[发明专利]一种基于对称式阶梯型布局的电池混合散热装置

说明书

本发明公开了一种基于对称式阶梯型布局的电池混合散热装置，包括电池箱壳体、电池箱盖、液冷散热板、液冷散热通道和电池模组，所述电池箱壳体的侧壁设置有空气进口和空气出口，所述空气进口处设置有风扇；所述液冷散热板包括处于底部的中间平台以及关于中间平台对称布置的阶梯式结构，液冷散热板上间隔设置有多块翅片，所述液冷散热通道内置在液冷散热板内，呈与液冷散热板匹配的对称式阶梯状；所述电池模组的各个电池单体匹配式嵌入在各个翅片之间。本申请的散热装置，通过液冷散热板将电池模组呈现对称式阶梯型布局方式，并且通过匹配式布置液冷散热通道，结合空气散热，达到了散热效率高、散热均匀的目的。

技术领域

本发明涉及电池散热技术领域，具体涉及一种基于对称式阶梯型布局的电池混合散热装置。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，汽车在人们的日常生活中所扮演的角色越来越重要，汽车的保有量不断增长，这给能源供应带来了巨大的挑战。相比于燃油汽车，电动汽车具有能耗低、能量转换效率高、没有尾气排放以及对环境十分友好等特点。近些年来，电动汽车行业迎来了巨大发展，电动汽车代替燃油汽车的趋势势不可挡。与此同时，电动汽车行业也面临着一些问题，例如：电动汽车在大电流充放电工况下或者环境温度较高时，汽车内电池模组容易囤积热量，极易使得电池热管理失控，使得电池性能下降甚至导致电池发生热失控而起火爆炸。一般而言，电池热管理普遍采用风冷、液冷和相变材料散热，但是风冷的散热效率低，通常无法满足电池高功率充放电时的散热要求；如CN108039534A公开了一种锂离子风冷散热装置，该装置通过设计两个出风口，在两个出风口上设置定时开关阀门，通过两个定时开关阀门交替开启和关闭，实现了空气在电池箱体的变向循环流动，降低了电池组整体的温度，然而该专利仅通过风冷对电池组进行散热，电池在高倍率充放电时，仅通过空气冷却是无法达到其散热要求的，实际应用性不大。液冷散热虽然其散热效率高，但是对于冷却管路的密闭性能要求较高，并且管路液冷散热容易出现散热不均匀，单体电池不同部位温差过大等情况；如CN113363618A公开了一种蜂窝状散热通道的液冷底板电池模块，该专利通过设计液冷散热通道，来提高装置的散热效率，但该专利所设计的液冷散热通道结构复杂，并且仅电池底部接触流道容易出现电池组散热不均匀的问题。相变材料散热是依靠相变潜热将热量吸收，但存在相变材料的导热性能差，无法将吸收的热量及时导出去；如CN109193067A公开了一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，通过将相变材料吸收的热量传递到散热片上，从而达到对电池模组的散热，但是该散热装置对于相变材料的导热性能要求高，并且由于中间单体电池距离散热翅片的距离远，必将出现中间电池单体温度高、周围温度低等温度分布不均匀的问题。热管散热效率高，均温性能好，安全性和可靠性都比较高，目前已经有许多热管理行业的学者以及工程师聚焦于热管理技术，并考虑将热管散热运用到电池热管理中，但热管价格高，在电池热管理领域应用较少，单纯使用热管技术仍然面临许多问题亟待解决。有不少的研究尝试将液冷散热与相变材料散热或者热管散热与相变材料相结合的方法，但是该类方法依旧处于实验室研究阶段，并且该类方法所设计的电池散热装置对其密闭性要求高，结构也相对较为复杂，此外，对于相变材料性能的选择要求较高，更为重要的是成本比较高；如CN113140826A公开了一种基于石蜡-铜纤维相变复合材料的电池液冷散热装置，该装置通过将石蜡-铜纤维置于液冷散热箱的空腔内，将电芯产生的热量快速的传递到液冷散热板，该装置结构简单，但对于电池箱的密闭性要求高，并且可能出现相变材料融化后，难以恢复原来形状的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于对称式阶梯型布局的电池混合散热装置，以便提高散热能力、散热效率和散热的均匀性。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：