[发明专利]一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置

说明书

本发明公开了一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，包括均热底板、内部用于行列式均匀设置电池的箱体，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，所述箱体内的各个电池之间、各个电池与箱体内壁之间的间隙中填充设置有相变材料，相邻电池之间的相变材料内还均匀嵌设有若干热管，所述热管伸出所述相变材料的一端与所述均热底板的上表面传热接触。本发明可根据实际工况选择对电池模组进行散热或加热，且均温性高，安全性好。当单个或若干个电池出现热失控时，该装置可迅速吸收其瞬间产生的大量热量，整个电池模组迅速均温并将热量传递至外部，避免其周边的电池也发生热失控。布局设计难度低，结构简单且制造成本较低。

技术领域

本发明涉及一种电池热管理装置，尤其涉及一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置。

背景技术

电池热管理装置是当前电池驱动设备中不可或缺的一部分，直接对电池的使用寿命和状态具有直接的影响。现有专利CN 102231447 A公开了一种相变材料热管耦合散热动力电池组，包括电池组壳体，在电池组壳体内放置有若干单体电池，单体电池之间缝隙内填充相变材料，相变材料中插入若干根热管，热管与相变材料接触的蒸发端以及热管与电池组外部环境接触的冷凝段均设置有翅片或螺纹。电池充放电产生的热量通过相变材料以潜热形式储存，相变材料中的热量再通过热管导出散到电池组外部环境。

专利CN 102231447 A公开的电池热管理方案中，电池产生热量通过相变材料传递至热管，再由热管传递至热管末端的散热翅片，实现电池模组的散热，但该结构无法在低温环境下对电池模组进行加热，不适用于需要加热电池模组的工况（电池在低温条件下充放电时，其容量、寿命降低显著，甚至无法使用）。

另外，该方案的电池模组均温性不够好。通常相变材料的导热系数不高（其导热系数与热管相差2个数量级），采用方案中自然冷却或强制风冷的方法对电池进行散热：（1）自然冷却时，中间位置电池的温度会比周边电池的温度高；（2）强制风冷时，很难保证对所有散热翅片的一致冷却，通常是进风口翅片下方的电池组温度低于出风口翅片下方的电池组。

发明内容

针对上述技术问题之一，本发明的目的是提供一种均温效果好，且能根据工况对电池模组进行散热或加热的热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置。

为了解决上述问题，本发明采用了如下方案实现：

一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，包括均热底板、内部用于行列式均匀设置电池的箱体，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，所述箱体内的各个电池之间、各个电池与箱体内壁之间的间隙中填充设置有相变材料，相邻电池之间的相变材料内还均匀嵌设有若干热管，所述热管伸出所述相变材料的一端与所述均热底板的上表面传热接触。

进一步地，所述热管采用L形热管，所述均热底板采用基底均热板，所述L形热管伸出所述相变材料的一端设置有与所述基底均热板的上表面相贴合的热管打扁平面。

进一步地，所述热管采用直热管，所述均热底板采用开孔均热板，所述开孔均热板上均匀设置有若干开孔，所述直热管伸出相变材料的一端部分插入所述开孔(611)并密封处理，，所述直热管的内腔与开孔均热板的内腔彼此隔离。

进一步地，所述热管采用一体式热管，所述的一体式热管包括均匀嵌于相变材料内的若干一体热管柱状位置、与所述若干一体热管柱状位置伸出相变材料的一端一体式连接的一体热管平板位置，所述一体热管平板位置的平板位置内腔与若干一体热管柱状位置的柱状位置内腔相连通。

进一步地，所述换热装置的材料为铝合金。

进一步地，所述换热装置的上表面与均热底板的下表面之间设置有导热硅脂。

进一步地，所述的换热装置包括内设流体通道的水冷板，所述水冷板的上表面与均热底板的下表面紧密贴合，所述水冷板的两端分别设置有液体入口和液体出口。