CN114614141B - 一种电池混合热交换装置及电池组 - Google Patents

Abstract

一种电池混合热交换装置及电池组，包括：液冷回路，液冷回路紧贴电池模块的底面；导热板，导热板紧贴电池模块的表面，且导热板的至少一个侧面与液冷回路相接触并且与液冷回路进行热交换；导热板包括金属板，金属板在导热板上形成闭合回路，且在金属板形成的闭合回路中设置制冷剂；其中，导热板与液冷回路进行热交换，使得导热板内部的制冷剂在气态、液态中互相转化并吸收、释放热量，从而导热板吸收电池模块的热量、或者将释放的热量传递至电池模块。本发明通过结合制冷剂直冷和液冷技术的混合热管理技术，实现了直冷的相变热效率、电池温度均一、结构简单和成本较低等优点，还能确保电池模块与液冷回路的热交换效率，从而提高电池组温度一致性。

Description

一种电池混合热交换装置及电池组

技术领域

本发明涉及一种电池散热装置及对应的电池，更具体地说，涉及一种电池混合热交换装置及电池组。

背景技术

目前常见的动力电池冷却方式有四种：自然冷却、强制风冷、液冷和制冷剂直接冷却。但是，随着用户对电动汽车的要求提高，主机厂对动力电池系统的功率性能和快充性能的要求越来越高，因此液冷和制冷剂直冷这两种高效冷却方式成为主流。目前，液冷技术因其技术成熟、成本较低和结构简单，是目前新能源汽车的主要冷却方式，但是因其缺少制冷剂直冷的相变过程，所以其散热效率仅为制冷剂直冷的1/3左右。然而，制冷剂直冷技术仅能完成散热功能，导致需要额外添加加热设备，导致成本、空间和重量都需相应增加。

现有技术也存在对上述各个冷却方式进行优化的方案。

在第一种优化方案中，冷却系统可以包括多级风冷，利用信号传感器对各级风冷进行监控，并控制每一级风冷的冷却强度，以此调配最佳风冷配置。

在第二种优化方案中，冷却系统包括风冷与水冷的混合，首先利用水冷对电池组进行冷却，其次用风冷对水冷系统进行进一步的散热。通过这种混合式的散热，可以达到比单纯的水冷或者风冷更好的效果。

在第三种优化方案中，冷却系统包括冷却液管道和多个保温体，冷却液管道紧贴电池组，利用冷却液对电池组进行冷却，其次保温体对冷却系统进行保温，从而强化冷却的效果。

在第四种优化方案中，冷却系统包括水冷系统和多个模式下的冷却管道，在不同的模式下，水冷系统利用不同的管道对整体系统进行冷却。这种模式下，分模式的水冷效果要强于一般的直接水冷。

然而，现有技术虽然存在对冷却系统的优化或者多方式的结合，但整体冷却效果与理想、高效的冷却目标仍存在一定差距。

发明内容

针对现有技术存在的单一制冷、混合制冷方式效率不高的问题，本发明提供一种电池混合热交换装置及电池组。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电池混合热交换装置，包括：液冷回路，液冷回路紧贴电池模块的底面；导热板，导热板紧贴电池模块的表面，且导热板的至少一个侧面与液冷回路相接触并且与液冷回路进行热交换；导热板包括金属板，金属板在导热板上形成闭合回路，且在金属板形成的闭合回路中设置制冷剂；其中，导热板与液冷回路进行热交换，使得导热板内部的制冷剂在气态、液态中互相转化并吸收、释放热量，从而导热板吸收电池模块的热量、或者将释放的热量传递至电池模块。

