CN202749482U - 一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统 - Google Patents

一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统 Download PDF

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陈锦芳
胡艳鑫
郑伟伟
熊志江
孙志强
徐智慧
孙威
赖勇志
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Abstract

本实用新型公开了一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,包括电池单体,换热器,微通道均热板、第一主管和第二主管,微通道均热板上有分布腔和多个槽道;分布腔分别与每个槽道互相连通,分布腔分别与第一主管和第二主管相通;电池单体与微通道均热板连接,第一主管和第二主管之间连接有换热器。第一主管中的低温流体流入微通道均热板中的分布腔和槽道并且与电池单体进行热量交换之后变成高温流体,高温流体流入第二主管,第二主管将高温流体送入换热器,通过换热器将高温流体的热量散发出去后再送回到第一主管,本实用新型具有结构简单、散热效果好、成本低、节能环保等优点。

Description

—种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统技术领域[0001] 本实用新型涉及动力锂电池的散热系统,特别涉及一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统。背景技术[0002] 电动汽车由于其在节能减排方面具有比传统车辆更好的优势,已成为未来汽车的发展方向。作为电动汽车的动力源泉的动力电池是制约电动汽车发展的关键因素。近年来,动力锂离子电池逐渐成为电动汽车的主流电源。在电动汽车中,通常是将多个电池单体以不同的形式串联或并联在一起构成一个电池装置,以提供所需要的电压和容量。由于电池在充放电过程中,内部化学反应复杂,并伴随有热量产生,尤其是对于多个电池单体组成的装置,温度的聚集更快,使电池内部迅速产生大量的热量堆积,必然引起电池温度升高以及温度分布的不均衡,从而导致电池性能下降,可能会出现漏液、放气、冒烟等现象,严重时电池会发生剧烈燃烧甚至发生爆炸,影响电动汽车整车性能。因此,为延长动力电池使用寿命,降低电动汽车整车成本并提升整车热安全性,高效的锂离子电池散热系统是必需的配置。[0003]目前,市场上动力电池普遍都采用最为简单的空气散热方式,极少采用其它的方式。而采用汽车空调等制冷装置对电池进行散热,一方面组件繁多,系统复杂,同时,由于消耗电池能量,降低了整车能量效率,与节能相悖。[0004] 在公告号为CN 201646430U的中国实用新型专利公开了一种车用电池散热模组, 该专利散热装置中的液冷装置通过泵浦驱动水槽的液体从流道口进入到流道,然后从流道出口流回到水槽,形成循环回路,通过该液体在流道内循环流通来迅速吸收电池的热量,达到冷却电池的目的。对于单个电池来说,该专利的组成结构还比较简单,当有多个电池单体串联或者并联时,就需要在每个电池单体上设置一个带有流道的散热装置,由于各个电池单体散热装置的流道互不相通,故需要采用多个泵浦来驱动液体流入各个流道;该专利需要外加冷却装置对从流道里流回到水槽的液体进行降温,才能保证液体的温度,所以该专利采用的散热装置相对来说结构较为复杂,成本也相对较高。实用新型内容[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种结构简单、散热效果好的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统。[0006] 本实用新型的目的通过下述技术方案实现:一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,包括一个或多个电池单体、一块或多块微通道均热板、换热器、第一主管和第二主管,所述微通道均热板与电池单体连接;所述每块微通道均热板上均设置有分布腔和多个槽道;所述同一块微通道均热板上的分布腔和槽道互相连通,所述分布腔分别与所述第一主管和第二主管相通;第一主管和第二主管之间连接有换热器。[0007] 优选的,所述第一主管和第二主管上设置有数目相同的支管,所述微通道均热板上的分布腔通过所述第一主管和第二主管上的支管分别与第一主管和第二主管相通。[0008] 优选的,所述第一主管、第二主管、支管、分布腔和槽道内有流体。[0009] 优选的,所述流体为水、乙醇或丙酮。[0010] 优选的,所述第一主管上支管的方向和微通道均热板上槽道的方向不在同一直线上。[0011] 优选的,所述微通道均热板和电池单体通过导热胶紧密连接,所述一块微通道均热板连接一个或两个电池单体,所述微通道均热板与所述电池单体交错层叠放置。[0012] 优选的,所述微通道均热板上槽道的宽度为微米级或者毫米级。[0013] 优选的,所述微通道均热板的材料为铝塑膜。[0014] 优选的,所述微通道均热板的数量根据电池单体的数量作选择。[0015] 本实用新型的微通道冷却均温系统的工作原理如下:[0016] 低温流体从第一主管流入到微通道均热板的分布腔和槽道中,流进微通道均热板的分布腔和槽道的流体与电池单体进行热量交换之后变成高温流体,高温流体通过第二主管流入换热器,通过换热器对高温流体进行降温和冷却后再送回到第一主管,实现了对多个电池单体的散热和降温。流体在系统中形成了循环回路,因此系统可以重复的使用注入的流体。[0017] 本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:[0018] (I)本实用新型第一主管中的低温流体送入到各块微通道均热板上的分布腔和槽道,当低温流体流过微通道均热板上的分布腔和槽道时,同时将电池单体产生的热量带走, 并且通过第二主管将流过各块微通道均热板上的分布腔和槽道的高温流体送入到换热器中进行降温和冷却,通过系统中的两个主管就可实现为多个电池单体提供散热所需要的流体,所以当有多个电池单体串联或者并联时,采用本系统可以实现对每个电池单体进行散热,且本实用新型一块微通道均热板可以满足两个电池单体的散热需求,可见本实用新型具有组成结构简单、散热效果好以及系统利用率高的优点。[0019] (2)当本实用新型的系统用于电动汽车时,换热器可通过电动汽车在行驶时形成的风对高温流体进行散热和降温,无需再外加冷却装置或者散热片,并且本实用新型的流体可以重复循环的使用,可见本实用新型还具有节能环保、成本低的优点。[0020] (3)本实用新型第一主管上的支管方向和微通道均热板上的各个槽道的方向不在同一直线上,有效的避免了中间槽道流体分配过多,而两边槽道流体分配过少的现象,从而保证电池单体各个部分散热均匀。[0021] (4)本实用新型微通道均热板采用的材料为与电池包装材料相同的铝塑膜材料, 降低了微通道均热板和电池之间的摩擦引起的破损风险。附图说明[0022] 图I是本实用新型一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统的结构图。[0023] 图2是图I所示的微通道冷却均温系统的主视剖面图。[0024] 图3是图I所示的微通道冷却均温系统的俯视剖面图。具体实施方式[0025] 下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。[0026] 实施例[0027] 如图I至3所示,本实用新型实施例的一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,包括六个电池单体3、五块微通道均热板5、换热器、第一主管2和第二主管6,其中相邻两个电池单体3的电极通过电极连接柱I相连;微通道均热板5和电池单体3之间通过导热胶4紧密连接,并且交错层叠放置。一块微通道均热板5能连接两个电池单体3 ;第一主管2和第二主管6之间连接有换热器;第一主管2和第二主管6上分别设置有五个支管,每块微通道均热板5上设置有分布腔8和多个宽度为微米级或者毫米级的槽道9,同一块微通道均热板5上的分布腔8和槽道9均互相连通,各块微通道均热板5上的分布腔8通过第一主管2和第二主管6上的支管分别与第一主管2和第二主管6连接,其中第一主管2上的支管的方向和各个槽道9的方向不在同一直线上,第一主管2、第二主管6、支管、分布腔8 和槽道9内具有流体,本实施例选用水作为流体,也可以用乙醇、丙酮等导热性比较好的液体替代。[0028] 当锂电池为软包装时,微通道均热板5为柔性结构的材料,本实施例中微通道均热板5采用的材料为与电池包装材料相同的铝塑膜材料,降低了微通道均热板和电池之间的摩擦引起的破损风险。[0029] 低温流体从第一主管2进入,第一主管2通过其上的支管流体入口 7将低温流体分配给第一主管2的各支管,第一主管2的各支管中的流体流入各块微通道均热板5的分布腔8并分配至各槽道9,流进微通道均热板5的分布腔8和槽道9内的流体与电池单体3 进行热量交换之后变成高温流体,高温流体经过第二主管6上的各个支管和支管流体出口 10汇入第二主管6,第二主管6将高温流体送入换热器,通过换热器对高温流体进行降温和冷却后再送回到第一主管2。流体在系统中形成了循环回路,并且在系统中重复使用。当本实用新型系统在电动汽车中使用时,换热器可通过电动汽车在行驶时形成的风就可对高温流体进行散热,无需通过其他的设备或散热片对高温流体进行冷却和降温,散热效率高且成本低。[0030] 由于每两个电池单体3之间均通过导热胶4紧贴有微通道均热板5,当低温流体流入微通道均热板5后,各电池单体3产生的热量均能通过流体带走,达到了电池散热目的的同时也避免各个电池单体3之间温度差过大。[0031] 如图3所示第一主管上的支管的方向和各个槽道9的方向不在同一直线上,有效的避免了中间槽道9流体分配过多,两边槽道9流体分配过少,避免了电池单体3各个部分散热不均匀的现象。[0032] 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,如当只用到一个或者两个电池单体时,只需选择一个微通道均热板就可满足散热需求,微通道均热板的数量根据实际中使用的电池单体的数量作选择,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 (9)

