CN220121928U - 锂电池液冷相变散热结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池液冷相变散热结构，包括电池块、相变传热板和液冷板，液冷板设置于电池块的下侧，相变传热板的上端为蒸发端，蒸发端相贴于电池块的蒸发面，相变传热板的下端为冷凝端，冷凝端相贴于液冷板的冷凝面，蒸发面和所述冷凝面位于同一平面。该发明能够在快充下条件下仍能满足锂电池的散热要求，能够快速导热降温，防止发生热失控事故，在锂电池的散热领域具有广阔的发展前景。
Description
技术领域
本发明涉及电池散热技术领域，尤其涉及一种锂电池液冷相变散热结构。
背景技术
新能源汽车的续航里程问题在汽车界一直饱受争议，随着锂电池不断占据新能源汽车的动力市场，从企业到社会，对锂电池的发展逐渐重视。
虽然锂离子电池的能量密度已经远超其他类型的电池，但是当下限制新能源汽车走进千家万户的障碍莫过于充电速度的限制，在有限的充电桩数量之下，每辆车需要20分钟甚至半小时以上的充电时间，这一点在增加了充电站负荷时间的同时，也增加了汽车里程上的负担。因此，动力锂电池的超级快充技术也成了新能源技术发展不可忽视的方向。
快充技术背后除了快速析锂等危险现象的发生，还会导致电池的快速发热问题，在超级快充下电池的发热功率会以超过电池充电倍率的平方级速度增长，且由于电池本身热导率极低，造成电池热量很难散至周围环境或是液冷板中，严重的情况甚至会发生热失控事故。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种锂电池液冷相变散热结构，能够在快充下条件下仍能满足锂电池的散热要求，能够快速导热降温，防止发生热失控事故。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种锂电池液冷相变散热结构，包括电池块、相变传热板和液冷板，液冷板设置于电池块的下侧，相变传热板的上端为蒸发端，蒸发端相贴于电池块的蒸发面，相变传热板的下端为冷凝端，冷凝端相贴于液冷板的冷凝面，蒸发面和冷凝面位于同一平面。本技术方案中，蒸发面为电池块和相变传热板相贴的传热表面，冷凝面为液冷板和相变传热板相贴的传热表面。
本发明优选地技术方案在于，液冷板包括进液口和出液口，进液口位于出液口的上方。
本发明优选地技术方案在于，电池块、相变传热板和液冷板分别设置若干组呈单列设置，每一组的蒸发面和冷凝面位于同一平面。
本发明优选地技术方案在于，液冷板的厚度与电池块的厚度相等，液冷板的长度与电池块的长度相等。
本发明优选地技术方案在于，相变传热板为微阵列热管板或均热板。
本发明优选地技术方案在于，相变传热板的高度等于电池块的高度与液冷板的高度之和，相变传热板的长度等于电池块的长度。
本发明优选地技术方案在于，还包括导热层，导热层位于相变传热板与电池块之间。
本发明优选地技术方案在于，导热层为导热硅胶
本发明的有益效果：
本发明提出一种锂电池液冷相变散热结构，液冷板设置于电池块的下侧，相变传热板的上端为蒸发端，蒸发端相贴于电池块的蒸发面，相变传热板的下端为冷凝端，冷凝端相贴于液冷板的冷凝面，能够把电池块的蒸发面的热量经过相变传热板传递到液冷板的冷凝面上，而且传热面积大，从而实现对电池块的快速均温化，该结构有效利用相变传热板的导热性能，充分发挥相变传热板的相变导热优势，大幅提高了电池的散热效率，使得能够快速导热降温，从而使电池的热控达到要求，当电池面临六倍及以上快速速度时仍然能使电池整体温度可控，而防止发生热失控事故。而且由于本发明的结构简单，适合通过在现有的锂电池结构上改良形成，应用场景广阔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例一的锂电池液冷相变散热结构的立体图；
图2为实施例一的锂电池液冷相变散热结构的爆炸图；
图3为实施例一的锂电池液冷相变散热结构的局部爆炸图。
图中：
1-电池块；11-蒸发面；2-相变传热板；21-蒸发端；22-冷凝端；3-液冷板；31-进液口；32-出液口；33-冷凝面；4-导热层。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
