图；
图2为图1中A部分的结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1-2所示，一种增加相变换热的电池包，包括箱体外壳1、冷板2、电芯模组3、相变材料4、导热绝缘垫5、散热翅片6等。电芯模组3位于箱体外壳1底部，电芯之间有散热翅片6，在电芯与散热翅片6中间设置有导热绝缘垫5，冷板2位于箱体外壳1上盖板的内部，与外部换热系统连接。箱体外壳1的底部充入一定量的相变材料4，该相变材料4为氟化液与发泡剂的混合液，发泡剂可采用硅烷偶联剂。相变材料4的剂量根据电芯模组的数量及间隙情况进行设定，相变材料4添加至浸没电芯高度的1/5左右。
电芯模组3工作时将产生大量热，热量通过导热绝缘垫5及散热翅片6被相变材料4所吸收，相变材料4中的发泡剂受热将产生大量气泡，氟化液聚集在气泡表面以液膜的状态呈现，这样氟化液液膜将与散热翅片6紧密接触，电芯产生的热量通过散热翅片6传递给液膜，使液膜快速汽化吸热。液膜越薄其蒸发能力越强，其汽化换热能力也越强。但是，液膜也不能过薄，以免出现局部不连续的现象，降低了散热性能。因此，在用量上，发泡剂的体积约占相变材料总液体的3％～5％。蒸汽上升至冷板2冷凝，热量随冷板2中的冷液带走，冷凝液返回至箱体外壳1的底部并再次循环使用。
导热绝缘垫可采用硅胶材料使电芯与散热翅片紧密连接，减小接触热阻；散热翅片采用铝合金材料。
类似地，电池可采用方形电池、圆柱形电池及刀片电池。相变材料4为绝缘阻燃液体，沸点为25℃～55℃。箱体外壳1为密封空间，组装完成后抽成真空，然后灌注相变材料4。

Claims (5)

1.一种增加相变换热的电池包，其特征在于，包括箱体外壳、冷板、电芯模组、相变材料、导热绝缘垫和散热翅片；所述箱体外壳内部的底部设有电芯模组，所述电芯模组包括多个电芯，相邻所述电芯之间设有散热翅片，所述散热翅片通过导热绝缘垫连接所述电芯，所述箱体外壳的底部充有相变材料，箱体外壳内部的顶部设有冷板；
所述相变材料为液相材料；
所述相变材料为氟化液与发泡剂的混合液；所述发泡剂采用硅烷偶联剂；所述发泡剂的体积占相变材料总液体的3%~5%。
2.根据权利要求1所述的一种增加相变换热的电池包，其特征在于，所述相变材料浸没电芯高度的五分之一。
3.根据权利要求1所述的一种增加相变换热的电池包，其特征在于，所述冷板设置于所述箱体外壳的上盖板的内部，且与外部换热系统连接。
4.根据权利要求1所述的一种增加相变换热的电池包，其特征在于，所述导热绝缘垫为硅胶绝缘垫。
5.根据权利要求1所述的一种增加相变换热的电池包，其特征在于，所述散热翅片采用铝合金翅片。
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