作为本发明的一种实施方式，导热板竖直安装、紧贴电池模块的侧立面，且导热板的底面与液冷回路相接触并于液冷回路进行热交换。

作为本发明的一种实施方式，液冷回路包括入口和出口，在散热工况或制热工况下，通过入口输入冷却液，并将冷却液通过出口排出。

作为本发明的一种实施方式，金属板在导热板上形成回字形闭合回路，导热板的回字形回路具有靠近液冷回路入口的一侧，以及远离液冷回路入口的一侧。在散热工况下：导热板的回字形回路靠近液冷回路入口的一侧，制冷剂向液冷回路释放热量，从气态转化为液态；导热板的回字形回路远离液冷回路入口的一侧，制冷剂吸收电池模块的热量，从液态转换为气态。在加热工况下：导热板的回字形回路靠近液冷回路入口的一侧，制冷剂从液冷回路吸收热量，从液态转化为气态；导热板的回字形回路远离液冷回路入口的一侧，制冷剂向电池模块释放热量，从气态转换为液态。

作为本发明的一种实施方式，金属板在导热板上形成蜂窝状闭合回路，导热板的蜂窝状回路具有靠近液冷回路入口的一部分，以及远离液冷回路入口的一部分。在散热工况下：导热板的蜂窝状回路靠近液冷回路入口的一部分，制冷剂向液冷回路释放热量，从气态转化为液态；导热板的蜂窝状回路远离液冷回路入口的一部分，制冷剂吸收电池模块的热量，从液态转换为气态。在加热工况下：导热板的蜂窝状回路靠近液冷回路入口的一部分，制冷剂从液冷回路吸收热量，从液态转化为气态；导热板的蜂窝状回路远离液冷回路入口的一部分，制冷剂向电池模块释放热量，从气态转换为液态。

作为本发明的一种实施方式，导热板沿液冷回路的方向形成温度差，温度差使得导热板内部的制冷剂在气态、液态中互相转化。

作为本发明的一种实施方式，还包括电池箱体，电池箱体设置于液冷回路下方，用以承载液冷回路、导热板及电池模块。

作为本发明的一种实施方式，电池模块的顶面还设有第二液冷回路，导热板的一个侧面与第二液冷回路相接触并且与第二液冷回路进行热交换。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种电池混合热交换装置，包括：电池组，电池组包括多个电池模块，每一个电池模块相互靠近并留有空隙；液冷回路，液冷回路紧贴电池组的底面；多个导热板，每一个导热板设置于相邻电池模块的空隙中、紧贴电池模块的一个侧立面，每一个导热板的底面与液冷回路相接触并且与液冷回路进行热交换；其中，导热板包括金属板，金属板在导热板上形成闭合回路，且在金属板形成的闭合回路中设置制冷剂；其中，导热板与液冷回路进行热交换，使得导热板内部的制冷剂在气态、液态中互相转化并吸收、释放热量，从而导热板吸收相应电池模块的一个侧立面的热量，或者将释放的热量传递至相应电池模块的一个侧立面。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种电池组，该电池组采用本发明的电池混合热交换装置。

在上述技术方案中，本发明通过结合制冷剂直冷和液冷技术的混合热管理技术，实现了直冷的相变热效率、电池温度均一、结构简单和成本较低等优点，还能确保电池模块与液冷回路的热交换效率，从而提高电池组温度一致性。

附图说明

图1是本发明的电池混合热交换装置的结构示意图；

图2是回字形回路的散热工况示意图；

图3是回字形回路的加热工况示意图；

图4是蜂窝状回路的散热工况示意图；

图5是蜂窝状回路的加热工况示意图。

其中：1-导热板，2-液冷回路，3-电池模块，4-电池箱体；5-金属板，6-制冷剂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进一步作清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例用来作为解释本发明技术方案之用，并非意味着已经穷举了本发明所有的实施方式。

参照图1，本发明首先公开一种电池混合热交换装置，该装置主要应用在由多个电池模块3构成的电池组中，用来对电池组中的电池模块3进行加热或散热。如图1所示，电池组包括多个电池模块3，电池模块3为电芯的串并联组合体，内部包含不少于一个电芯，这些电池模块3按照一定的行、列有序地排列在电池组中。

