CN207818842U - 一种动力电池散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种动力电池散热装置，包括：散热板；导热板，所述导热板与所述散热板导热连接；所述导热板为至少两个，至少两个所述导热板并排设置在所述散热板的一侧；所述散热板上连接所述导热板的一侧设置有换热槽，所述导热板包括导热区和散热连接区，所述散热连接区内嵌在所述换热槽内以实现所述导热板与所述散热板的导热连接；所述导热板内设置有热管，所述热管的蒸发段位于所述导热区，所述热管的冷凝段至少部分位于所述散热连接区。本实用新型提供的动力电池散热装置，能够快速将电池包内部的热量传递至外部，并通过散热板散出，提高散热效率，保证安全性。

Description

一种动力电池散热装置

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车动力电池领域，尤其涉及一种动力电池散热装置。

背景技术

在能源耗竭日益严重的当代，电动汽车的发展得到了普遍关注。2012 年4 月18日，国务院通过《节能与新能源汽车产业发展规划（ 2012 — 2020年）》，提出以纯电动汽车作为汽车工业的主要转型方向，重点推进插电式混合动力汽车和纯电动汽车的产业化。

单体锂离子电池的输出电压小，一般为 3.2～3.7V。实际使用时需串/并联数十甚至上百个单体电池才能满足电动汽车的功率需求和电压要求。在充放电过程中，电池内部发生化学反应，加上其自身电阻发热，共同引起温度升高。当超过一定温度极限时易引发电池的热失效，进而导致安全事故。近年来电动汽车安全事故频发，造成极大损失，电动汽车的安全使用确实引人担忧。而用于电动汽车中的动力电池箱体除了单体电池自身产热引起温升带来安全隐患，单体电池间的相互热辐射和复杂的串并联电路也成为诱发电池热行为失效的另一大影响因素。电池温度的不均匀分布或温度变化过大等因素会导致电池的早期损坏与热失控，甚至引发安全事故。因此锂离子电池的热安全问题限制了其在电动汽车中的广泛应用，因而更迫切地需要能够对电池模块热行为进行控制与管理的热管理系统。

目前应用的锂离子电池组总电压高，单体电池电流大。实际应用中，动力电池表面的热流密度一般在103～104 数量级，属于高热流密度的电子元件，亟需高效的散热技术对其进行控制和管理。与此同时，与一般电子元件不同，应用于电动汽车中的电池由多达数十数百个电池串并联连接共同工作，电池温度过高会引发漏液、失效、着火等情况，严重时还会发生剧烈燃烧或爆炸，引发安全事故和人身伤亡。其后果严重性是一般电子散热问题无法比拟的，应当予以高度关注。

目前在动力电池散热方面，散热方式主要有风冷和液冷两种方式；风冷方式主要在电池包内部设计出风道，利用自然风或者添加风扇对电池包进行内部散热，此种散热方式，结构复杂并且不利于电池包本身的密封，当电池包需要密封时，则不能很好的使用风冷；而液冷的方式，将冷却液通过管道导入至电池包内部，存在漏液风险。因此，如何很好的将电池包内部的热量传递至电池包外部，同时又能够实现良好的导热、散热目的，成为了行业内对电池包进行冷却、保证其安全性的难题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够快速将电池包内部的热量传递至外部，同时能够保证高效的散热效果的动力电池散热装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

本实用新型提供了一种动力电池散热装置，包括：散热板；导热板，所述导热板与所述散热板导热连接；所述导热板为至少两个，至少两个所述导热板并排设置在所述散热板的一侧；所述散热板上连接所述导热板的一侧设置有换热槽，所述导热板包括导热区和散热连接区，所述散热连接区内嵌在所述换热槽内以实现所述导热板与所述散热板的导热连接；所述导热板内设置有热管，所述热管的蒸发段位于所述导热区，所述热管的冷凝段至少部分位于所述散热连接区。

本实用新型提供的动力电池散热装置，通过导热板与电池包内部的单体电池导热接触，在导热板中设置热管，并且热管的冷凝段至少部分位于散热连接区，能够将导热板上蒸发段吸收的热量，及时快速的传递到散热板上，再通过散热板散出，提高散热效率，同时由于热管本身是封闭在导热板内部的，降低了漏液风险，提高了安全性。