如图1-3所示，本实施例中提供的一种锂电池液冷相变散热结构，包括电池块1、相变传热板2和液冷板3，液冷板3的上侧紧贴于电池块1的下侧，相变传热板2的上端为蒸发端21，蒸发端21紧贴于电池块1的蒸发面11，相变传热板2的下端为冷凝端21，冷凝端21紧贴于液冷板3的冷凝面33，蒸发面11和冷凝面33位于同一平面。本实施例中，相变传热板采用的为铜基均热板。由于液冷板3设置有进液口31和出液口32，里面的冷却液在液冷板3内部循环地流动，从而不断把均热板的热量带走，以实现电池块表面的快速均温。而且由于本实施例的结构简单，适合通过在现有的锂电池产品的结构上稍加改造而成，即可获得良好的散热效果。
针对多个电池组模块结构，优选地，电池块1、相变传热板2和液冷板3分别设置若干组呈单列设置，每一组的蒸发面11和冷凝面33位于同一平面，使得结构紧凑，压缩电池的空间体积。本实施例中，共设置有四组。每一组的电池块的下侧都设有相应用于散热的液冷板，且液冷板的上侧紧贴于电池块的下侧，起到基础的散热效果，同时，每一组的相变传热板分别紧贴于电池块和液冷板，进一步增大散热效果，而由于每一组呈单列整齐设置，对于位于中部的电池块的前后两侧都能够和相变传热板接触，进一步提高散热效果，能使电池块的表面甚至电池块的内部温度迅速下降，当整个电池面临六倍及以上快速速度时仍然能使电池整体温度可控。
具体的，液冷板3的厚度与电池块1的厚度相等，液冷板3的长度与电池块1的长度相等。相变传热板2的高度等于电池块1的高度与液冷板3的高度之和，相变传热板2的长度等于电池块1的长度。该设置进一步地优化电池的结构和散热的效果。
优选地，还包括导热层4，导热层4位于相变传热板2与电池块1之间，有利于进一步提高换热效率。具体地，导热层4的材料为导热胶。导热胶除了起到提高导热效果的作用，还可以起到固定连接的作用。
优选地，均热板内设置有散热工质，散热工质为电阻率18.2MΩ*cm的去离子水，抽真空处理后内部的真空度为7Pa。散热工质在冷凝后通过吸液芯的毛细作用回到蒸发端进行第二阶段的传热，实现一次系统内部热循环。
实施例二
本实施例中提供的一种锂电池液冷相变散热结构，本实施例与实施例一的区别在于，相变传热板采用的是微阵列热管板，微阵列热管板具有质量轻、良好的启动性和均温性的优势。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种锂电池液冷相变散热结构，其特征在于：
包括电池块(1)、相变传热板(2)和液冷板(3)；
所述液冷板(3)设置于所述电池块(1)的下侧，所述相变传热板(2)的上端为蒸发端(21)，所述蒸发端(21)相贴于所述电池块(1)的蒸发面(11)，所述相变传热板(2)的下端为冷凝端(22)，所述冷凝端(22)相贴于所述液冷板(3)的冷凝面(33)，所述蒸发面(11)和所述冷凝面(33)位于同一平面。
2.根据权利要求1所述的锂电池液冷相变散热结构，其特征在于：
所述液冷板(3)包括进液口(31)和出液口(32)；
所述进液口(31)位于所述出液口(32)的上方。
3.根据权利要求1所述的锂电池液冷相变散热结构，其特征在于：
所述电池块(1)、相变传热板(2)和液冷板(3)分别设置若干组呈单列设置，每一组的所述蒸发面(11)和所述冷凝面(33)位于同一平面。
4.根据权利要求1所述的锂电池液冷相变散热结构，其特征在于：
所述液冷板(3)的厚度与所述电池块(1)的厚度相等，所述液冷板(3)的长度与电所述电池块(1)的长度相等。
5.根据权利要求1所述的锂电池液冷相变散热结构，其特征在于：
所述相变传热板(2)为微阵列热管板或均热板。
6.根据权利要求1所述的锂电池液冷相变散热结构，其特征在于：
所述相变传热板(2)的高度等于所述电池块(1)的高度与所述液冷板(3)的高度之和，所述相变传热板(2)的长度等于所述电池块(1)的长度。
7.根据权利要求1所述的锂电池液冷相变散热结构，其特征在于：
还包括导热层(4)；
所述导热层(4)位于所述相变传热板(2)与所述电池块(1)之间。
8.根据权利要求7所述的锂电池液冷相变散热结构，其特征在于：
所述导热层(4)为导热硅胶。
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