[实用新型]仿生植物超亲水特性的热管复合型电池热管理装置

说明书

本实用新型提出一种应用新型仿生植物超亲水特性热管阵列制备的复合型电池热管理装置。其中设计了不同尺寸的L型热管和I型热管组成仿生热管集，仿生热管集与电池进行固‑固接触换热，仿生热管集与底部的蒸发冷板直接接触，实现了电池与蒸发冷板的热量传递。本实用新型方法克服了以往重力型热管受重力影响冷端的液体不能依靠毛细力上升至热端导致热管内部无法实现热力循环和冷热端自适应调节，扩大了热管的应用范围和使用工况，并极大地提升了电池组高温环境及严苛工况下的高效冷却能力，保障电动汽车电池组最佳工作温度、功率输出、循环寿命以及热安全性。

技术领域

本发明属于电动汽车动力电池热管理领域，特别涉及动力电池高效换热装置。

背景技术

随着电动汽车的快速发展，电动汽车的电池比能量逐渐增加，同时高温气候及严苛工况也使得电池的产热迅速提升。此外由于电池冷却能力不足而引发的一些安全问题也受到广泛的关注，因此相应的电池热管理技术急需进步与完善。对动力电池进行合理的热管理不仅是正常驾驶的基本条件，也是乘客生命安全的必要保证。在以往的电池换热中，液冷作为一种最常见的换热方式，可以满足电池基本的换热要求和保证了电池模组温度分布的均匀性。但是液冷方式的电池换热装置的系统过于复杂，对电池包的密封性有很高的要求。

热管因其快速传递热量的性质而被广泛地应用在电子设备上，其利用内部介质的相变来进行热量的传递，换热效率极高。目前热管常用于平面导热，当用于垂直方向换热时，使用的是“重力型”热管，该种形式的热管冷凝端在上部蒸发端在下部，利用重力实现冷凝回流和热力循环，因此只适用于上部冷却的换热形式。当冷凝端在热管的下部时，毛细管内的液体在压力差的作用下由热端扩散至冷端时，受重力影响制约冷端的液体不能仅仅依靠毛细力来克服重力上升至热端，无法实现热管内部热力循环，极大地限制了热管在众多高效换热情况的使用范围。因此本发明针对上述存在的技术难点，提出一种新型仿生植物超亲水特性的热管阵列并制备了复合型电池热管理装置，实现电池组高温环境及严苛工况下的高效冷却，保障电动汽车电池组最佳工作温度、功率输出、循环寿命以及热安全性。

发明内容

本发明提出一种应用新型仿生植物超亲水特性热管阵列制备的复合型电池热管理装置。其中设计了不同尺寸的L型热管和I型热管组成仿生热管集，仿生热管集与电池进行固-固接触换热，仿生热管集与底部的蒸发冷板直接接触，实现了电池与蒸发冷板的热量传递。本发明方法克服了以往重力型热管受重力影响冷端的液体不能依靠毛细力上升至热端导致热管内部无法实现热力循环和冷热端自适应调节，扩大了热管的应用范围和使用工况，并极大地提升了电池组高温环境及严苛工况下的高效冷却能力，保障电动汽车电池组最佳工作温度、功率输出、循环寿命以及热安全性。

附图说明

图1耦合热管电池热管理装置整体示意图。

图2单体电池表面热管集形态及布置图。

图3 L型仿生热管内部微观亲水结构图。

图中各部件的编号和对应名称如下：

图1-3中：1-电池下支架、2-蒸发冷板、3-电池上支架、4-仿生热管集、5-电池单体、6-仿生植物超亲水微观结构、7-导热铜块、8-L型热管、9-I型热管、10-薄壁铜板、11-分隔壁、12-楔形凸台、13-楔形凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

如附图1所示，电池热管理装置由电池下支架1、蒸发冷板2、电池上支架3、仿生热管集4、电池单体5组成。其中电池下支架1、蒸发冷板2和电池上支架3三部分为螺栓连接。电池下支架1上有减重槽，外边缘有螺栓口，用于固定蒸发冷板2和电池上支架3。电池上支架3上有热管槽，可以将仿生热管集4 插入电池上支架3。电池上支架3的非空部分为呈放电池，四角有凸台，用于与电池下支架1连接。电池下支架1与电池上支架3之间放有蒸发冷板2。