1. 一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,包括一个或多个电池单体,其特征在于:还包括一块或多块微通道均热板、换热器、第一主管和第二主管,所述微通道均热板与电池单体连接;所述每块微通道均热板上均设置有分布腔和多个槽道;所述同一块微通道均热板上的分布腔和槽道互相连通,所述分布腔分别与所述第一主管和第二主管相通;第一主管和第二主管之间连接有换热器。
2.根据权利要求I所述的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,其特征在于:所述第一主管和第二主管上设置有数目相同的支管,所述分布腔通过所述第一主管和第二主管上的支管分别与第一主管和第二主管相通。
3.根据权利要求2所述的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,其特征在于:所述第一主管、第二主管、支管、分布腔和槽道内有流体。
4.根据权利要求3所述的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,其特征在于:所述流体为水、乙醇或丙酮。
5.根据权利要求2所述的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,其特征在于:所述第一主管上支管的方向和微通道均热板上槽道的方向不在同一直线上。
6.根据权利要求I所述的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,其特征在于:所述微通道均热板和电池单体通过导热胶紧密连接,所述一块微通道均热板连接一个或两个电池单体,所述微通道均热板与所述电池单体交错层叠放置。
7.根据权利要求I所述的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,其特征在于:所述微通道均热板上槽道的宽度为微米级或者毫米级。
8.根据权利要求I所述的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,其特征在于:所述微通道均热板的材料为铝塑膜。
9.根据权利要求I所述的用于锂电池散热的微通道冷却均温系统,其特征在于:所述微通道均热板的数量根据电池单体的数量作选择。
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