[发明专利]一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统

权利要求书

1.一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统，其特征在于，包括与热源直接接触的热端模块(1)、与外界冷源接触的冷端模块(2)以及用于连接热端模块(1)和冷端模块(2)的脉动热管(3)；

所述热端模块(1)包括换热槽(101)、多个单体电池(102)和PTC加热装置(103)，PTC加热装置(103)设置于换热槽(101)的底部，换热槽(101)内开设有多个用于安装单体电池(102)的电池容置槽(104)和用于安装脉动热管(3)的热管固定槽(105)，电池容置槽(104)和热管固定槽(105)成排相间布置；换热槽(101)内壁、电池容置槽(104)内壁和热管固定槽(105)内壁均设有导热界面材料层；

单体电池(102)安装于电池容置槽(104)内，脉动热管(3)的蒸发段(3-1)插装于热管固定槽(105)内；

换热槽(101)还设有相变材料填充区域(106)，所述填充区域(106)为除电池容置槽(104)和热管固定槽(105)之外的其他区域；

所述冷端模块(2)包括多个翅片(201)、热管理控制系统(202)、被动冷却设备(203)、主动冷却设备(204)和感温热电偶(205)，多个翅片(201)之间形成多条冷源通道(206)，多个单体电池(102)均与感温热电偶(205)连接，感温热电偶(205)、被动冷却设备(203)、主动冷却设备(204)和PTC加热装置(103)均与热管理控制系统(202)连接；

脉动热管(3)的冷凝段(3-2)位于多条冷源通道(206)形成的冷却区域。

2.根据权利要求1所述的一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统，其特征在于，所述的脉动热管(3)包括多段U形毛细管(301)、连通毛细管两端的横管(302)，横管(302)的上端开设注液口(303)；U形毛细管(301)和横管(302)内注有工质，工质为去离子水、醇类工质、酮类工质、微纳胶囊相变材料乳液、纳米流体或磁流体，工质充液率为32％～44％。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统，其特征在于，所述的感温热电偶(205)用于实时采集单体电池(102)和外界环境的温度数据，并将采集到的温度数据信号传送至热管理控制系统(202)，所述管理控制系统对接收到的单体电池(102)和外界环境的温度数据信号进行处理和分析，并将生成的指令发送至被动冷却设备(203)、主动冷却设备(204)或PTC加热装置(103)。

4.根据权利要求3所述的一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统，其特征在于，所述的热管固定槽(105)的底部与PTC加热装置(103)贯通，脉动热管(3)的蒸发段(3-1)下端穿过热管固定槽(105)插装于PTC加热装置内。

5.根据权利要求4所述的一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统，其特征在于，所述的被动冷却设备(203)为车辆运行过程中的自然风通道；主动冷却设备(204)为强制风冷或制冷空调系统。

6.根据权利要求5所述的一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统，其特征在于，所述的填充区域(106)内填充的材料为二十烷有机相变材料、膨胀石墨材料与石蜡复合而成的相变材料或微胶囊相变材料。

7.根据权利要求6所述的一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统，其特征在于，所述的导热界面材料层为环氧树脂等高分子聚合材料、石蜡有机相变材料以及在有机相变材料中添加石墨颗粒、纳米颗粒、金属氧化物后制成的复合相变材料。

8.根据权利要求7所述的一种基于脉动热管与相变材料耦合的电池热管理系统，其特征在于，所述换热槽(101)内的单体电池(102)呈阵列分布。