一些实施例中，所述散热连接区与所述换热槽的内壁之间设有有导热层。

一些实施例中，所述散热板远离所述导热板的一侧设置有散热翅片。

一些实施例中，所述散热连接区设置有连接翅片，所述换热槽包括与所述连接翅片对应的翅片槽，所述连接翅片配合在所述翅片槽内。

一些实施例中，所述热管的冷凝段至少部分位于所述连接翅片处。

一些实施例中，所述换热槽为长条形凹槽，所述导热板为导热区沿所述长条形凹槽的延伸方向延伸的板体。

一些实施例中，所述导热板包括两层金属板，两层金属板之间通过冲压或挤压形成所述热管的管道。

一些实施例中，所述热管为成型在所述导热板内的毛细管结构。

一些实施例中，所述散热板内部设置有液冷管。

一些实施例中，所述导热板垂直于所述散热板，至少两个所述导热板相互平行设置。

一些实施例中，相邻两个导热板之间留有用于容纳至少一个单体电池的空间。

附图说明

图1为本实用新型提供的动力电池散热装置整体结构剖面图。

图2为图1中A部分的放大图。

图3为图2中仅散热板的结构示意图。

图4为本实用新型提供的导热板结构示意图。

图5为本实用新型提供的动力电池散热装置整体结构示意图。

附图标记包括：

散热板 10；换热槽 11；翅片槽 111；散热翅片 12；导热板 20；导热区 21；散热连接区 22；连接翅片 221；热管 23。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1至5描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合附图1至5来具体详细说明本实用新型提供的动力电池散热装置。

如图1和图5所示，本实用新型一个实施例中，公开了一种动力电池散热装置，包括散热板10和导热板20。其中，导热板20用于吸收单体电池或者电池包内部环境的热量，并将该热量传递至散热板10，由散热板10散出，最终实现对电池包内部热量的传递和散热。

为了实现导热板20与散热板10之间的热量交互，该实施例中，导热板20与散热板10导热连接。在具体结构中，导热板20和散热板10可以直接接触，也可以在导热板20和散热板10之间设置导热层，比如填充导热硅胶等方式，在导热板20与散热板10连接的位置间隔一层导热层。

在一些实施例中，导热板20和散热板10之间只要能够实现导热连接即可，即两者之间可以进行热传递即可。当然，如图1所示，在该实施例中，导热连接也可以具体体现为固定连接，通过导热板20和散热板10之间的导热连接，同时实现热传递和两者之间的机械连接。

在该实施例中，导热板20为多个（至少两个），多个导热板20共用一个散热板10，简化了连接、组装工序，同时散热板10作为多个导热板20的支撑结构，形成一个完整的散热装置。通过导热板20将不同位置的热量传递至同一个散热板10上，通过散热板10对热量进行集中散热，提高散热效率，降低散热配套结构（比如风扇）的设计成本。

为了便于热量的散出，将至少两个导热板20并排设置在散热板10的一侧，而散热板10的另一侧用于散热，配合液冷管或者风冷结构，实现对散热板10的散热。

散热板10上连接导热板20的一侧（如图1、图2或图3中的下侧）设置有换热槽11，导热板20包括导热区21和散热连接区22，散热连接区22内嵌在换热槽11内以实现导热板20与散热板10的导热连接。

此处将导热板20描述成导热区21和散热连接区22的组合，是为了便于说明其结构组成，通过功能来对导热板20进行划分，不能简单的理解为导热板20由导热区21和散热连接区22组成，更不能简单的认为是导热区21和散热连接区22两个分离的部分组合成了导热板20。在本实用新型中，导热板20可以是一体式结构，也可以是分体式的，上述描述对导热板20是一体式结构还是分体式的并不构成限制，两者都可。

导热区21的功能是配合在电池包内，可以和单体电池导热接触，将电池包内或单体电池的热量传递至散热连接区22；同时，散热连接区22内嵌在换热槽11内，通过散热连接区22与换热槽11的配合，将导热区21传递来的热量，传递给散热板10。

为了提高动力电池散热装置的散热效率，在上述实施例中，导热板20内设置有热管23，热管23的蒸发段位于导热区21，热管23的冷凝段至少部分位于散热连接区22。

众所周知，热管23的工作原理，是通过蒸发段吸热，热管23的蒸发段在吸热后，其内部的工质会发生相变，流向冷凝段；而由于冷凝段至少部分位于散热连接区22，此处与散热板10导热接触，温度降低，流向冷凝段的工质会再次发生相变，流回至蒸发段，如此循环，不断将蒸发段吸收的热量传递到冷凝段，通过散热连接区22传递到散热板10并散出。

