一种用于电池组的格栅状复合散热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于电池组的格栅状复合散热装置，其包括箱体，所述箱体内设有若干导热的格栅单元，构成电池组的多个电池单体分别放置在一个格栅单元内，并且，在格栅单元与电池单体之间以及箱体与格栅单元之间均填充有相变材料或/和导热灌封材料。本发明专利技术提供的格栅状复合散热装置，具有结构简单、成本低廉、散热均匀等优点，可有效降低电池组的最高温度，保证电池组内具有良好的均温性，实用性强，具有推广应用价值。

Grid shaped composite radiating device for battery set

The invention discloses a method for composite grid battery cooling device, which comprises a box body, a grill unit wherein the box body is provided with a plurality of heat conduction, composed of a plurality of battery monomers were placed in a grid unit, and between the grill unit and battery monomer and the box with the grid units are filled with phase change material and / or thermal conductive material. The grid shaped composite heat radiating device provided by the invention has the advantages of simple structure, low cost, uniform heat dissipation and other advantages, can effectively reduce the maximum temperature of the battery, which has good temperature uniformity in the battery group, strong practicability, and has popularization and application value.

【技术实现步骤摘要】
一种用于电池组的格栅状复合散热装置
本专利技术是涉及一种用于电池组的格栅状复合散热装置，属于动力电池温度控制

技术介绍
近年来，锂离子动力电池因其能量密度高、体积小、循环寿命较长等特点逐渐成为电动汽车的主流电源。在电动汽车中，通常是将多个单体锂电池以不同的形式串联或并联装在一起构成一个电池装置，以提供所需的电压或容量。由于电池在充放电过程中其自身温度会升高，且充放电倍率越高时升温越快，尤其是对于多个单体电池组成的装置，温度的聚集更快，这将影响电池的最佳工作性能和寿命，严重时还会导致电池燃烧，甚至发生爆炸。因此，温度控制对电池装置的性能影响很大，温度过高、过低以及不均衡都会影响电池的性能，锂电池的理想工作温度适合保持在50-60℃以内，0℃以上，温差应在5℃左右。为避免温度过高影响电池的性能和寿命，需要在电池中设有散热系统，传统的散热系统通常采取风冷或液体冷却。风冷散热系统体积小，但是散热效果有限，而液体冷却系统效果较好，但是体积大，结构复杂、泵功能耗高，且存在泄漏等潜在缺点。中国专利CN201210399617.6中公开了一种波纹翅片电池模块，其包括两个或更多个电池单体和设置在电池单体之间的连续的波纹翅片，还包括刚性散热器和膨胀单元；其中波纹翅片的结构大致是一体式的，使得需要较少的部件来形成电池模块；波纹翅片由高导热性材料制成，以便在电池操作期间促进由电池产生的热量的移除；散热器设有液体冷却剂所通过的通道，波纹翅片没有与电池单体直接接触的部分与散热器直接接触，以便帮助从模块移除过量的热量；膨胀单元沿着各种电池单体放置在大致蜿蜒形状的波纹翅片之间以便提供单体间隔的均匀性。该电池模块在散热器的基础上增设有波纹翅片，虽然可以利用波纹翅片强化散热，但是一方面波纹翅片占用的体积较大，布置需要多个部件，因此结构较为复杂，另一方面该专利技术波纹翅片与电池的接触面积相当有限，散热性也有限。相变材料具有相变过程吸收潜热高、温升小、化学稳定性好、体积小、结构简单、价格低廉等优点，将其应用在动力锂离子电池上能降低电池温升、缓和热冲击，提高电池寿命和稳定性。中国专利CN200910039125.4公开了一种带有相变材料冷却系统的动力电池装置，该装置包括螺钉、若干电池单体、箱盖通风孔、电极连接轴、箱体顶盖、侧面通风孔、框体；所述的电池单体是以电池作为基体，外部加装箱体；电池和箱体之间填充相变材料并采用绝缘橡胶密封；电池箱体开设通风孔散热。该专利在每个单体电池周围填充相变材料，代替传统的散热系统，对电池的发热起到了缓和作用，但是相变材料导热率低，不能迅速、均匀地传热，因此散热效果达不到预期要求，通常需要对相变材料进行改进，采用价格昂贵的复合相变材料。中国专利CN201110457984.2公开了一种基于泡沫金属/复合相变材料的动力电池冷却系统。包括有单体电池、电池连接极、相变材料、泡沫金属、高导热绝缘胶、电池外壳、电池上挡板、电池下挡板；电池单体与电池外壳之间填充有以泡沫金属为骨架材料和以相变材料为基体复合而成的的复合相变材料，相变材料灌注到泡沫金属中，单体电池与灌注后的泡沫金属用高导热绝缘胶连接，电池上挡板及电池下挡板分别装设在单体电池的上端及下端，电池连接极与单体电池连接。