一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，包括均热底板、内部用于行列式均匀设置电池的箱体，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，所述箱体内的各个电池之间、各个电池与箱体内壁之间的间隙中填充设置有相变材料，相邻电池之间的相变材料内还均匀嵌设有若干热管，所述热管伸出所述相变材料的一端与所述均热底板的上表面传热接触。本实用新型专利技术可根据实际工况选择对电池模组进行散热或加热，且均温性高，安全性好。当单个或若干个电池出现热失控时，该装置可迅速吸收其瞬间产生的大量热量，整个电池模组迅速均温并将热量传递至外部，避免其周边的电池也发生热失控。布局设计难度低，结构简单且制造成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置
本技术涉及一种电池热管理装置，尤其涉及一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置。
技术介绍
电池热管理装置是当前电池驱动设备中不可或缺的一部分，直接对电池的使用寿命和状态具有直接的影响。现有专利CN102231447A公开了一种相变材料热管耦合散热动力电池组，包括电池组壳体，在电池组壳体内放置有若干单体电池，单体电池之间缝隙内填充相变材料，相变材料中插入若干根热管，热管与相变材料接触的蒸发端以及热管与电池组外部环境接触的冷凝段均设置有翅片或螺纹。电池充放电产生的热量通过相变材料以潜热形式储存，相变材料中的热量再通过热管导出散到电池组外部环境。专利CN102231447A公开的电池热管理方案中，电池产生热量通过相变材料传递至热管，再由热管传递至热管末端的散热翅片，实现电池模组的散热，但该结构无法在低温环境下对电池模组进行加热，不适用于需要加热电池模组的工况（电池在低温条件下充放电时，其容量、寿命降低显著，甚至无法使用）。另外，该方案的电池模组均温性不够好。通常相变材料的导热系数不高（其导热系数与热管相差2个数量级），采用方案中自然冷却或强制风冷的方法对电池进行散热：（1）自然冷却时，中间位置电池的温度会比周边电池的温度高；（2）强制风冷时，很难保证对所有散热翅片的一致冷却，通常是进风口翅片下方的电池组温度低于出风口翅片下方的电池组。
技术实现思路
针对上述技术问题之一，本技术的目的是提供一种均温效果好，且能根据工况对电池模组进行散热或加热的热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置。为了解决上述问题，本技术采用了如下方案实现：一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，包括均热底板、内部用于行列式均匀设置电池的箱体，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，所述箱体内的各个电池之间、各个电池与箱体内壁之间的间隙中填充设置有相变材料，相邻电池之间的相变材料内还均匀嵌设有若干热管，所述热管伸出所述相变材料的一端与所述均热底板的上表面传热接触。进一步地，所述热管采用L形热管，所述均热底板采用基底均热板，所述L形热管伸出所述相变材料的一端设置有与所述基底均热板的上表面相贴合的热管打扁平面。进一步地，所述热管采用直热管，所述均热底板采用开孔均热板，所述开孔均热板上均匀设置有若干开孔，所述直热管伸出相变材料的一端部分插入所述开孔(611)并密封处理，所述直热管的内腔与开孔均热板的内腔彼此隔离。进一步地，所述热管采用一体式热管，所述的一体式热管包括均匀嵌于相变材料内的若干一体热管柱状位置、与所述若干一体热管柱状位置伸出相变材料的一端一体式连接的一体热管平板位置，所述一体热管平板位置的平板位置内腔与若干一体热管柱状位置的柱状位置内腔相连通。进一步地，所述换热装置的材料为铝合金。进一步地，所述换热装置的上表面与均热底板的下表面之间设置有导热硅脂。进一步地，所述的换热装置包括内设流体通道的水冷板，所述水冷板的上表面与均热底板的下表面紧密贴合，所述水冷板的两端分别设置有液体入口和液体出口。进一步地，所述的换热装置包括散热翅片，所述散热翅片的上表面与均热底板的下表面紧密贴合。进一步地，所述箱体的上盖内侧面均匀设置有若干与电池相配合的电池上端固定槽，所述电池上端固定槽的中心设置有电池正极通孔位；所述箱体的底板内侧面相对的设置有若干与电池相配合的电池底部固定槽，所述电池底部固定槽的中心设置有电池负极通孔位，相邻的所述电池底部固定槽之间设置有热管通孔位，所述的箱体四角设置有安装孔。进一步地，所述的相变材料为复合相变材料。相比现有技术，本技术可根据实际工况选择对电池模组进行散热或加热，且均温性高，安全性好。当单个或若干个电池出现热失控时，该装置可迅速吸收其瞬间产生的大量热量，整个电池模组迅速均温并将热量传递至外部，避免其周边的电池也发生热失控。布局设计难度低，结构简单且制造成本较低。附图说明图1为本技术实施例一的装配示意图。图2为本技术实施例一的爆炸示意图。图3为本技术实施例二的装配示意图。图4为本技术实施例二的爆炸示意图。图5为本技术实施例三的装配示意图。图6为本技术实施例三的爆炸示意图。图7为本技术实施例四：风冷装置的装配示意图。