CN217485557U - 一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，尤其为一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，包括上弧形进出口液冷管，所述上弧形进出口液冷管内侧设置有管道导热垫，所述管道导热垫一侧设置有电池固定架，所述电池固定架远离管道导热垫的一侧设置有热管导热垫，所述电池固定架内部套合连接有电池单体，所述电池单体内部设置有S型液冷管，将液冷管和热管错开成五层式分布方式，这种方式将电池的四周均包裹住进行散热，能够起到良好的散热效果，同时还能够保证电池温度的一致性；利用液冷管对热管进行散热，考虑到电池上下两端的温度较低，故将上下处液冷管进出口设置成弧形，可以使得其充分与热管接触，将热管冷凝端的热量带走。

Description

一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置。

背景技术

随着电动汽车不断地进入市场，电动汽车中的电池热安全问题日益重要。汽车在行使过程中，动力电池会进行大量的放电，其内部的化学反应产生焦耳热，反应热和极化热等大量热量。电池组温度过高，不仅降低电池的使用性能，还会大大缩短电池的使用寿命，严重时会导致热失效，因此对动力电池进行热管理很有必要。锂离子电池的最佳工作温度范围为20～45℃，且单体电池之间的温差应小于5℃。

目前，风冷散热是较为常见的散热方式，即在电池模组上安装换热器和散热风扇。这种散热结构简单，开发难度低，但重量大、耗费空间资源大，无法保证每个电池单体的温度一致性。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，具有结构简单、质量轻、易于装配、散热均衡和热稳定性极佳的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，包括上弧形进出口液冷管，所述上弧形进出口液冷管内侧设置有管道导热垫，所述管道导热垫一侧设置有电池固定架，所述电池固定架远离管道导热垫的一侧设置有热管导热垫，所述电池固定架内部套合连接有电池单体，所述电池单体内部设置有S型液冷管，所述电池单体相对设置上弧形进出口液冷管的下端还设有下弧形进出口液冷管，所述热管导热垫内部插合设置有热管，所述上弧形进出口液冷管和下弧形进出口液冷管两端均设置有流体进口和流体出口。

作为本实用新型的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置优选技术方案，所述上弧形进出口液冷管与管道导热垫相互嵌合，所述热管与热管导热垫相互插合。

作为本实用新型的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置优选技术方案，所述电池单体安装在电池固定架内部，所述管道导热垫、热管导热垫套合在电池单体的两端。

作为本实用新型的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置优选技术方案，所述上弧形进出口液冷管和下弧形进出口液冷管出口处与热管接触部分通过导热胶相互连接。

作为本实用新型的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置优选技术方案，所述电池固定架为铝合金构件。

作为本实用新型的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置优选技术方案，所述管道导热垫为石墨复合构件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、将液冷管和热管错开成五层式分布方式，这种方式将电池的四周均包裹住进行散热，能够起到良好的散热效果，同时还能够保证电池温度的一致性。

2、利用液冷管对热管进行散热，考虑到电池上下两端的温度较低，故将上下处液冷管进出口设置成弧形，可以使得其充分与热管接触，将热管冷凝端的热量带走。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型爆炸的结构示意图；

图2为本实用新型装配成型的结构示意图；

图3为本实用新型中液冷板和热管处剖面的结构示意图；

图中：1、上弧形进出口液冷管；2、管道导热垫；3、电池固定架；4、热管导热垫；5、电池单体；6、S型液冷管；7、下弧形进出口液冷管；8、热管；9、流体进口；10、流体出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-3，本实用新型提供以下技术方案：一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，包括上弧形进出口液冷管1，上弧形进出口液冷管1 内侧设置有管道导热垫2，管道导热垫2一侧设置有电池固定架3，电池固定架3远离管道导热垫2的一侧设置有热管导热垫4，电池固定架3内部套合连接有电池单体5，电池单体5内部设置有S型液冷管6，电池单体5相对设置上弧形进出口液冷管1的下端还设有下弧形进出口液冷管7，热管导热垫4内部插合设置有热管8，上弧形进出口液冷管1和下弧形进出口液冷管7两端均设置有流体进口9和流体出口10，该装置的模组包含25个18650电池，本实施例中液冷管道可以为导热率好的材料制作，例如铝或铝合金等，实现电池传热的均一性，电池或电池组内部温度的均一性；热管8均使用铝材料制作，铝具有很高的导热性和延展性，能够折叠成所需的形状。

具体的，上弧形进出口液冷管1与管道导热垫2相互嵌合，热管8与热管导热垫4相互插合，本实施例中热管导热垫4使用软性硅胶导热垫，具有良好的导热能力和高等级的耐压绝缘，该材质本身具有一定的柔韧性，可以很好的贴合电池和热管，同时还能够起到减震的作用。

具体的，电池单体5安装在电池固定架3内部，管道导热垫2、热管导热垫4套合在电池单体5的两端，本实施例中，液冷和热管错开式的五层式布置方式，这种方式将电池的四周均包裹住进行散热，能够起到很好的散热效果，同时还能够保证电池温度的一致性。

具体的，上弧形进出口液冷管1和下弧形进出口液冷管7出口处与热管8 接触部分通过导热胶相互连接，本实施例中导热胶更加的有利于热量的传递。

具体的，电池固定架3为铝合金构件，本实施例中铝合金材质，一方面可以将电池中心区域的热量导出，另一方面可以固定电池，防止电池移动。

具体的，管道导热垫2为石墨复合构件，本实施例中使用石墨复合材质，能够快速的将电池的热量导出。

本实用新型的工作原理及使用流程：当电池单体工作时，电池产生大量的热量，其中心位置的温度最高，液冷系统开始工作，电池产生附近中心位置产生的热量通过导热垫传至Z型热管的蒸发段，Z型热管蒸发端再将热量传至冷凝端，此时弧形进出口液冷管道的流体将热管冷凝端热量带走同时还对电池上下两端进行散热，而电池中心位置单独使用液冷管道对其进行散热。当电池的温度过低时，加热后的流体经S型管道传至导热垫，此时，与弧形管道相连的热管端成为蒸发端，将加热后的液体温度传至电池中心附近的导热垫，从而给电池进行加热，而电池中间部位单独通过液冷进行散热，从而使电池一直在理想的工作环境中运行。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：包括上弧形进出口液冷管(1)，所述上弧形进出口液冷管(1)内侧设置有管道导热垫(2)，所述管道导热垫(2)一侧设置有电池固定架(3)，所述电池固定架(3)远离管道导热垫(2)的一侧设置有热管导热垫(4)，所述电池固定架(3)内部套合连接有电池单体(5)，所述电池单体(5)内部设置有S型液冷管(6)，所述电池单体(5)相对设置上弧形进出口液冷管(1)的下端还设有下弧形进出口液冷管(7)，所述热管导热垫(4)内部插合设置有热管(8)，所述上弧形进出口液冷管(1)和下弧形进出口液冷管(7)两端均设置有流体进口(9)和流体出口(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：所述上弧形进出口液冷管(1)与管道导热垫(2)相互嵌合，所述热管(8)与热管导热垫(4)相互插合。

3.根据权利要求1所述的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：所述电池单体(5)安装在电池固定架(3)内部，所述管道导热垫(2)、热管导热垫(4)套合在电池单体(5)的两端。

4.根据权利要求1所述的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：所述上弧形进出口液冷管(1)和下弧形进出口液冷管(7)出口处与热管(8)接触部分通过导热胶相互连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：所述电池固定架(3)为铝合金构件。

6.根据权利要求1所述的一种基于热管与液冷耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：所述管道导热垫(2)为石墨复合构件。

Images