[发明专利]一种应用于动力电池模组的热管翅片式冷却结构

说明书

本发明公开了一种应用于动力电池模组的热管翅片式冷却结构。该冷却结构包括顶部冷却板和底部冷却板，顶部冷却板和底部冷却板之间设置有电芯模组，电芯模组包括若干个对齐排列的电芯，各个电芯之间均设置有翅片，翅片的两端设置导热管，导热管经过弯折后与顶部冷却板或底部冷却板的表面接触。通过顶部冷却板和底部冷却板从电芯模组的上、下两面同时冷却散热，并且在电芯和电芯之间设置翅片，吸收传递电芯中部产生的热量，利用导热管实现热量从电芯模组中部转移到冷却板上侧实现散热，从而在模组的顶部、底部、中间同时建立散热路径，有效避免模组内外、不同电芯之间产生明显的温度差，达到更佳的冷却效果，提高电池的寿命和使用安全性。

技术领域

本发明涉及动力电池领域，具体涉及一种应用于动力电池模组的热管翅片式冷却结构。

背景技术

目前车用动力电池的冷却，主要是在电池模组底部设置冷却板，通过冷却板内冷却液的流动从模组底部带走电池工作时产生的热量。以软包电芯模组底部设置冷却板为例说明该种冷却方案的具体实施过程，其结构如图1所示。模组内部电芯和电芯之间堆叠布置，模组底部设置冷却板，冷却板中设计流道，流道内通入冷却介质。为确保换热顺畅，分别在模组内部电芯底部和模组外壳之间、模组外壳和冷却板之间分别设置导热胶(垫)，构成自内向外、自上向下的散热路径。电池模组工作时，电芯会因为充放电会成为热源，热量到达电芯底部时，会通过电芯与模组外壳之间的导热胶传递到模组外壳上，再经模组外壳与冷却板之间的导热垫传递到冷却板上，冷却板内部冷却介质的循环流动将热量带走，实现换热。

由上述分析可知，现有动力电池模组冷却方案，具有以下特征：

1、换热界面单一，电芯模组工作时的热交换效率较高的换热界面只存在于模组的底部，导致在高度方向上存在较大的温差。由于电芯工作时作为放热源，靠近底部冷却板的位置，热传递环境好，对外散热快，温度低；而远离底部冷却板的位置，热传递路径长，对外散热慢，温度高，其外在表现是同一个电芯沿高度方向，存在明显的温度梯度。

2、模组内部电芯之间堆叠布局，不可避免的会出现部分电芯处在模组中部位置，中部的电芯热量容易聚集且不易导出散热，使得电芯模组内外侧存在较大的温差。模组充放电时，其内部每个电芯都会产热，成为热源，处于中部位置的电芯由于两侧均是热源，其自身热量无法向外传递。外在表现是，靠近模组外壳的电芯散热好，温度低，远离模组外壳处于模组中间位置的电芯散热差，温度高，模组内外不同电芯之间存在明显的温度差。

3、导热效率低，电芯模组内部的主要散热路径上，多处(如电芯和模组外壳、模组外壳和冷却板之间)设置有热导填充材料(导热胶和导热垫)，而此类热导填充材料的导热系数相比较金属和导热管往往会低一个量级，故在以上部位容易形成导热瓶颈，冷却效果有限。

综上，现有的电池散热方式冷却效果有限，会导致电芯本体、电芯与电芯之间均存在较明显的温度差，模组内均温性差，使同一电池的电芯长时间工作在不同的温度环境下，长久使用会影响电池自身的循环寿命、电性能表现，甚至会导致电池热失控发生安全事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应用于动力电池模组的热管翅片式冷却结构，从模组顶部、底部、内部电芯和电芯之间带走热量，为电芯模组提供全方位的散热冷却环境，使电芯模组内部散热更加均匀充分。

为了解决上述技术问题，本发明的一种应用于动力电池模组的热管翅片式冷却结构包括顶部冷却板和底部冷却板，所述顶部冷却板和所述底部冷却板之间设置有电芯模组，所述电芯模组包括若干个对齐排列的电芯，各个所述电芯之间均设置有翅片，所述翅片的两端设置导热管，所述导热管经过弯折后与所述顶部冷却板或所述底部冷却板的表面接触。