作为本发明的一种实施方式。电池模块3都是长方体，类似一个个豆腐块，多个豆腐块按照4×5排列在电池组中。本领域的技术人员可以理解，上述行、列的数量只是示意性的，而并非本发明的限制。另一方面，在本发明中，电池模块3的形状也并非必须是长方体，其他形状的电池模块3同样适用本发明的电池混合散热装置。

继续参照图1，本发明的电池混合热交换装置的主要构成部件包括导热板1和液冷回路2。液冷回路2是一个板状部件，其铺设在多个电池模块3的下方，形成电池模块3的底板，用来承托所有的电池模块3，在结构上紧贴所有电池模块3的底面，并且可以和所有电池模块3的底部进行热交换。

如图1-图3所示，液冷回路2包括入口21和出口22，入口21设置在板状液冷回路2的一侧，出口22设置在板状液冷回路2的另一侧，且与入口21相对。如图1所示，入口21设置在液冷回路2的一侧中央位置，则出口22设置在液冷回路2的另一侧中央位置（未在图1中示出）。液冷回路2的内部流通冷却液，用于将电池内部吸收的热量导出或者导入外部的热量进入电池。对于冷却液的成分和流速根据电池模块3的热管理需求选择，而冷却液优选水或乙二醇的水溶液。

与现有技术不同的是，本发明的电池混合热交换装置并不仅仅只能实现对电池模块3散热功能，还能实现对电池模块3的加热功能，因此本发明的液冷回路2同时具备散热工况（也可以称之为制冷工况）和加热工况，可以吸收导热板1和电池模块3的热量，或者补充导热板1和电池模块3的热量。在散热工况和/或制热工况下，液冷回路2通过入口21输入冷却液，并将冷却液通过出口22排出。

继续参照图1，液冷回路2的下方还可以设置电池箱体4。电池箱体4作为电池模块3或者电池组的外壳，其提供相应的固定点，用以承载液冷回路2、导热板1、电池模块3等所有相关部件。作为本发明的一种实施方式，电池箱体4的材料可以为铝合金或钢材等。本领域的技术人员可以理解，液冷回路2接触电池箱体4，还可以通过电池箱体4对液冷回路2进行热交换。因此，液冷回路2还可以选择性地将所获得的热量通过电池箱体4进行散热。

继续参照图1，导热板1也是一个板状部件，同样紧贴电池模块3的表面。如图1-图3所示，导热板1的至少一个侧面与液冷回路2相接触并且与液冷回路2进行热交换。如图2、图3所示，不同于液冷回路2紧贴电池模块3的底面，导热板1竖直安装，因此紧贴电池模块3的侧立面，基于这样的结构，竖直安装的导热板1具有一个底面与液冷回路2相接触，并且该底面于液冷回路2进行热交换。

作为本发明的一种优选实施方式，导热板1由铜和/或铝合金材料构成，为两层或三层夹层结构，其内部填充制冷剂6，并保持制冷剂6仅在夹层内运动。通过导热板1内部填充有可实现相变的热交换制冷剂6，可以加速冷却闭合回路和电池模块3间的热量传递。

作为本发明的另一种优选实施方式，导热板1的两端或者一端嵌入液冷回路2或与液冷回路2一体成型，为提升热交换效率，导热板1与液冷回路2可以采用一体成型、钎焊或者压嵌等方式连接，但不限于此类连接方式。此外，导热板1的两侧大面与电池模块3紧密贴合。

由图1可见，相邻的电池模块3相互靠近、两两之间留有一定的空隙，而则导热板1沿纵向设置在相邻两个电池模块3之间的空隙中。作为本发明的一种实施方式，图1所示的导热板1仅沿纵向设置，但本领域的技术人员可以理解，沿横向方向同样可以设置多个导热板1，即导热板1可以单独沿纵向设置、单独沿横向设置或者横向、纵向均设置导热板1。基于上述结构，导热板1可以包围电池模块3的两个侧面（单独沿纵向设置或者单独沿横向设置），也可以包围电池模块3的所有侧面（横向、纵向均设置导热板1）。此外，考虑到液冷回路2紧贴所有电池模块3的底面，导热板1加上液冷回路2可以形成一个半包围结构，同时包围了电池模块3的底面和侧面。

