[发明专利]液体冷却/加热和翅片传热复合的形电池成组方法

说明书

液体冷却/加热和翅片传热复合的形电池成组方法涉及电池的热管理领域。针对圆柱形电池设计了一种符合国内电动汽车液体冷却/加热和翅片传热的复合成组方法。本方法将翅片按照电池排列方式和冷却管布置方式开孔。通过翅片上的安装孔在电池和换热管上布置一定数量的翅片，冷却电池时可以在翅片的间隙填充一定量相变材料。本方法通过翅片增大了换热面积利用管内的液体对电池进行冷却或加热。该方法易于根据热管理设计需求调整翅片的数量和间距以及相变材料的用量，增加了电池与换热管间的换热面积，从而增强液体与电池的换热效果，提高了电池温度的均匀性，延长电池系统的寿命。液体与电池通过翅片实现间接式换热，能够提高电池系统的安全性。

技术领域

本发明涉及纯电动汽车(纯电动汽车、混合动力汽车)电池热管理领域。

背景技术

在能源危机、全球变暖、环境污染等环境问题不断加剧的情况下，电动汽车越来越成为未来汽车的发展方向。随着电动汽车研究的深入，电池作为电动汽车的一个关键部件逐渐成为研究的热点，而电池性能的好坏则是电动汽车发展的一个重要因素。

影响电池的主要因素有充放电倍率、充放电截止电压、搁置条件、使用温度等，这几个因素相互制约，相互影响。但就使用温度而言，目前的电池单体在低温(小于-30℃)和高温(大于50℃)的环境下都无法正常工作，导致以电池为能量来源的车辆此时也无法正常工作，使车辆无法达到全天候运行的要求，和传统汽车相比其使用有较大的局限性。

另外，电动汽车在启动爬坡或者突然加速时，中间位置的电池积累热量，电池温度急剧上升，电池电极材料、隔膜以及电解液等将发生分解，产生气体增大电池内部气压，产生热失控现象。情况严重时，甚至会引起液体泄漏，发生爆炸等严重事故，给车辆的运行造成了安全隐患。使用温度问题的存在严重制约了电动汽车的发展和推广，因此，电池温度控制目前已经成为新能源汽车发展的瓶颈。如何将电池温度控制在一定的范围内仍是一个短期内难以解决的难题。

发明内容

本文针对动力电池设计了一种液体冷却/加热和翅片传热复合的成组方法。该方法易于根据热管理设计需求调整散热翅片的数量和间距以及相变材料的用量，增加了电池与换热管间的换热面积，从而增强液体与电池的换热效果，提高了电池温度的均匀性，延长电池系统的寿命。液体与电池通过散热翅片实现间接式换热，能够提高电池系统的安全性。该方法对圆柱形电池和方形电池均使适用。

进一步，电池安装孔和换热管安装孔的开孔位置、尺寸、数量根据电池模块设计需求确定。

进一步，装置设有分液器和集液器。分液器底部设有换热管连接口，侧面设有液体进口，所述液体进口与循环泵连接；集液器顶部设有换热管连接口，侧面设有液体出口。

进一步，在填充相变材料时，保证与电池和换热管接触。

进一步，分液器外敷保温层。

进一步，换热管与分液器和集液器的连接口连接时，超出连接口一定距离。

进一步，换热管与翅片、分液器冷却管连接口及集液器冷却管连接口的连接处沿轴向均匀设有高导热硅胶。

本方法将翅片按照电池排列方式和换热管布置方式开孔，通过翅片上的安装孔在电池和换热管上布置一定数量的翅片，换热管内的液体与电池通过翅片实现间接式换热。装置设有分液器和集液器：分液器底部设有换热管连接口，侧面设有液体进口，所述液体进口与循环泵连接；集液器顶部设有换热管连接口，侧面设有液体出口。分液器外敷保温层。换热管与分液器和集液器的连接口连接时，超出连接口一定距离。换热管与翅片、分液器冷却管连接口及集液器换热管连接口的连接处沿轴向均匀设有高导热硅胶。

图1为装置二维结构示意图。

图2为翅片结构示意图。

图3为结构三维结构示意图。

图4为换热管连接口连接示意图。