CN214254523U - 一种新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，包括液冷部分、热管部分、固定架和电池四部分；液冷部分包括主冷板和底部冷板；热管部分包括热管、散热翅片、高导热绝缘硅胶垫、风扇叶片和风扇盖；固定架卡在主冷板上，与电池极耳限定在固定的位置上；高导热绝缘硅胶垫放置于热管和电池极耳中间；热管放置在固定架的限位槽中，与高导热绝缘硅胶垫紧密贴合；热管与散热翅片接触一端成一定角度。本实用新型所提供的一种新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，采用热管和液冷联合散热的方式，尤其是利用热管对电池极耳处进行散热，能有效满足动力电池的散热要求，延长电池的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车电池热管理技术领域，具体涉及一种新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统。
背景技术
随着石油资源的短缺和大气污染等问题的日益加剧，新能源汽车以其独一无二的优势开始逐渐成为汽车行业发展的一个重要方向，而在新能源汽车中电动汽车具有无污染、噪音小等优点成为新能源汽车中的主导。而电动汽车上的关键组成部分就是动力电池，动力电池的工作状况及其性能直接影响并制约了该电动汽车的经济型、可靠性和安全性。动力电池在工作和充放电过程中，由于内部的化学反应以及电池本身的内阻会产生大量的热，尤其是极耳处，发热最严重，在电池包中有限的空间内会造成巨大的温升和单个电池之间的温差，从而影响电池的工作能力和使用寿命，严重时会导致热失控甚至发生爆炸，威胁车辆驾驶人员和乘客的安全。
为了对电池进行散热，目前大部分电动汽车散热系统采用风冷或者液冷的散热方式。风冷散热方式由于空气的导热系数小，对流换热系数也小，导致散热效率低，散热所需时间较长，而且所需要的空间较大；传统的液冷散热方式冷板布置不合理，将冷板只布置在电池的底部或者两侧，无法充分利用换热表面，而且传统水冷很难对极耳进行合理的散热。
因此，设计一种散热效率高，电池换热面利用率高，又能对电池极耳进行合理散热的动力电池散热系统显得十分必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，以解决背景技术中所存在的问题。
本实用新型的技术方案如下。
一种新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，包括液冷部分、热管部分、固定架和电池四部分；液冷部分包括主冷板和底部冷板，主冷板上开设有用来放置电池的独立的空间，液冷部分两侧开设有供冷却液进出的管道口，冷板内部设置有独立的流道，可供冷却液在内流动；热管部分包括热管、散热翅片、高导热绝缘硅胶垫、风扇叶片和风扇盖。
优选的，所述主冷板由两块独立的冷板和若干导热铝板焊接而成。
优选的，所述主冷板上每一个开设的放置电池的独立的空间之间用导热铝板隔开，每个导热铝板与电池表面紧密贴合。
优选的，所述液冷部分中主冷板的每块独立的冷板单侧设置有四个冷却液管道口，底部冷板单侧设置有两个冷却管道口，单侧冷却液进出口相邻分布，使得冷板内部冷却液流向相反。
优选的，所述固定架选用碳纤维复合材料制作而成。
优选的，所述固定架卡在主冷板上，与电池极耳限定在固定的位置上。
优选的，所述高导热绝缘硅胶垫放置于热管和电池极耳中间，与热管底部和极耳表面紧密贴合。
优选的，所述热管放置在固定架的限位槽中，与高导热绝缘硅胶垫紧密贴合。
优选的，所述热管与散热翅片接触一端成一定角度，此设计的好处是能使内部冷凝过后的液体快速回流至发热端。
优选的，所述散热翅片采用极薄的高导热金属片组成，与热管紧密贴合在一起。
优选的，所述散热翅片的中间散热部分的高导热金属片加工成波浪形状，此设计的好处是能使风扇吹来的冷却风与散热翅片充分接触，提高散热效率。
优选的，所述风扇置于散热翅片之上，为散热翅片提供源源不断的冷却风。
优选的，所述电池安置于液冷部分中的独立的空间内，除电池顶部极耳处，其余五面与液冷部分紧密贴合。
本发明的技术特点和有益效果。
1、本实用新型采用热管和液冷联合散热的方式，相较于传统的电池散热系统，散热效率高，散热效果更佳。
2、本实用新型的液冷部分中主冷板的每块独立的冷板单侧设置有四个冷却液管道口，底部冷板单侧设置有两个冷却管道口，单侧冷却液进出口相邻分布，使得冷板内部冷却液流向相反，由于流道内冷却液在冷却完前部电池后冷却液温度升高，此设计的好处为大大降低各个电池之间的温差，避免靠近冷却液入口处的电池散热效果好，远离冷却液入口处的电池散热效果差的现象。
3、本实用新型的固定架选用碳纤维复合材料，碳纤维复合材料密度小，并且兼顾阻燃、隔热、耐电解液、绝缘等优良性能，满足动力电池散热系统的绝缘、隔热、阻燃等要求，固定架在这里对电池极耳和热管起到很好的固定和保护作用。
4、本实用新型的高导热绝缘硅胶垫放置于热管和电池极耳中间，与热管底部和极耳表面紧密贴合，此设计的好处是，一方面能提高热管和极耳之间的导热效率，另一方面高导热绝缘硅胶垫属于非金属材料，在这里隔开热管和极耳，起到绝缘作用，保证本散热系统的安全性。
5、本实用新型的热管与散热翅片接触一端成一定角度，这样做能使内部冷凝过后的液体快速回流至发热端，热管的工作效率大大提高。
6、本实用新型的散热翅片采用极薄的高导热金属片组成，与热管紧密贴合在一起，这样做使得热管和散热翅片充分接触，换热效率得到提高。
7、本实用新型的散热翅片的中间散热部分的高导热金属片加工成波浪形状，这样做能使风扇吹来的冷却风与散热翅片充分接触，散热效率更高。
8、本实用新型的电池除电池顶部极耳处，其余五面与液冷部分紧密贴合，充分利用电池的换热表面，使电池得到充分的散热。
附图说明
图1为本实用新型电池散热系统的整体示意图。