作为本发明的另一种实施方式，电池模块3的顶面还可以增设另一个液冷回路2，即第二液冷回路2，相应电池模块3底面的液冷回路2可以称之为第一液冷回路2（未在图中示出）。如果电池模块3的顶面具有第二液冷回路2，那么导热板1的另一个侧面（即竖直安装的导热板1的顶面）与第二液冷回路2相接触并且与第二液冷回路2进行热交换。在这样的结构下，导热板1、（第一）液冷回路2和第二液冷回路2可以共同形成一个全包围的结构，同时包围电池模块3的顶面、底面和所有侧面。本领域的技术人员可以理解，随着上述导热板1和液冷回路2的增加，电池模块3的热交换能力也随之增加，直至上述全包围结构，这种结构可以最大化地对电池模块3进行热交换。

参照图2-图5，导热板1包括金属板5，金属板5在导热板1上形成闭合回路，且在金属板5形成的闭合回路中设置制冷剂6。金属板5在导热板1上形成的闭合回路可以是多种形式的，例如回字形、田字形、蜂窝状等等。图2、图3所示的闭合回路是回字形的，图4、图5所示的闭合回路是蜂窝状的。本领域的技术人员可以理解，上述形状的闭合回路仅仅为示意之用，而并非本发明的限制，在本发明的其他实施例中，闭合回路还可以是其他形状的，均可以实现本发明的技术目的，达到本发明的技术效果。

作为本发明的一种优选实施方式，制冷剂6材料的相变温度为40~50℃，相变热为120J/g以上。

由图2-图5可见，导热板1至少有一个面（例如导热板1的底面）和液冷回路2相接触，使得导热板1与液冷回路2进行热交换。由于导热板1内存在制冷剂6，这样的热交换使得制冷剂6在气态、液态中互相转化并吸收、释放热量，从而导热板1吸收电池模块3的热量、或者将释放的热量传递至电池模块3。

本领域的技术人员可以理解，本发明所述的导热板1、液冷回路2、制冷剂6等只是描述性的说法，并非单纯表示只能导热或制冷。由前述可知，本发明的电池混合散热装置可以同时具备散热工况和加热工况，因此导热板1、液冷回路2、制冷剂6等均同时具备制冷功能和加热功能。

下面通过两个实施例，分别是金属板5形成回字形闭合回路的实施例、金属板5形成蜂窝状闭合回路的实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

参照图2和图3，金属板5在导热板1上形成回字形闭合回路，导热板1的回字形回路具有靠近液冷回路2入口21的一侧，以及远离液冷回路2入口21的一侧。结合图1、图2和图3可见，金属板5可以在导热板1上形成多个回字形闭合回路，沿着液冷回路2的长度方向进行延伸，使得每一个回字形闭合回路对应一个电池模块3。同样的，金属板5在导热板1上形成的多个回字形闭合回路还可以沿着液冷回路2的宽度方向进行延伸，以此类推。

参照图2，在散热工况下，导热板1的回字形回路远离液冷回路2入口21的一侧、即金属板5中的一部分制冷剂6在远离液冷回路2入口21的位置，这部分制冷剂6吸收电池模块3的热量，从液态转换为气态后顺着闭合回路（管路）上升，如图2的向上箭头所示。

同时，导热板1的回字形回路靠近液冷回路2入口21的一侧、即金属板5中的一部分制冷剂6在靠近液冷回路2入口21的位置，这部分制冷剂6向冷却回路释放热量，制冷剂6从气态转化为液态，从而顺着闭合回路（管路）落下，如图2的向下箭头所示。

