CN114400396A - 一种电池散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池散热装置，所述电池散热装置包括箱体、多个电池元件、液冷装置以及风冷散热器，所述箱体内形成容置腔，所述多个电池元件在所述容置腔中间隔布设；所述液冷装置用于对所述容置腔进行散热；所述风冷散热器用于对所述液冷装置进行散热，所述风冷散热器包括多个间隔设置的散热翅片，相邻的每两个所述散热翅片之间限定出风道，所述风道供散热气流通过。本发明通过液冷装置对多个电池元件进行散热，所述风冷散热器对液冷装置进行散热，使多个电池元件的温度、最高温差保持在合理的范围内，散热效果更好。

Description

一种电池散热装置
技术领域
本发明涉及新能源汽车动力电池热管理技术领域，具体涉及到一种电池散热装置。
背景技术
随着新能源电动汽车的迅速发展，动力电池的热管理性能得到很大的重视，尤其是电池的散热问题。当电池散热不及时，就会导致电池的温度升高，当温度处于临界水平时，会加剧电池内部的副反应与产热的速率，从而发生电池的热失控现象。另外，电动汽车的动力电池包是由高能量密度的单体电池紧密排列而成，处于中心部位的电池温度势必会高于处于边缘部位的温度，二者之间的温度差过大会造成单体之间衰减速率的差异，在长期的电池使用过程中会降低动力电池包性能，由此需要可靠的电池散热装置。
动力电池的散热方式包括风冷、液冷、相变等方式，其中风冷与液冷得到了广泛的应用。对于风冷，其散热结构简单，可以满足汽车低负荷工况时的散热要求，但难以满足高负荷工况时的散热；而液冷具有高冷却速度、比热容大和换热系数大等优点，但因其散热结构较为复杂，单一应用时需要考虑众多因素，成本较高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电池散热装置，旨在集风冷与液冷散热于一体，实现更好的散热效果。
为实现上述目的，本发明提出的一种电池散热装置，包括：箱体，所述箱体内形成容置腔；
多个电池元件，所述多个电池元件在所述容置腔中间隔布设；
液冷装置，用于对所述容置腔进行散热；以及，
风冷散热器，用于对所述液冷装置进行散热，所述风冷散热器包括多个间隔设置的散热翅片，相邻的每两个所述散热翅片之间限定出风道，所述风道供散热气流通过。
可选地，所述液冷装置包括液冷板以及设于所述液冷板上的液冷管，所述液冷板与所述箱体的底部抵接，所述液冷管在液冷板上多次弯折延伸。
可选地，自所述液冷板的中心至所述液冷板的边缘为自内至外；
所述液冷管自所述液冷板的一侧朝内延伸后围绕所述液冷板的中心绕设呈环状，且自内至外呈多圈设置。
可选地，所述液冷管的径向的横截面积自内至外渐大设置。
可选地，所述液冷管包括多个直型管和多个弯型管，相邻的每两个所述直型管之间由一个所述弯型管连接。
可选地，所述弯型管由可伸缩变形的弹性材料制成。
可选地，相邻的每两个所述散热翅片具有相互靠近的第一表面，相邻的每两个所述散热翅片的所述第一表面间隔以限定出所述风道，所述第一表面设有凹凸结构。
可选地，所述第一表面设有散热槽，所述散热槽沿其槽深的截面形状为矩形或者半圆形。
可选地，所述箱体的外壁设有连通至所述容置腔的多个通孔。
可选地，所述电池散热装置还包括多个隔热片，且每两个所述电池元件的间隔处均设有所述隔热片。
本发明技术方案中，所述箱体内形成所述容置腔，所述多个电池元件在所述容置腔中间隔布设，所述液冷装置用于对所述容置腔进行散热，使得所述液冷装置始终保持最佳的工作状态，间接地对电池进行散热，所述风冷散热器用于对所述液冷装置进行散热，液冷装置通过高冷却速度、比热容大和换热系数大等优点降低所述容置腔内的所述多个电池元件，再将自身热量传递给所述风冷散热器，通过所述多个散热翅片将所述液冷装置传递的热量进行降温，以实现更好的散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的电池散热装置的一实施例的爆炸示意图；
图2为图1中液冷装置的俯视图；
图3为图1中风冷散热器的正视图；
图4为另一种风冷散热器的正视图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 电池散热装置 321 直型管
1 箱体 322 弯型管
1a 容置腔 4 风冷散热器
11 通孔 41 散热翅片
2 电池元件 42 第一表面