图2为本实用新型电池散热系统的冷却液流向示意图。
图3为本实用新型电池散热系统的液冷板整体示意图。
图4为本实用新型电池散热系统的热管示意图。
图5为本实用新型电池散热系统的散热翅片整体示意图。
图6为本实用新型电池散热系统的散热翅片俯视图。
其中：1-风扇盖，2-风扇叶片，3-散热翅片，4-电池，5-主冷板，6-底部冷板，7-固定架，8-高导热绝缘硅胶垫，9-热管。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
如图1至图6所示，本实用新型提供一种新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，包括液冷部分、热管部分、固定架7和电池4四部分；液冷部分包括主冷板5和底部冷板6，主冷板上开设有用来放置电池4的独立的空间，液冷部分两侧开设有供冷却液进出的管道口，冷板内部设置有独立的流道，可供冷却液在内流动；热管部分包括热管9、散热翅片3、高导热绝缘硅胶垫8、风扇叶片2和风扇盖1。
如图2所示，冷却部分包括十个相互独立的放置电池的独立空间，冷却模块两侧设置有冷却液进出口，液冷部分中主冷板5的每块独立的冷板单侧设置有四个冷却液管道口，底部冷板6单侧设置有两个冷却管道口，冷却液在冷板中从各个入口流入，对电池进行冷却后，从出口流出；单侧冷却液进出口相邻分布，使得冷板内部冷却液流向相反，由于流道内冷却液在冷却完前部电池后冷却液温度升高，此设计的好处为大大降低各个电池之间的温差，避免靠近冷却液入口处的电池散热效果好，远离冷却液入口处的电池散热效果差的现象。
各个单体电池4除电池顶部极耳处，其余五面与液冷部分紧密贴合，充分利用电池的换热表面，使电池得到充分的散热。
固定架7卡在主冷板5上，与电池极耳限定在固定的位置上；固定架7选用碳纤维复合材料，碳纤维复合材料密度小，并且兼顾阻燃、隔热、耐电解液、绝缘等优良性能，满足动力电池散热系统的绝缘、隔热、阻燃等要求，固定架7在这里对电池极耳和热管起到很好的固定和保护作用。
高导热绝缘硅胶垫8放置于热管9和电池极耳中间，与热管底部和极耳表面紧密贴合，此设计的好处是，一方面能提高热管和极耳之间的导热效率，另一方面高导热绝缘硅胶垫属于非金属材料，在这里隔开热管和极耳，起到绝缘作用，保证本散热系统的安全性。
如图4所示，热管9与散热翅片3接触一端成一定角度，这样做能使内部冷凝过后的液体快速回流至发热端，热管的工作效率大大提高。
如图5、6所示，散热翅片3采用极薄的高导热金属片组成，与热管9紧密贴合在一起，这样做使得热管9和散热翅片3充分接触，换热效率得到提高；散热翅片3的中间散热部分的高导热金属片加工成波浪形状，这样做能使风扇吹来的冷却风与散热翅片3充分接触，散热效率更高。
上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于方便人们理解本实用新型的方法和理念，而本实用新型并不局限于某一特殊情况，可根据具体情况进行非本质上的扩展延伸，例如增加电池的数量、增加电池的排数、增加热管的数量等。任何根据本实用新型主要技术方案的实质进行的变换或者修饰，都属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，其特征在于，包括液冷部分、热管部分、固定架和电池四部分；液冷部分包括主冷板和底部冷板，主冷板上开设有用来放置电池的独立的空间，液冷部分两侧开设有供冷却液进出的管道口，冷板内部设置有独立的流道，可供冷却液在内流动；热管部分包括热管、散热翅片、高导热绝缘硅胶垫、风扇叶片和风扇盖。
2.如权利要求1所述的新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，其特征在于，所述电池散热系统采用热管和液冷联合散热的方式。
3.如权利要求1所述的新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，其特征在于，所述液冷部分中主冷板的每块独立的冷板单侧设置有四个冷却液管道口，底部冷板单侧设置有两个冷却管道口，单侧冷却液进出口相邻分布，使得冷板内部冷却液流向相反。
4.如权利要求1所述的新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，其特征在于，所述热管与散热翅片接触一端成一定角度，能使内部冷凝过后的液体快速回流至发热端。
5.如权利要求1所述的新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，其特征在于，所述散热翅片的中间散热部分的高导热金属片加工成波浪形状，能使风扇吹来的冷却风与散热翅片充分接触，提高散热效率。
6.如权利要求1所述的新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，其特征在于，所述电池安置于液冷部分中的独立的空间内，除电池顶部极耳处，其余五面与液冷部分紧密贴合。
7.如权利要求1所述的新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，其特征在于，所述高导热绝缘硅胶垫放置于热管和电池极耳中间，与热管底部和极耳表面紧密贴合。
8.如权利要求1所述的新型基于热管和液冷联合散热的动力电池散热系统，其特征在于，所述固定架含有安置电池极耳和热管的卡槽，对电池极耳和热管起到很好的固定和保护作用。
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| WO2024104278A1 (zh) * | 2022-11-15 | 2024-05-23 | 双澳储能科技（西安）有限公司 | 一种电池组及储能设备 |
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