[实用新型]基于两级相变换热的热管理设备、电池设备及电子设备

说明书

本实用新型实施例提供了一种基于两级相变换热的热管理设备、电池设备及电子设备，其中，基于两级相变换热的热管理设备包括内设均温腔的换热外壳、设置于均温腔内且两端穿设至换热外壳外的换热通道、充注于均温腔内的第一相变介质以及流通于换热通道内的第二相变介质。本实用新型将均温腔与换热通道相结合，在均温腔、换热通道内分别设置第一相变介质、第二相变介质，第一相变介质以相变换热的方式实现需换热设备与换热通道之间的热量转移，而第二相变介质以相变换热的方式实现换热通道与外界之间的热量转移，从而通过第一相变介质和第二相变介质的两级相变换热，对需换热设备进行升温或降温，提高换热效率，并保证需换热设备的温度均衡。

技术领域

本实用新型涉及传热技术领域，具体而言，涉及一种基于两级相变换热的热管理设备、电池设备及电子设备。

背景技术

温度对电池性能影响较大，包括电池的内阻、充电性能、放电性能、安全性、寿命等。电池温度过低时，电池内阻加大，电化学反应速度放慢，极化内阻迅速增加，电池放电容量和放电平台下降，进而影响电池功率和能量的输出，影响其充放电效率。电池温度过高时，则可能发生电极、电解液分解等有害反应，对电池内部结构造成永久性破坏，甚至导致电池发生爆炸。

此外，应用电池组时可能出现电池组内温度不均匀的现象。例如，应用于电动汽车的电池包为电动汽车的关键部件，直接影响电动汽车的良好性能，但车辆装载空间有限，且车辆所需电池数目较大，因而电动汽车中的电池均为紧密排列连接。当车辆在高速、低速、加速、减速等交替变换的不同行驶状况下运行时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行环境温度复杂多变。由于发热电池体的密集摆放，中间区域必然热量聚集较多，边缘区域较少，增加了电池包中各单位之间的温度不均衡，加剧各电池模块、单体内阻和容量不一致性。如果长时间积累，会造成部分电池过充电和过放电，进而影响电池的寿命与性能，并造成安全隐患。如果电动汽车电池组在高温下得不到及时通风散热，将会导致电池组系统温度过高或温度分布不均匀，最终将降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响电池的安全性与可靠性。因此，为了使电池包发挥最佳性能和寿命，需要优化电池包的结构，对其进行热管理，增加散热设施，控制电池运行的温度环境。

在现有技术中，空冷和液冷是电池热管理系统中使用的主流方式，但采用空冷或液冷方式时，冷却介质（空气或其它液体）的进出口温差较大，易造成排布于冷却介质进出口位置的电池温差较大。电池热管理系统还采用热泵空调系统方式进行加热或冷却，但由于制冷剂单相区换热效果低于两相区（蒸发器的过热段和冷凝器的过热段、过冷段），且冷凝器制冷剂的入口温度远高于出口温度，会造成沿着流道方向上电池单体之间的温度分布不均匀。另外，当散热设施仅排布在电池底部或顶部时，由于电池内部热阻较大，可能导致电池单体的内部温度在垂直于流道方向上不均匀。

发明内容

本说明书提供一种基于两级相变换热的热管理设备、电池设备及电子设备，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。

第一方面，根据本说明书，提供了一种基于两级相变换热的热管理设备，包括：内设均温腔的换热外壳、设置于所述均温腔内且两端穿设至所述换热外壳外的换热通道、充注于所述均温腔内的第一相变介质以及流通于所述换热通道内的第二相变介质。

可选地，所述换热外壳包括相互连接的换热壳体和盖体；所述换热壳体与所述盖体之间形成真空的所述均温腔。

可选地，所述换热外壳的内壁上设置有第一毛细层。

进一步可选地，还包括支撑柱；所述均温腔内设置有一个或多个支撑柱。

再进一步可选地，所述支撑柱的外侧表面上设置有第二毛细层。

再进一步可选地，所述第一毛细层、第二毛细层均包括多孔吸液芯结构和微槽道结构。

可选地，所述换热外壳为导热材质。