[发明专利]采用被动散热系统的水下电池装置

说明书

本发明提供一种采用被动散热系统的水下电池装置，采用基于相变导热的被动散热系统，从而提高了成组效率；且能够在水下环境下满足高功率、高倍率放电要求。该电池装置包括：封装外壳以及封装在封装外壳内部的电源模块和热管理模块；电源模块包括多个并列设置的单体电芯；热管理模块包括：相变片和内部填充有相变液的导热平板；以至少两个并列设置的单体电芯为一个电芯组，每个电芯组中，相邻两个单体电芯之间均设置导热平板；电源模块包括两个以上并列设置的电芯组；相邻电芯组之间设置相变片；导热平板的上端通过管路与设置在封装外壳上的中空夹层连通，当导热平板内的相变液吸热后汽化，进入中空夹层，通过封装外壳与外部水体进行对流换热。

技术领域

本发明涉及一种电池装置，具体设计一种采用被动散热系统的水下电池装置，属于电池技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展以及海洋开发、军事应用的需求，水下航行器对动力电池提出了更高倍率、更高功率及更高安全性等要求。但是，电池在高功率、高倍率放电工况下会产生大量热量，同时会产生一定的膨胀。因此需要进行热管理设计，使电池组内部的温度相对均衡，并把电池绝对温度控制在合理范围内。

传统风扇风冷及液冷等主动冷却技术方案需要系统为其提供额外的能量且严重降低了电池组的系统成组效率；仅采用相变材料很难满足长时间大功率散热的工作要求；若采用组合式导热桥被动散热方案，界面接触热阻会导致系统综合热阻偏大。

发明内容

有鉴于此，为了满足某水下航行器对动力电池组更高的倍率、更高的功率及更高比能的要求，同时兼顾电池组成组效率及相关热管理要求，本发明提供一种采用被动散热系统的水下电池组装置。

本发明的技术方案是：采用被动散热系统的水下电池组装置，包括：封装外壳以及封装在所述封装外壳内部的电源模块和热管理模块；

所述电源模块包括多个并列设置的串联和/或并联在一起的单体电芯；

所述热管理模块包括：相变片和内部填充有相变液的导热平板；以至少两个并列设置的单体电芯为一个电芯组，每个电芯组中，相邻两个单体电芯之间均设置导热平板；所述电源模块包括两个以上并列设置的电芯组；相邻所述电芯组之间设置相变片；

所述导热平板的上端通过管路与设置在所述封装外壳上的中空夹层连通，当所述导热平板内的相变液吸热后汽化，进入所述中空夹层，通过封装外壳与外部水体进行对流换热。

上述方案的基础上，进一步的，所述热管理模块还包括导流管A和导流管B；

所述热管理模块中各导热平板的上方均与导流管B连通，所述导流管B与所述中空夹层连通；所述各导热平板的下方均与所述导流管A连通。

上述方案的基础上，进一步的，所述导热平板两侧与对应侧单体电芯之间均设置有导热软垫。

上述方案的基础上，进一步的，设置有热管理模块的电源模块两侧分别设置有前固定板和后固定板；通过紧固件将前固定板、后固定板、电源模块及热管理模块夹紧形成整体。

上述方案的基础上，进一步的，采用圆筒舱段作为封装外壳，所述圆筒舱段内圆周面上，所述电源模块上方对应的位置设置有中空夹层；

所述圆筒舱段内圆周面上设置有限位筋板，用于电源模块的限位及固定；安装电源模块时，当所述后固定板与所述限位筋板接触，表示其安装到位，然后通过紧固件将设置有热管理模块的电源模块固定在限位筋板上。

上述方案的基础上，进一步的，在所述圆筒舱段内圆周面上，与前固定板对应的一端设置有凸出的支撑平台；所述电源模块前端的下方支撑在所述支撑平台上。

上述方案的基础上，进一步的，以两个并列设置的单体电芯为一个电芯组，两个单体电芯之间设置导热平板。

上述方案的基础上，进一步的，所述相变片厚度比两块单体电芯膨胀后增加的厚度多0.2mm～0.5mm。