[发明专利]一种填充相变胶囊的两相浸没式电池液冷箱

说明书

本发明属于动力电池的技术领域，提供了一种填充相变胶囊的两相浸没式电池液冷箱。利用相变胶囊来填充电池与电池以及电池与箱体之间的间隙，以此来节省氟化液的用量，进而降低两相浸没式液冷的成本。相比于未填充相变胶囊的两相浸没式液冷，具有以下优点：填充的相变胶囊占据了绝大部分间隙空间，使得氟化液的用量降到了最低，极大的降低了冷却的成本；极端条件下胶囊可以起到缓冲撞击的作用，降低了撞击过程中所带来的安全隐患；胶囊内的相变材料可以缓存电池在工作过程中产生的热量，进而降低系统的冷却能耗。

技术领域

本发明属于动力电池的技术领域，具体属于一种填充相变胶囊的两相浸没式电池液冷箱

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，作为新能源汽车心脏的动力电池更是得到了众多企业的关注。动力电池的热安全性能将会直接影响电动汽车的整体性能，因此设计一种高效的电池热管理技术是提升电动汽车整体性能的必要条件。目前电池热管理领域提出了一种两相浸没式液冷的冷却方式，例如谭思聪等人在“基于氟化液的密封浸没式电池包及其冷却系统”专利中(专利号：201822187949.3)提出将整个电池模组置于密闭的箱体内，结构简单，能量密度高。

两相浸没式液冷方式虽然实现了传热过程的最简化以及冷却功耗最小化，但是由于所采用的氟化液价格极其昂贵，因此这种冷却方式并没有在市场上得到推广。鉴于上述两相浸没式液冷高昂的成本，本发明提出了一种填充相变胶囊的两相浸没式电池液冷箱，可以极大的降低氟化液的用量，在实现两相浸没式液冷的同时，也大大的降低了成本，为两相浸没式液冷在市场上的广泛推广奠定了基础。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供了一种填充相变胶囊的两相浸没式电池液冷箱。利用相变胶囊来填充电池与电池以及电池与箱体之间的间隙，以此来节省氟化液的用量，进而降低两相浸没式液冷的成本。

本发明的技术方案：

一种填充相变胶囊的两相浸没式电池液冷箱，包括箱体1、电池2、箱体上盖板3、冷却盘管4、翅片5、氟化液6以及相变胶囊7；

其中箱体上盖板3盖装在箱体1上，电池2位于箱体1底部；冷却盘管4设置于箱体上盖板3内部，且与外部冷却系统相连；翅片5安装于箱体上盖板3的下表面用于强化换热；电池2部分或全部浸没于氟化液6中；相变胶囊7填充于电池2与电池2以及电池2与箱体1之间的间隙，以此来节省氟化液的用量；当电池2开始工作时，温度逐渐升高，电池2所产生的热量被填充的氟化液6以及相变胶囊7带走，在散热的初始阶段，氟化液6以及相变胶囊7内的相变材料利用显热来吸收电池2所产生的热量，随着电池2释放热量的不断增加，当电池2表面温度升高到氟化液6沸点以及相变胶囊7内相变材料的熔点时，氟化液6开始沸腾，与此同时，相变胶囊7内的相变材料开始融化；沸腾产生的氟化液6蒸汽在翅片5表面凝结，凝结的热量随即被位于箱体上盖板3内部冷却盘管4内的冷却工质带走。

所述的电池2为圆柱形电池、方形电池以及刀片电池，其全部或部分浸没于氟化液6中。

所述的相变胶囊7的壳体是由具有可逆形变的高弹性聚合物材料制成，所述的相变胶囊7的壳体是密闭的，相变材料位于密闭的壳体内，与外界氟化液6并无接触。

所述的相变胶囊7中的相变材料熔点以及所用氟化液6的沸点在20℃～50℃之间。

所述的相变胶囊7的平均密度大于或等于所用氟化液6的密度；所述相变胶囊7的填充高度低于或等于氟化液液位的高度。

所述相变胶囊7的形状为球状或椭球状且尺寸小于或等于电池2与电池2以及电池2与箱体1之间的间隙。

本发明的有益效果：

1)填充的相变胶囊占据了绝大部分间隙空间，使得氟化液的用量降到了最低，极大的降低了冷却的成本；

2)极端条件下(例如碰撞等)胶囊可以起到缓冲撞击的作用，降低了撞击过程中所带来的安全隐患；