一般情况下，热管23中的工质常选择在受热情况下由液态变为气态，气体较轻，随着内部受热压力变大，将膨胀并上升传递至冷凝段。因此，一般情况下，上述动力电池散热装置采用上下方向设置，散热板10位于导热板20的上端，同时导热板20上散热连接区22位于导热区21的上端。

为了增加散热连接区22与换热槽11的内壁之间的热传导性能，在散热连接区22与换热槽11的内壁之间设置有导热层，以提高导热板20与散热板10之间的导热性能。在一些实施例中，可以在换热槽11与散热连接区22之间填充导热硅胶。

散热板10远离导热板20的一侧设置有散热翅片12，通过散热翅片12增加散热板10的散热面积，同时可以利用与散热板10配合使用的散热设备，比如风扇，对散热翅片12进行风冷，进而提高散热板10的散热效果。

当然，在一些实施例中，可以选择在散热板10内部设置液冷管道，通过水冷或者油冷的方式，将散热板10收集的热量及时传递出去。本实用新型对此并不做限制，本领域技术人员可以根据不同的适用场合、不同的需求，选择液冷或者散热翅片12风冷的方式。

同理，如图4所示，为了提高散热连接区22与换热槽11的内壁之间的热传递效率，可以通过在散热连接区22设置连接翅片221的方式，增加散热连接区22与换热槽11的内壁之间的热传导面面积。同时，换热槽11包括与连接翅片221对应的翅片槽111，连接翅片221配合在所述翅片槽111内，进而增加导热面积。

为了进一步提高导热性能，导热板20内的热管23的冷凝段至少部分位于连接翅片221处，提高热传递效率。

在一些实施例中，散热板10和导热板20均为板状结构，为了配合导热板20的板状结构，换热槽11被设计成长条状凹槽，如此，板状的导热板20可以配合在长条状凹槽内，导热板20为导热区21沿长条形凹槽的延伸方向延伸的板体。

在本实用新型一个实施例中，导热板20包括两层金属板，两层金属板之间通过冲压或者挤压形成热管23的管道。当然，也可以在两层金属板之间安装完整的热管23，上述两种组成方式，可以根据具体需求选择，在此不做限定。

为了增加吸热面积，提高导热效率，所述热管23为成型在导热板20内的毛细管结构。

在一些实施例中，导热板20垂直于散热板10设置，至少两个导热板20之间相互平行设置。

为了配合电池包内部的单体电池，相邻两个导热板20之间留有用于容纳至少一个单体电池的空间。更优选的，导热板20与单体电池的大面配合，提高散热效果。

在本实用新型中，利用导热板20内部设置的热管23，能够快速的将热量传递给散热板10，在通过水冷或者风冷的方式对散热板10进行散热，将热量带走，最大化的提高导热、散热效果。

本实用新型中，热管23内部可以选择抽真空后注入工作介质，该工作介质可以为去离子水、乙醇或丙酮，在实际使用中可以择优选择，同时，本实用新型并不限于上述三种工作介质。

综上所述可知本实用新型乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种动力电池散热装置，其特征在于，包括：

散热板；

导热板，所述导热板与所述散热板导热连接；所述导热板为至少两个，至少两个所述导热板并排设置在所述散热板的一侧；

所述散热板上连接所述导热板的一侧设置有换热槽，所述导热板包括导热区和散热连接区，所述散热连接区内嵌在所述换热槽内以实现所述导热板与所述散热板的导热连接；

所述导热板内设置有热管，所述热管的蒸发段位于所述导热区，所述热管的冷凝段至少部分位于所述散热连接区。

2.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述散热连接区与所述换热槽的内壁之间设有导热层。

3.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述散热板远离所述导热板的一侧设置有散热翅片。

4.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述散热连接区设置有连接翅片，所述换热槽包括与所述连接翅片对应的翅片槽，所述连接翅片配合在所述翅片槽内。

5.根据权利要求4所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述热管的冷凝段至少部分位于所述连接翅片处。

6.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述换热槽为长条形凹槽，所述导热板为导热区沿所述长条形凹槽的延伸方向延伸的板体。

7.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述导热板包括两层金属板，两层金属板之间通过冲压或挤压形成所述热管的管道。

8.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述热管为成型在所述导热板内的毛细管结构。

9.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述散热板内部设置有液冷管。

10.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，所述导热板垂直于所述散热板，至少两个所述导热板相互平行设置。

11.根据权利要求1所述的动力电池散热装置，其特征在于，相邻两个导热板之间留有用于容纳至少一个单体电池的空间。