由于金属板5中的一部分制冷剂6顺着管路向上运动，一部分制冷剂6顺着管路向下运动，因此形成了制冷剂6的循环流动。如图2所示，制冷剂6在金属板5的闭合回路中形成了流动，并且在流动过程中，制冷剂6同时在液态和气态的之间互相转化。在汽化和液化的循环吸热和散热过程中，制冷剂6快速将电池模块3的热量释放到液冷回路2，从而保证动力电池的高效散热、整体温度稳定均一。

继续参照图2，制冷剂6之所以会进行这样的流动，除了制冷剂6本身的吸热、放热之外，另一个重要的原因是沿着金属板5的方向，液冷回路2在这个方向上形成了温度差。如图2所示，导热板1沿液冷回路2长度方向有A1、A2、A3、A4四个位置，分别对应的温度为T1、T2、T3、T4。由于液冷回路2一直和导热板1进行热交换，因此在散热工况下，A1、A2、A3、A4四个位置的温度由低到高分别是T1<T2<T3<T4。由于产生了温度差，更加促成了闭合回路中，制冷剂6在A2位置吸收热量，在A1位置释放热量。同理，制冷剂6在A4位置吸收热量，在A3位置释放热量。此外，由于液冷回路2沿图2所示从左到右的方向的温度逐步升高，还能促成制冷剂6在水平方向的流动。

参照图3，在加热工况下，导热板1的回字形回路靠近液冷回路2入口21的一侧、即金属板5中的一部分制冷剂6在靠近液冷回路2入口21的位置，这部分制冷剂6从液冷回路2吸收热量，制冷剂6从液态转化为气态，从而顺着闭合回路（管路）上升，如图3的向上箭头所示。

同时，导热板1的回字形回路远离液冷回路2入口21的一侧、即金属板5中的一部分制冷剂6在远离液冷回路2入口21的位置，这部分制冷剂6向电池模块3释放热量，从其他转换为液态后顺着闭合回路（管路）落下，如图3的向下箭头所示。

由于金属板5中的一部分制冷剂6顺着管路向上运动，一部分制冷剂6顺着管路向下运动，因此形成了制冷剂6的循环流动。如图3所示，制冷剂6在金属板5的闭合回路中形成了流动，并且在流动过程中，制冷剂6同时在液态和气态的之间互相转化。在汽化和液化的循环吸热和散热过程中，制冷剂6快速将液冷回路2的热量释放到电池模块3，从而保证动力电池的高效散热、整体温度稳定均一。

继续参照图3，制冷剂6之所以会进行这样的流动，除了制冷剂6本身的吸热、放热之外，另一个重要的原因是沿着金属板5的方向，液冷回路2在这个方向上形成了温度差。如图3所示，导热板1沿液冷回路2长度方向有A1、A2、A3、A4四个位置，分别对应的温度为T1、T2、T3、T4。由于液冷回路2一直和导热板1进行热交换，因此在加热工况下，A1、A2、A3、A4四个位置的温度由高到低分别是T1>T2>T3>T4。由于产生了温度差，更加促成了闭合回路中，制冷剂6在A2位置释放热量，在A1位置吸收热量。同理，制冷剂6在A4位置释放热量，在A3位置吸收热量。此外，由于液冷回路2沿图3所示从左到右的方向的温度逐步降低，还能促成制冷剂6在水平方向的流动。

通过图2和图3可见，回字形封闭回路形成了内外两层制冷剂6的循环路径，并且每一个回字形封闭回路对应电池模块3的一个侧面，因此相比于现有技术更进一步提升了散热/加热效果。

实施例2

参照图4和图5，金属板5在导热板1上形成蜂窝状闭合回路，该蜂窝状的闭合回路包括多个互相连接的六边形蜂窝单元。导热板1的蜂窝状回路具有靠近液冷回路2入口21的一部分，以及远离液冷回路2入口21的一部分。图4和图5所示的蜂窝状闭合回路沿液冷回路2的长度方向布满了整个导热板1区域，但本领域的技术人员可以理解，在本实施例中，蜂窝状的导热板1仍然可以像图2、图3所示回字形闭合回路那样分成多个，沿液冷回路2的长度方向分别布置在导热板1的各个区域。