该专利将泡沫金属与传统的相变材料相复合，制备出复合相变材料，虽然克服了传统相变材料导热率低等缺陷，可以使电池模块的温度保持在电池理想工作范围内，且能够使模块内单体电池间的温差保持在几度之内，但是泡沫金属制备成本高，使得复合相变材料的成本较高，并且在相变材料内填充泡沫金属会限制相变材料的自然对流，另外结构也较为复杂。中国专利CN201410006737.4公开了一种复合式相变材料填充的锂电池模块，包括上盖、壳体、密封栅板、锂电池、复合相变材料、电池固持组件、导热肋板、电池保护板及自恢复电路保护器，复合相变材料具有2个或多个相变点。该专利中的采用具有2个或多个相变点的复合相变材料进行散热，第一相变点可将电池工作温度控制在理想的范围内，第二相变点可有效吸收电池热失控热量，避免产生热失控，提高电池模块的安全性，但是，该专利不仅结构复杂，安装困难，而且两种相变材料的工作温度相差大，材料兼容性、使用效果等技术特征没有说明，直接使用较为困难，同时在实际运行过程中运行较为复杂，无法保障运行效果。因此，目前急需开发出一种结构简单、成本低廉、散热均匀，能有效降低电池组的最高温度，保证电池组内具有良好均温性的散热装置。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题和需求，本专利技术的目的是提供一种结构简单、成本低廉、散热均匀的用于电池组的格栅状复合散热装置。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于电池组的格栅状复合散热装置，包括箱体，所述箱体内设有若干导热的格栅单元，构成电池组的多个电池单体分别放置在一个格栅单元内，并且，在格栅单元与电池单体之间以及箱体与格栅单元之间均填充有相变材料或/和导热灌封材料。作为优选方案，放置在格栅单元中的电池单体与该格栅单元的一侧相接触。作为进一步优选方案，在电池单体与其相接触的格栅单元的侧面之间设有导热胶。作为进一步优选方案，在电池单体远离格栅单元的侧部设有固定加强筋，以进一步加固电池单体与格栅单元的一侧之间的紧密接触。作为优选方案，在所述箱体的顶部设有密封绝缘板，在所述密封绝缘板位于栅格单元的顶部设有用于电池单体的电极穿出的穿孔。作为优选方案，所述格栅单元的材质为导热材料，以铜、铝、石墨等高导热材料为佳，以表面经过阳极氧化的铝最佳。作为优选方案，每个格栅单元为四边形或六边形，若干格栅单元之间以顺排或者叉排连接形成格栅整体。作为优选方案，在格栅单元与电池单体之间填充相变材料与轻质多孔导热材料的复合材料，例如：相变材料复合高空度的泡沫铝合金(空度95-99％，泡沫孔洞密度为每英寸10-100孔，即10-100PPI)，以增强相变材料的导热性能。作为优选方案，格栅单元的高度与电池单体的高度相适配，一般格栅单元的高度与电池单体的高度相仿或低于电池高度即可，格栅单元的边框厚度为0.01～10mm。作为优选方案，格栅单元的截面尺寸比电池单体的截面尺寸大0.01～10mm。作为优选方案，所述箱体的材质为高强度材料，以铝、铁等高强度材料为佳，以金属铝最佳。作为优选方案，在所述箱体的侧壁与底壁设有冷却通道，以通入空气或液体进行冷却，从而加强对电池的散热效果。作为优选方案，所述相变材料的导热率≥0.2W/mK，选自石蜡、脂肪酸、无机盐中的任意一种，以熔点为30～70℃的石蜡为佳。作为优选方案，所述导热灌封材料的导热率≥0.2W/mK，选自聚氨酯、有机硅、环氧树脂中的任意一种。相较于现有技术，本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术通过在箱体内设有若干高导热的格栅单元，将构成电池组的多个电池单体分别放置在一个格栅单元内，在格栅单元与电池单体之间以及箱体与格栅单元之间均填充相变材料或/和导热灌封材料，即可实现使用常规相变材料就能有效降低电池组的最高温度，保证电池组内具有良好的均温性，设置的若干栅格单元之间相互连接，不仅起到强化装置的作用，还具有增强单元之间热传导和均温的作用，不仅具有结构简单、成本低廉、散热均匀等优点，而且可显著提高电池等发热器件的运行可靠性和使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池组的格栅状复合散热装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设有若干导热的格栅单元，构成电池组的多个电池单体分别放置在一个格栅单元内，并且，在格栅单元与电池单体之间以及箱体与格栅单元之间均填充有相变材料或/和导热灌封材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于电池组的格栅状复合散热装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设有若干导热的格栅单元，构成电池组的多个电池单体分别放置在一个格栅单元内，并且，在格栅单元与电池单体之间以及箱体与格栅单元之间均填充有相变材料或/和导热灌封材料。2.根据权利要求1所述的格栅状复合散热装置，其特征在于：放置在格栅单元中的电池单体与该格栅单元的一侧相接触。3.根据权利要求2所述的格栅状复合散热装置，其特征在于：在电池单体与其相接触的格栅单元的侧面之间设有导热胶。4.根据权利要求2或3所述的格栅状复合散热装置，其特征在于：在电池单体远离格栅单元的侧部设有固定加强筋。5.根据权利要求1所述的格栅状复合散热装置，其特征在于：在所述箱体的顶部设有密封绝缘板，在所述密封绝缘板位于栅格单元的顶部设有用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒运，杨欢，张海波，朱利静，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31