3 液冷装置 43 风道
31 液冷板 5 隔热板
32 液冷管
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
动力电池的散热方式包括风冷、液冷、相变等方式，其中风冷与液冷得到了广泛的应用。对于风冷，其散热结构简单，可以满足汽车低负荷工况时的散热要求，但难以满足高负荷工况时的散热；而液冷具有高冷却速度、比热容大和换热系数大等优点，但因其散热结构较为复杂，单一应用时需要考虑众多因素，成本较高。鉴于此，本发明提出一种电池散热装置，旨在集风冷与液冷散热于一体，实现更好的散热效果。
请参阅图1至图4，为本发明提出的一种电池散热装置的一实施例。
请参阅图1至图3，所述电池散热装置100包括箱体1、多个电池元件2、液冷装置3以及风冷散热器4，所述箱体1内形成容置腔1a；所述多个电池元件2在所述容置腔1a中间隔布设；所述液冷装置3用于对所述容置腔1a进行散热；所述风冷散热器4用于对所述液冷装置3进行散热，所述风冷散热器4包括多个间隔设置的散热翅片41，相邻的每两个所述散热翅片41之间限定出风道43，所述风道43供散热气流通过。
在本实施例中，所述箱体1内形成所述容置腔1a，所述多个电池元件2在所述容置腔1a中间隔布设，所述液冷装置3用于对所述容置腔1a进行散热，所述风冷散热器4用于对所述液冷装置3进行散热，使得所述液冷装置3始终保持最佳的工作状态，间接地对电池进行散热，所述液冷装置3通过高冷却速度、比热容大和换热系数大等优点降低所述容置腔1a内的所述多个电池元件2，再将自身热量传递给所述风冷散热器4，通过所述多个散热翅片41将所述液冷装置3传递的热量进行降温，以实现更好的散热效果，满足在高负荷工况下的电池散热需求。
请参阅图2，所述液冷装置3包括液冷板31以及设于所述液冷板31上的液冷管32，所述液冷板31与所述箱体1的底部抵接，所述液冷管32在液冷板31上多次弯折延伸。
在本实施例中，所述液冷板31厚度可以根据电池的温度分布、实际的需求进行结构参数上的调整从而重新设计，在此不做限定，所述液冷板31设于所述箱体1的底部与所述箱体1直接接触，在本发明中，所述液冷板31的实际位置及个数并不做出具体限定，可以设置在所述箱体1的某一个面也可以设置在所述箱体1的周侧上，所述液冷管32可以嵌入所述液冷板31中，使得对所述容置腔1a内的热量交换以及将热量传递给所述风冷散热器4时传递效果更好，所述液冷管32也可以设于所述液冷板31表面，在此不做具体限定。所述液冷管32在所述液冷板31上多次弯折，呈辐射状向外延伸，可以增大与所述容置腔1a的接触面积，便于进行散热。
具体地，自所述液冷板31的中心至所述液冷板31的边缘为自内至外；所述液冷管32自所述液冷板31的一侧朝内延伸后围绕所述液冷板31的中心绕设呈环状，且自内至外呈多圈设置。
在本实施例中，为了使散热效果更好，所述液冷管32自所述液冷板31的一侧朝内延伸后围绕所述液冷板31的中心呈环状，环状的结构使得与所述容置腔1a的接触面积变大，便于进行散热，多圈设置的结构使得热量中心区的所述液冷管32部分更加集中，便于对中心部分进行快速降温，外圈结构比较分散，使得电池在进行散热时的温度差保持在一定的范围内。
具体地，所述液冷管32的径向的横截面积自内至外渐大设置。
在本实施例中，为了平衡所述多个液冷管32在对所述容置腔1a进行散热时的温差，在中心相对集中的区域内的液冷管32的径向横截面积相对较小，越靠近外圈的液冷管32的径向横截面积逐渐增大，如此设置既保证了散热效果的良好也保证所述容置腔1a内各部分温差不至于过大，反而降低了散热效果。
进一步地，请参阅图2，所述液冷管32包括多个直型管321和多个弯型管322，相邻的每两个所述直型管321之间由一个所述弯型管322连接。
在本实施例中，所述液冷管32整体呈现正六边形状，所述液冷管32包括多个直型管321和多个弯型管322，所述多个弯折管的折角相对于传统的S型管或者蛇形管来说较小，使得所述液冷管32内的流动的冷却液的压降较低，冷却液速度在过渡通道与连接通道的损失更小。值得说明的是，正六边形液冷管32的尺寸、正六边形液冷管32之间的间距度可以根据电池的温度分布、实际的需求进行结构参数上的调整从而重新设计。
具体地，所述弯型管322由可伸缩变形的弹性材料制成。
