[发明专利]电池模块的散热系统

说明书

本发明提供了一种电池模块的散热系统，该散热系统包括：第一导热管、第二导热管、散热结构和至少一个循环水箱；其中，第一导热管和第二导热管内设有液态金属；第一导热管蛇形分布在电池模块的电池箱内，电池模组的锂电池卡设于第一导热管的迂回部；散热结构设置于第一导热管和锂电池之间；循环水箱设置于电池箱外；第二导热管设置于循环水箱内且与第一导热管相连通，第一导热管内的液态金属与锂电池进行热交换后与循环水箱内的冷却水进行热交换；散热结构为相变复合材料。本发明通过散热快、散热效果好的液态金属与高导热率的相变复合材料结合实现锂电池的快速高效地散热，换热速度快，工作效率高，提高了该散热系统对锂电池散热的效率和效果。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池模块的散热系统。

背景技术

在能源危机和环境污染的双重压力之下，车辆动力系统的电气化越来越受到人们的欢迎。由于锂电池具有较高的能量密度和长循环寿命，因此经常被选为车载能源存储设备为电动车提供动力，以其优秀的稳定性和一致性在电动汽车领域得到广泛应用。然而，锂电池只能在特定的温度范围内工作，超出该温度范围将导致电池性能显著下降甚至发生热失控现象对车辆和驾乘人员造成危害。当外部环境温度过高或者电池内部产热速率较大时，由于电池单体之间及其内部导热性能较差，电池组内热量将会迅速积累，造成电池温度过高，电池性能和循环寿命降低；当外部环境温度过低时，电池电解液活性下降，电池内阻增加，电池无法正常进行充放电。为了预防该类问题的出现，针对电池组的热管理系统的设计和实现至关重要，现有的针对动力电池的散热系统主要可以分为三类：风冷系统、液冷系统以及搭配热管或半导体制冷器的混合冷却系统。风冷系统结构简单成本较低，但是当环境温度较高或者电池组内部产热功率较大时，风冷散热效果十分有限；液冷系统散热效果较好，电池组内温度一致性较高，但是系统设计复杂度较高且存在漏液等风险，需要定期维护；基于热管或半导体制冷器的混合冷却系统可以结合主动冷却方式的散热优势及被动冷却方式的导热优势，冷却及均温效果较好，但是应用成本较高，多处于理论研究阶段。

中国公开号为：CN 207368172 U，公开了一种应用相变材料的电池组热管理系统。所述应用相变材料的电池组热管理系统包括由若干电芯组成的电池组、密封电池箱以及换热器，电芯单体之间缝隙内设置有由相变材料裹覆的加器件，电池组安置在密封电池箱内，换热器安装在密封电池箱箱体外侧；所述加热器件为PTC加热器；所述换热器包括按顺序设置的第一散热风扇、第一散热片、半导体制冷片、第二散热片和第二散热风扇。

上述技术方案提供的应用相变材料的电池组热管理系统，，用相变材料的高导热和相变焓吸热实现对动力电池组的温度调控，但是相变材料冷却是利用材料发生相变时储存或释放热量实现对电池的冷却或加热，虽然该方法散热效果较好，但是相变材料散热技术尚未成熟，而且大多数相变材料的导热率较差，影响散热速度。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种电池模块的散热系统，旨在解决现有电池组散热速度低的问题。

本发明提出了一种电池模块的散热系统，该散热系统包括：第一导热管、第二导热管、散热结构和至少一个循环水箱；其中，所述第一导热管和所述第二导热管内设有液态金属；所述第一导热管蛇形分布在所述电池模块的电池箱内，所述电池模组的锂电池卡设于所述第一导热管的迂回部；所述散热结构设置于所述第一导热管和所述锂电池之间，用于对所述锂电池充放电时产生的热量进行散热；所述循环水箱设置于所述电池箱外；所述第二导热管设置于所述循环水箱内且与所述第一导热管相连通，所述第一导热管内的液态金属与所述锂电池进行热交换后，流动至所述第二导热管内并与所述循环水箱内的冷却水进行热交换；所述散热结构的材料为相变复合材料。

进一步地，上述电池模块的散热系统，所述相变复合材料包括相变材料和毛细管；所述毛细管内部填充有液态金属。

进一步地，上述电池模块的散热系统，所述毛细管占所述相变复合材料的质量比例小于或等于30%。

进一步地，上述电池模块的散热系统，所述毛细管的长度小于或等于1厘米。