CN202067876U - 一种相变材料热管耦合散热动力电池组 - Google Patents

一种相变材料热管耦合散热动力电池组 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种相变材料热管耦合散热动力电池组，包括电池组壳体，在电池组壳体内放置有若干单体电池，单体电池之间缝隙内填充相变材料，相变材料中插入若干根热管，热管与相变材料接触的蒸发端以及热管与电池组外部环境接触的冷凝段均设置有翅片或螺纹。电池充放电产生的热量通过相变材料以潜热形式储存，相变材料中的热量再通过热管导出散到电池组外部环境。本实用新型结构简单、紧凑、无需额外消耗动力电池电能，能满足电动汽车动力电池的高效散热，具有潜在应用前景。

Description

一种相变材料热管耦合散热动力电池组
技术领域
本实用新型涉及具有散热功能的动力电池组，尤其涉及一种相变材料热管耦合散热动力电池组。
背景技术
由于能源短缺与环境污染等问题的日益突出，电动汽车因为节能并且能减少温室气体以及有害污染物粉尘等的排放而逐渐受到关注。但动力电池在充放电过程中，内部化学反应复杂，尤其是大尺寸以及大电流充放电过程中，电池内部迅速产生大量的热，热量的堆积必然引起电池温度升高，从而导致电池性能下降，甚至可能会出现漏液、放气、冒烟等现象，严重时电池发生剧烈燃烧且发生爆炸，影响整车性能。因此，动力电池严重制约着电动汽车等的发展。
近年来，电动汽车动力电池散热的迫切需求已引起许多电动汽车生产厂商和电池制造商的关注，目前，市场上动力电池普遍都采用最为简单的空气冷却方式，且这种结构复杂、散热效果差。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种相变材料热管耦合散热动力电池组，与现有技术相比具有散热量大，散热效率高，加工简单，不增加电池组固有空间，能高效的解决电动汽车动力电池散热的技术问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种相变材料热管耦合散热动力电池组，包括壳体，在壳体内放置有电池组，所述电池组由多个单体电池组成，在单体电池之间缝隙内填充有相变材料，各相邻单体电池紧密接触，在各相邻单体电池之间的空隙内插装有热管。
所述的热管分为外热管和内热管，所述外热管设置于壳体周围，所述内热管设置于壳体的中部。
所述外热管的管径小于内热管的管径；所述外热管与内热管的管径相同。
所述外热管和内热管均具有蒸发端和冷凝端，所述蒸发端安装于壳体内，并与相变材料相接触；所述冷凝端置于壳体的外部；所述蒸发端和冷凝端分别设置有翅片或者螺纹沟槽；所述翅片可为整体式或者分体式结构。
与现有技术相比本实用新型的有益效果在于：本发明整体设计简单，利用电池组连接时的固有空间，通过在其中填入相变材料，并且将热管插入其中，通过相变材料和热管的耦合作用，电池产生的热量传递至蒸发端，在传递给冷凝端，通过冷凝端向外部散出。相变材料和电池直接接触，减小电池与外界散热热阻，同时相变材料潜热大，能适应非稳态放电不均衡产热的热量瞬时有效缓冲。
本实用新型具有结构简单、紧凑、无需额外消耗动力电池电能，能满足电动汽车动力电池的高效散热，具有潜在应用前景。
附图说明
图1为本实用新型相变材料热管耦合散热动力电池组俯视结构示意图。
图2为本实用新型相变材料热管耦合散热动力电池组一侧的剖面结构示意图。
图3是本实用新型相变材料热管耦合散热动力电池组的热管结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例
如图1和图2所示，本实用新型相变材料热管耦合散热动力电池组，包括壳体1，在壳体1内放置有电池组，所述电池组由多个单体电池2组成，在相邻的单体电池2之间的缝隙内填充有相变材料3，各相邻单体电池2之间紧密接触，在各相邻单体电池2之间的空隙内插装有多根热管，热管分为外热管4和内热管5，所述外热管4设置于壳体1周围，所述内热管5设置于壳体1的中部。所述外热管4的管径小于内热管5的管径。但是外热管4与内热管5的管径也可以是相同的。
如图3所示，上述外热管4和内热管5均具有蒸发端9和冷凝端6，具体是，蒸发端9安装于壳体1内，并与相变材料3相接触；所述冷凝端6置于壳体1的外部。为了便于加工或者安装，所述翅片可选用整体式或者分体式结构。蒸发端9通过相变材料3吸收电池热量，冷凝端6伸出电池组外释放热量。为避免热量回流，冷凝端6和蒸发端9之间为绝热端。为了更好的吸热和散热，需要增大换热面积，因此在蒸发端9和冷凝端6的表面分别设置有翅片6-1、9-1或者在表面形成螺纹沟槽，由于电池组充放电过程产热非线性，因此，相变材料3的潜热既起到热量缓冲作用，也起到平衡电池组内整体温度的作用。所述翅片6-1、9-1可采用套设的方式安装在蒸发端9和冷凝端6的端部。但也可以与蒸发端9和冷凝端6一体式结构。
本实用新型在无需额外消耗电池电能消耗的情况下，通过相变材料3和热管的耦合作用，将电池组产热的热量传递到电池组外部环境，以达到散热的目的。具体是，电池组在充放电时产热的热量通过相变材料3以潜热的形式储存起来，由于相变材料3直接与所有的单体电池2接触，其接触热阻远比空气和电池接触小。储存在相变材料3中的热量通过热管4、5导出到电池组外部环境。
如上所述便可较好地实现本实用新型。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种相变材料热管耦合散热动力电池组，包括壳体，在壳体内放置有电池组，所述电池组由多个单体电池组成，其特征在于：在单体电池之间缝隙内填充有相变材料，各相邻单体电池紧密接触，在各相邻单体电池之间的空隙内插装有热管。
2.根据权利要求1所述的相变材料热管耦合散热动力电池组，其特征在于：所述的热管分为外热管和内热管，所述外热管设置于壳体周围，所述内热管设置于壳体的中部。
3.根据权利要求2所述的相变材料热管耦合散热动力电池组，其特征在于：所述外热管的管径小于内热管的管径。
4.根据权利要求2所述的相变材料热管耦合散热动力电池组，其特征在于：所述外热管与内热管的管径相同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的相变材料热管耦合散热动力电池组，其特征在于：所述外热管和内热管均具有蒸发端和冷凝端，所述蒸发端安装于壳体内，并与相变材料相接触；所述冷凝端置于壳体的外部。
6.根据权利要求5所述的相变材料热管耦合散热动力电池组，其特征在于：所述蒸发端和冷凝端的外表面分别设置有翅片或者螺纹沟槽。
7.根据权利要求5所述的相变材料热管耦合散热动力电池组，其特征在于：所述翅片为整体式或者分体式结构。
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