在本实施例中，根据实际情况对所述液冷管32进行设计时，所述液冷管32并不限于正六边形、正八边形或者其他的形状，所述液冷管32也不限于是一个整体的管道，也可以是多个相同的液冷管32拼接而成，分别对应不同的发热元件，因此，所述弯型管322可以是由弹性材料制成，根据实际情况进行不同情况的弯折，以适应不同的发热元件的设置情况，使得所述电池散热装置100使用的范围更加广泛。所述弯型管322的支撑材料可以是橡胶或者塑料，在此不做限定。
请参阅图3至图4，相邻的每两个所述散热翅片41具有相互靠近的第一表面42，相邻的每两个所述散热翅片41的所述第一表面42间隔以限定出所述风道43，所述第一表面42设有凹凸结构。
在本实施例中，为了使所述风冷散热器4的散热效果更好，设置多个间隔的散热翅片41，所述散热翅片41的制成材料可以是铝、钢等，在此不做限定，外界向所述风道43中吹入自然风或者冷风以对所述散热翅片41进行散热，风道43的长度可以根据实际需要进行调整设计，凹凸结构使得所述风道43与自然风或者冷风的接触面积变大，更加利于对所述液冷装置3进行散热。值得说明的是，在同一风道43内的两个所述第一表面42上的凹凸结构呈错位分布，增大了与吹入自然风或者冷风与所述风道43的接触面积，使散热效果更好。
具体地，所述第一表面42设有散热槽，所述散热槽沿其槽深的截面形状为矩形或者半圆形。
在本实施例中，横截面积为矩形或者圆形的散热槽可以单独设置在所述散热翅片41上，也可以组合进行使用，所述矩形槽或者所述圆形槽沿所述散热翅片41的高度方向间隔设置，其间隔距离以及槽深可以根据实际的需求进行结构参数上的调整从而重新设计。
请参阅图1，所述箱体1的外壁设有连通至所述容置腔1a的多个通孔11。
在本实施例中，所述箱体1的外壁上设置的通孔11沿所述箱体1的高度方向间隔设置，使向所述电池散热装置100吹入自然风或者冷风时，也可以对所述容置腔1a中的电池元件2进行初步的散热。在本实施例中，所述箱体1还包括箱盖，所述箱盖上也设置有所述通孔11，所述箱盖便于拆装以进行对所述多个电池元件2进行更换。所述通孔11可以设置在所述箱体1被吹入自然风或者冷风的一侧，也可以设置在多个侧面，在此不做限定。
请参阅图1，所述电池散热装置100还包括多个隔热片5，且每两个所述电池元件2的间隔处均设有所述隔热片5。
在本实施例中，所述隔热片5可以隔绝热量沿厚度方向的传递，使得电池的热量能够沿高度方向传递到液冷板31，保证各电池之间的散热能够不相互影响。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池散热装置，其特征在于，包括：
箱体，所述箱体内形成容置腔；
多个电池元件，所述多个电池元件在所述容置腔中间隔布设；
液冷装置，用于对所述容置腔进行散热；以及，
风冷散热器，用于对所述液冷装置进行散热，所述风冷散热器包括多个间隔设置的散热翅片，相邻的每两个所述散热翅片之间限定出风道，所述风道供散热气流通过。
2.如权利要求1所述的电池散热装置，其特征在于，所述液冷装置包括液冷板以及设于所述液冷板上的液冷管，所述液冷板与所述箱体的底部抵接，所述液冷管在液冷板上多次弯折延伸。
3.如权利要求2所述的电池散热装置，其特征在于，自所述液冷板的中心至所述液冷板的边缘为自内至外；
所述液冷管自所述液冷板的一侧朝内延伸后围绕所述液冷板的中心绕设呈环状，且自内至外呈多圈设置。
4.如权利要求3所述的电池散热装置，其特征在于，所述液冷管的径向的横截面积自内至外渐大设置。
5.如权利要求3所述的电池散热装置，其特征在于，所述液冷管包括多个直型管和多个弯型管，相邻的每两个所述直型管之间由一个所述弯型管连接。
6.如权利要求5所述的电池散热装置，其特征在于，所述弯型管由可伸缩变形的弹性材料制成。
7.如权利要求1所述的电池散热装置，其特征在于，相邻的每两个所述散热翅片具有相互靠近的第一表面，相邻的每两个所述散热翅片的所述第一表面间隔以限定出所述风道，所述第一表面设有凹凸结构。
8.如权利要求7所述的电池散热装置，其特征在于，所述第一表面设有散热槽，所述散热槽沿其槽深的截面形状为矩形或者半圆形。
9.如权利要求1所述的电池散热装置，其特征在于，所述箱体的外壁设有连通至所述容置腔的多个通孔。
10.如权利要求1所述的电池散热装置，其特征在于，所述电池散热装置还包括多个隔热片，且每两个所述电池元件的间隔处均设有所述隔热片。
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