对于如图4和图5所示呈蜂窝状整体布置的导热板1，该一块导热板1可以沿液冷回路2的长度方向同时紧贴多个电池模块3，即布满了整个导热板1区域的蜂窝状闭合回路可以同时与多个电池模块3进行热交换。此外，与实施例1相类似，在本实施例中，金属板5在导热板1上形成的一个或多个蜂窝状闭合回路还可以沿着液冷回路2的宽度方向进行延伸，以此类推。

参照图4，在散热工况下，导热板1的蜂窝状闭合回路远离液冷回路2入口21的一部分、即金属板5中的一部分制冷剂6在远离液冷回路2入口21的位置，这部分制冷剂6吸收电池模块3的热量，从液态转换为气态后顺着闭合回路（管路）上升，如图4的向上箭头所示。

同时，导热板1的蜂窝状闭合回路靠近液冷回路2入口21的一部分、即金属板5中的一部分制冷剂6在靠近液冷回路2入口21的位置，这部分制冷剂6向冷却回路释放热量，制冷剂6从气态转化为液态，从而顺着闭合回路（管路）落下，如图4的向下箭头所示。

同实施例1类似，在本实施例中，制冷剂6在蜂窝状闭合回路中形成了流动，并且在流动过程中，制冷剂6同时在液态和气态的之间互相转化。在汽化和液化的循环吸热和散热过程中，制冷剂6快速将电池模块3的热量释放到液冷回路2，从而保证动力电池的高效散热、整体温度稳定均一。

然而，与实施例1不同的是，由于蜂窝状闭合回路包括多个蜂窝单元，且这些蜂窝单元互相连通形成一个整体，因此蜂窝状闭合回路中，制冷剂6在多个位置（例如图4所示的A7、A8位置）同时吸收电池模块3的热量，从液态转换为气态后顺着闭合回路（管路）上升。同理，制冷剂6在多个位置（例如图4所示的A5、A6位置）同时向冷却回路释放热量，制冷剂6从气态转化为液态，从而顺着闭合回路（管路）落下。

同实施例1类似，导热板1沿液冷回路2长度方向有A5、A6、A7、A8四个位置，分别对应的温度为T5、T6、T7、T8。由于液冷回路2一直和导热板1进行热交换，因此在散热工况下，A5、A6、A7、A8四个位置的温度由低到高分别是T5<T6<T7<T8。

然而，与实施例1不同的是，由于蜂窝状闭合回路并不像回字形闭合回路是“单层”的，而是在垂直方向上具有多个互相连通的蜂窝单元。因此，在沿液冷回路2长度产生了温度差的情况下，导热板1上半部分由于温度相对较高，因此这部分位置的制冷剂6由图4所示从右向左进行流动。同理，导热板1下半部分由于温度相对较低，因此这部分位置的制冷剂6由图4所示从左向右进行流动。

参照图5，在加热工况下，导热板1的蜂窝状闭合回路靠近液冷回路2入口21的一部分、即金属板5中的一部分制冷剂6在靠近液冷回路2入口21的位置，这部分制冷剂6从冷却回路吸收热量，制冷剂6从液态转化为其他，从而顺着闭合回路（管路）上升，如图5的向上箭头所示。

同时，导热板1的蜂窝状闭合回路远离液冷回路2入口21的一部分、即金属板5中的一部分制冷剂6在远离液冷回路2入口21的位置，这部分制冷剂6向电池模块3释放热量，从气态转换为液态后顺着闭合回路（管路）落下，如图5的向下箭头所示。

