[发明专利]电动汽车电池包用蛇形蒸发皿重力热管散热器及制造方法

说明书

本发明公开了电动汽车电池包用蛇形蒸发皿重力热管散热器，它由蛇形蒸发皿、管翅式冷凝器、工质、发热片和冷凝器罩和工质构成。蛇形蒸发皿与翅片管冷凝器两者之间密封连接。翅片管冷凝器的连接管外表面有焊料。内表面有轴向沟槽，沟槽的横断面为三角形或矩形、梯形、倒梯形、园狐形。散热翅片表面为波纹片、锯齿片、开天窗片。蛇形蒸发皿蛇形蒸发皿有两种结构形式，一种是异形园管式蛇形蒸发皿，另一种是吹涨式蛇形蒸发皿。这两种蒸发皿与电池表面均为面接触。工质为加防蚀剂的蒸馏水或液氨。其特点是：散热快和散热幅度大及重量轻、结构简单、安全、价格低等特点。适应做现有电动汽车和新开发的电动汽车制冷系统。

技术领域

本发明属于热管散热器，特别属于电动汽车电池包用蛇形蒸发皿重力热管散热器及制造方法。

背景技术

目前，电动汽车与燃油车相比，电动汽车充电慢和续航能力不如燃油车。

影响电动汽车充电速度和续航能力是动力电池，充电速度快时电池发热，电池在高温条件下工作时，其寿命降低。

电动汽车普遍采用的是锂电池，锂电池在充、放电时发热，锂电池温度过高或过低时其寿命将急剧下降。如此可见，若提高电动汽车的充、放电速度，必须解决电池包的散热和加热问题。

由于现有电池制造技术的限制，单体电池电量很小，故电动汽车具体应用的不是单体电池而是由大量单体电池组成的电池组包。即根据电动汽车的需要用若干单体电池通过串联获得高压，并联获得满足电动汽车需要的高容量的电池包即电池系统。大量个发热的单体电池集中在电池包内，使电池包内部温度急剧升高，如果不能及时散掉，不仅电池包不能正常工作，还容易发生着火、爆炸。因此，电池的散热问题便成了电池包的散热问题。目前电池包散热问题已经成为影响电动汽车发展的主要问题。

为解决电池包散热问题，人们做了许多工作，目前电池包的主要散热方式有：1空气自然冷却。2空气强制对流冷却。3液体冷却。4.相变材料冷却。5热管冷却。具体是：

1.空气自然冷却：

采用空气自然冷却方式是典型的以空气作为传热介质的被动式散热方式，即直接让箱体内部的空气穿过电池模组，通过空气与电池、电池箱体等导热部件之间的自然对流换热实现对电池冷却。这种方式具有结构简单、零部件较少，成本低等特点。不足之处冷是却效果有限，不能满足电动汽车快充和快放的要求。

2.空气强制对流冷却：

尽管空气自然冷却方案比较容易实现，但冷却效果有限。空气强制对流冷却是通过风扇将空气引入箱体内部，空气在风扇作用下，以一定流速通过模组或电芯的外表面，将电芯产生的热量散入到环境空气中。这种散热方式，其特点是冷却效果较空气自然冷却高。它具有：结构简单、重量轻、成本较低，有害气体产生时能有效通风等。不足之处：一是换热系数低，冷却效果有限，不能满足电动汽车快充和快放的要求。二是它对风道设计要求高，很难达到流畅一致，导致单体电池之间温度差很大。

3.液体冷却：

一般工况下采用空气强制对流冷却即可满足冷却要求，但在复杂工况下，尤其是在高放电倍率充、放电和较高的环境温度(南方夏季酷热天气)时，依靠空气冷却很难满足散热要求，而且电池之间的温度不均匀也非常突出。这需要效率更高的冷却方式才能达到电池包的散热要求。液体冷却是水和50％乙二醇的混合物作为传热介质，通过设置的薄壁液冷管道、液冷板将热量导出，实现冷却液与电池的换热，可以达到比空气强制对流散热更高的冷却需求。其不足之处结构复杂。工艺性不好、成本高。

4.相变材料冷却：

相变材料(PCM)是一种能够利用自身相变潜热吸收或释放系统热能的材料，在其物相变化过程中，可以从外界环境吸收热量或者向外界环境放出热量，从而达到通过能量的交换控制环境温度和利用能量目的。采用PCM的热管理是通过PCM在相变过程中的潜热在电池升温时，来吸收电池的热量，同时减少单体电池之间的温度差。这种冷却方式价格很高，严重影响它的应用。

5.热管却冷：