CN220121926U - 一种嵌入相变器件的锂电池散热结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，包括电池模组和液冷板，所述电池模组包括若干电池块整齐排列而成，在相邻的电池块之间设置有相变器件，相变器件与两侧的电池块侧面之间都设有导热填充层；所述液冷板设于电池模组的顶部和/或底部和/或侧部；各相邻的电池块之间或某相邻的电池块之间还设有缓冲层。本实用新型旨在通过嵌入相变器件实现电池表面的快速均温和辅助散热，从而实现电池表面整体温控，同时，通过缓冲层可以有效避免相变器件在复杂路面下因为振动导致的装配误差和损坏问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池相变散热领域，特别涉及一种嵌入相变器件的锂电池散热结构。
背景技术
锂离子电池作为新能源时代汽车发展的主要推力，其能量密度在高续航的时代需求下日益增长，高能量密度下的高危险性也在近年来造成极大的安全问题，过充过放、快充快放、针刺挤压等危险状况在复杂的路面工况下频发，电池安全问题难以得到保证。电池安全问题的多项研究表明，锂电池的危险工况在造成可能的机械故障或是电化学反应失控之后，真正容易造成冒烟起火甚至爆炸的关键在于热失控的发生。
电池热失控在锂电池的正常工作过程中更多地体现在电池本身的温度不均匀性上，电池由于极耳位置电荷分布集中，且远离水冷，因此电池极耳甚至整个电池上半区域均为高温危险区，一旦局部的温度失控，必将导致整个电池高温区失控直至电池整体完全热失控。
因此，如何进一步优化锂电池的散热变得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型旨在通过嵌入相变器件实现电池表面的快速均温和辅助散热，从而实现电池表面整体温控，同时，通过缓冲层可以有效避免相变器件在复杂路面下因为振动导致的装配误差和损坏问题，其具体实施方案如下：
一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，包括电池模组和液冷板，所述电池模组包括若干电池块整齐排列而成，在相邻的电池块之间设置有相变器件，相变器件与两侧的电池块侧面之间都设有导热填充层，导热填充层应用中需要受到充分挤压，导热填充层被充分挤压以保证相变器件与电池块充分接触；所述液冷板设于电池模组的顶部和/或底部和/或侧部。
作为优选地，所述锂电池包括方壳锂电池、软包电池、圆柱形锂电池。
作为优选地，所述相变器件为均热板或压扁热管或环路热管或其他符合要求的封装后具有相变传热功能的器件。
作为优选地，所述导热填充层为导热硅脂层或导热泥层或导热灌封胶层或其它具有导热性质的填充物层。
进一步地，各相邻的电池块之间或某相邻的电池块之间还设有缓冲层。
作为优选地，所述缓冲层为框架结构，相变器件设置在缓冲层的框架内，缓冲层的厚度等于相变器件的厚度，或者缓冲层的厚度等于相变器件的厚度与导热填充层的厚度之和。
作为优选地，缓冲层的厚度等于相变器件的厚度与导热填充层的厚度之和，且缓冲层的框架内设有供相变器件嵌入的槽。相变器件与缓冲层通过过盈配合或者过渡配合。
作为优选地，所述缓冲层设于相邻的电池块之间的相变器件两侧，且缓冲层的厚度与导热填充层的厚度一致。此时，缓冲层的结构可以是条形结构或呈圆形或三角形或四边形或其他多边形的框架结构。
作为优选地，所述缓冲层为橡胶层或硅胶层或其他柔性材料制备的具有缓冲和支撑作用的结构层。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
本实用新型提出利用相变器件嵌入至两电池块之间的方案，实现对电池块表面的高热流均温，缓解电池高温区域的热集中的出现。相变器件利用相变过程中潜热交换与汽相的快速运输，实现快速的热交换与热传递，封闭的热冷两端保障了相变器件的热循环，实现快速导热和快速均温。本实用新型将相变器件应用在电池表面，一方面可以降低电池表面高温区域的整体温度，缩短电池表面温差，另一方面延长了电池的使用寿命，极大保障电池安全。
此外，在一些实施例中，利用电池块之间的起到缓冲抗压作用的缓冲层可以有效避免相变器件在复杂路面下因为振动导致的装配误差和损坏问题。
附图说明
图1为实施例1的散热结构的立体结构示意图；
图2为实施例1的散热结构的两电池块位置的横截面结构示意图；
图3为实施例2的散热结构的爆炸结构示意图；
图4为实施例2的散热结构的两电池块位置的横截面结构示意图；
图5为实施例3的散热结构的两电池块位置的横截面结构示意图；
图6为实施例4的散热结构的两电池块位置的横截面结构示意图。
图中：电池模组1，电池块11，液冷板2，相变器件3，导热填充层4，缓冲层5，槽51。
具体实施方式
为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本实用新型，下面将结合附图，对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
如图1-2所示，本实施例的嵌入相变器件的锂电池散热结构，包括电池模组1和液冷板2，电池模组1包括若干电池块11整齐排列而成，在相邻的电池块11之间设置有相变器件3，相变器件3与两侧的电池块11侧面之间都设有导热填充层4，导热填充层4应用中需要受到充分挤压，导热填充层4被充分挤压以保证相变器件3与电池块11充分接触；本实施例中液冷板2设于电池模组1的底部。
本实施例的相变器件3为均热板，导热填充层4为导热硅脂层。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，在各相邻的电池块11之间还设有硅胶材质的缓冲层5。
缓冲层5为框架结构，相变器件3设置在缓冲层5的框架内，如图3、4所示，缓冲层5的厚度等于相变器件3的厚度。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于，缓冲层5的厚度等于相变器件3的厚度与导热填充层4的厚度之和，且缓冲层5的框架内设有供相变器件3嵌入的槽51。相变器件3与缓冲层5通过过盈配合或者过渡配合。如图5所示。
实施例4
如图6所示，本实施例与实施例2的区别在于，缓冲层5设于相邻的电池块11之间的相变器件3两侧，且缓冲层5的厚度与导热填充层4的厚度一致。此时，缓冲层5的结构可以是条形结构或呈圆形或三角形或四边形或其他多边形的框架结构。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，其特征在于，包括电池模组和液冷板，所述电池模组包括若干电池块整齐排列而成，在相邻的电池块之间设置有相变器件，相变器件与两侧的电池块侧面之间都设有导热填充层；所述液冷板设于电池模组的顶部和/或底部和/或侧部，各相邻的电池块之间还设有缓冲层。
2.如权利要求1所述的一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，其特征在于，所述相变器件为均热板或压扁热管或环路热管。
3.如权利要求1所述的一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，其特征在于，所述导热填充层为导热硅脂层或导热泥层或导热灌封胶层。
4.如权利要求1所述的一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，其特征在于，所述缓冲层为框架结构，相变器件设置在缓冲层的框架内。
5.如权利要求4所述的一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，其特征在于，缓冲层的厚度等于相变器件的厚度与导热填充层的厚度之和，且缓冲层的框架内设有供相变器件嵌入的槽。
6.如权利要求1所述的一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，其特征在于，所述缓冲层设于相邻的电池块之间的相变器件两侧，且缓冲层的厚度与导热填充层的厚度一致。
7.如权利要求6所述的一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，其特征在于，缓冲层的结构可以是条形结构或呈圆形或三角形或四边形的框架结构。
8.如权利要求1所述的一种嵌入相变器件的锂电池散热结构，其特征在于，所述缓冲层为橡胶层或硅胶层。
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