同实施例1类似，在本实施例中，制冷剂6在蜂窝状闭合回路中形成了流动，并且在流动过程中，制冷剂6同时在液态和气态的之间互相转化。在汽化和液化的循环吸热和散热过程中，制冷剂6快速将电池模块3的热量释放到液冷回路2，从而保证动力电池的高效散热、整体温度稳定均一。

然而，与实施例1不同的是，由于蜂窝状闭合回路包括多个蜂窝单元，且这些蜂窝单元互相连通形成一个整体，因此蜂窝状闭合回路中，制冷剂6在多个位置（例如图5所示的A5、A6位置）同时吸收电池模块3的热量，从液态转换为气态后顺着闭合回路（管路）上升。同理，制冷剂6在多个位置（例如图5所示的A7、A8位置）同时向冷却回路释放热量，制冷剂6从气态转化为液态，从而顺着闭合回路（管路）落下。

同实施例1类似，导热板1沿液冷回路2长度方向有A5、A6、A7、A8四个位置，分别对应的温度为T5、T6、T7、T8。由于液冷回路2一直和导热板1进行热交换，因此在加热工况下，A5、A6、A7、A8四个位置的温度由高到低分别是T5>T6>T7>T8。

然而，与实施例1不同的是，由于蜂窝状闭合回路并不像回字形闭合回路是“单层”的，而是在垂直方向上具有多个互相连通的蜂窝单元。因此，在沿液冷回路2长度产生了温度差的情况下，导热板1上半部分由于温度相对较高，因此这部分位置的制冷剂6由图5所示从左向右进行流动。同理，导热板1下半部分由于温度相对较低，因此这部分位置的制冷剂6由图5所示从右向左进行流动。

通过对比实施例1可见，在本实施例中，蜂窝状的闭合回路可以实现更多制冷剂6的流通路径，使得制冷剂6在闭合回路中能更充分地流动，因此无论在散热工况还是加热工况下，蜂窝状闭合回路与电池模块3的热交换能更充分。

除了上述的电池混合热交换装置，本发明还公开一种电池组，该电池组采用本发明的电池混合热交换装置，因此这里不再赘述。

通过上述技术方案可见，本发明利用制冷剂直冷的相变高散热吸热性能，结合液冷技术成熟、成本较低和结构简单的特点，通过结合制冷剂直冷和液冷技术的混合热管理技术，实现了直冷的相变热效率、电池温度均一、结构简单和成本较低等优点。根据电池组的工作功率和快充功率可以选择符合电池组的工作温度和产热量，选择或设计合适的制冷剂，达到最佳的相变温度和相变热，从而实现更加稳定和高效的散热/加热效果。在本发明中，电池模块的六个面中至少有四个面与导热板或者液冷回路相邻，从而确保电池模块与液冷回路的热交换效率，从而提高电池组温度一致性。

综上所述，本发明的目的是为了克服现有的液冷冷却中冷却和加热效率低、速度慢、温度均一性差等缺点，而制冷剂直冷中系统复杂、成本较高等问题。本发明提供了一种基于液冷和制冷剂直冷的动力电池混合散热装置，本发明充分考虑到直冷的热交换能力一般是液冷的2-5倍以上，因此混合散热的方式必然是优于单纯液冷的方式，也同时弥补了制冷剂直冷中系统复杂、成本较高的问题。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (13)

1.一种电池混合热交换装置，其特征在于，包括：

液冷回路，所述液冷回路紧贴电池模块的底面；

导热板，所述导热板紧贴电池模块的表面，且导热板的至少一个侧面与液冷回路相接触并且与液冷回路进行热交换；

所述导热板包括金属板，所述金属板在导热板上形成闭合回路，且在金属板形成的闭合回路中设置制冷剂；

其中，所述导热板与所述液冷回路进行热交换，使得导热板内部的制冷剂在气态、液态中互相转化并吸收、释放热量，从而导热板吸收电池模块的热量、或者将释放的热量传递至电池模块；

其中，所述导热板沿液冷回路的方向形成温度差，所述温度差使得导热板内部的制冷剂在气态、液态中互相转化。

2.如权利要求1所述的电池混合热交换装置，其特征在于：

所述导热板竖直安装、紧贴电池模块的侧立面，且所述导热板的底面与所述液冷回路相接触并于液冷回路进行热交换。

3.如权利要求1或2所述的电池混合热交换装置，其特征在于：

所述液冷回路包括入口和出口，在散热工况或制热工况下，通过入口输入冷却液，并将冷却液通过出口排出。

4.如权利要求3所述的电池混合热交换装置，其特征在于：

所述金属板在导热板上形成回字形闭合回路，导热板的回字形回路具有靠近液冷回路入口的一侧，以及远离液冷回路入口的一侧。

5.如权利要求4所述的电池混合热交换装置，其特征在于，在散热工况下：

导热板的回字形回路靠近液冷回路入口的一侧，制冷剂向液冷回路释放热量，从气态转化为液态；

导热板的回字形回路远离液冷回路入口的一侧，制冷剂吸收电池模块的热量，从液态转换为气态。

6.如权利要求4所述的电池混合热交换装置，其特征在于，在加热工况下：

导热板的回字形回路靠近液冷回路入口的一侧，制冷剂从液冷回路吸收热量，从液态转化为气态；

导热板的回字形回路远离液冷回路入口的一侧，制冷剂向电池模块释放热量，从气态转换为液态。

7.如权利要求3所述的电池混合热交换装置，其特征在于：

所述金属板在导热板上形成蜂窝状闭合回路，导热板的蜂窝状回路具有靠近液冷回路入口的一部分，以及远离液冷回路入口的一部分。

8.如权利要求7所述的电池混合热交换装置，其特征在于，在散热工况下：

导热板的蜂窝状回路靠近液冷回路入口的一部分，制冷剂向液冷回路释放热量，从气态转化为液态；

导热板的蜂窝状回路远离液冷回路入口的一部分，制冷剂吸收电池模块的热量，从液态转换为气态。

9.如权利要求7所述的电池混合热交换装置，其特征在于，在加热工况下：

导热板的蜂窝状回路靠近液冷回路入口的一部分，制冷剂从液冷回路吸收热量，从液态转化为气态；

导热板的蜂窝状回路远离液冷回路入口的一部分，制冷剂向电池模块释放热量，从气态转换为液态。

10.如权利要求1所述的电池混合热交换装置，其特征在于，还包括：

电池箱体，所述电池箱体设置于液冷回路下方，用以承载液冷回路、导热板及电池模块。

11.如权利要求1所述的电池混合热交换装置，其特征在于：

所述电池模块的顶面还设有第二液冷回路，所述导热板的一个侧面与第二液冷回路相接触并且与第二液冷回路进行热交换。

12.一种电池混合热交换装置，其特征在于，包括：

电池组，所述电池组包括多个电池模块，每一个所述电池模块相互靠近并留有空隙；

液冷回路，所述液冷回路紧贴电池组的底面；

多个导热板，每一个所述导热板设置于相邻电池模块的空隙中、紧贴电池模块的一个侧立面，每一个导热板的底面与液冷回路相接触并且与液冷回路进行热交换；

其中，所述导热板包括金属板，所述金属板在导热板上形成闭合回路，且在金属板形成的闭合回路中设置制冷剂；

其中，所述导热板与所述液冷回路进行热交换，使得导热板内部的制冷剂在气态、液态中互相转化并吸收、释放热量，从而导热板吸收相应电池模块的一个侧立面的热量，或者将释放的热量传递至相应电池模块的一个侧立面；

其中，所述导热板沿液冷回路的方向形成温度差，所述温度差使得导热板内部的制冷剂在气态、液态中互相转化。

13.一种电池组，其特征在于，所述电池组包括如权利要求1至12中任意一项所述的电池混合热交换装置。