图8为电池的结构示意图。图9为上盖的结构示意图。图10为相变材料在箱体内凝结为固态时的结构示意图。图11为箱体的结构示意图。图12为L形热管的结构示意图。图13为直热管的结构示意图。图14为基底均热板的结构示意图。图15为开孔均热板的结构示意图。图16为一体式热管的结构示意图。图17为一体式热管剖面的结构示意图。图18为水冷板7的结构示意图。图中：1-电池、101-电池正极、2-上盖、201-电池上端固定槽、202-电池正极通孔位、3-相变材料、301-固态电池位、302-固态热管位、4-箱体、401-电池底部固定槽、402-电池负极通孔位、403-热管通孔位、404-箱体安装孔、50-L形热管、501-热管打扁平面、51-直热管、60-基底均热板、61-开孔均热板、611-开孔、62-一体式热管、621-一体热管平板位置、622-一体热管柱状位置、623-柱状位置内腔、624-平板位置内腔、7-水冷板、701-液体入口、702-液体出口、8-散热翅片。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本技术的技术方案，但本技术的保护范围不局限于以下所述。实施例一如图1和图2所示，一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：包括均热底板、内部用于行列式均匀设置电池1的箱体4，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，所述箱体4内的各个电池1之间、各个电池1与箱体内壁之间的间隙中填充设置有相变材料，所述的相变材料为复合相变材料，如添加膨胀石墨粉、金属粉末等方式提高导热系数，其固液相变温度在25-50℃范围。相邻电池1之间的相变材料内还均匀嵌设有若干热管，所述热管伸出所述相变材料的一端与所述均热底板的上表面传热接触。所述热管采用L形热管50，所述均热底板采用基底均热板60(见图14)，所述L形热管50伸出所述相变材料的一端设置有与所述基底均热板60的上表面相贴合的热管打扁平面501(见图12)。如图18所示，所述的换热装置包括内设流体通道的铝合金材质的水冷板7，所述水冷板7的上表面与基底均热板60的下表面紧密贴合，所述水冷板7的两端分别设置有三个液体入口701和三个液体出口702。所述水冷板7的上表面与基底均热板60的下表面之间设置有导热硅脂，提高传热效果。如图9所示，所述箱体4的上盖2内侧面均匀设置有若干与电池1相配合的电池上端固定槽201，所述电池上端固定槽201的中心设置有电池正极通孔位202；如图11所示，所述箱体4的底板内侧面相对的设置有若干与电池1相配合的电池底部固定槽401，所述电池底部固定槽401的中心设置有电池负极通孔位402，相邻的所述电池底部固定槽401之间设置有热管通孔位403，所述的箱体4四角设置有安装孔404。本实施例的安装方法和步骤为：1.将电池1（电池包裹绝缘层，见图8）按照电池底部固定槽401摆放，并对电池1的负极进行串并联连接；2.L形热管50、基底均热板60和水冷板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：包括均热底板、内部用于行列式均匀设置电池(1)的箱体(4)，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，所述箱体(4)内的各个电池(1)之间、各个电池(1)与箱体内壁之间的间隙中填充设置有相变材料，相邻电池(1)之间的相变材料内还均匀嵌设有若干热管，所述热管伸出所述相变材料的一端与所述均热底板的上表面传热接触。

【技术特征摘要】
1.一种热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：包括均热底板、内部用于行列式均匀设置电池(1)的箱体(4)，所述均热底板的下表面贴合地设置有换热装置，所述箱体(4)内的各个电池(1)之间、各个电池(1)与箱体内壁之间的间隙中填充设置有相变材料，相邻电池(1)之间的相变材料内还均匀嵌设有若干热管，所述热管伸出所述相变材料的一端与所述均热底板的上表面传热接触。2.根据权利要求1所述的热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：所述热管采用L形热管(50)，所述均热底板采用基底均热板(60)，所述L形热管(50)伸出所述相变材料的一端设置有与所述基底均热板(60)的上表面相贴合的热管打扁平面(501)。3.根据权利要求1所述的热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：所述热管采用直热管(51)，所述均热底板采用开孔均热板(61)，所述开孔均热板(61)上均匀设置有若干开孔(611)，所述直热管(51)伸出相变材料的一端部分插入所述开孔(611)并密封处理，所述直热管(51)的内腔与开孔均热板(61)的内腔彼此隔离。4.根据权利要求1所述的热管和相变材料耦合的电池模组热管理装置，其特征在于：所述热管采用一体式热管(62)，所述的一体式热管(62)包括均匀嵌于相变材料内的若干一体热管柱状位置(622)、与所述若干一体热管柱状位置(622)伸出相变材料的一端一体式连接的一体热管平板位置(621)，所述一体热管平板位置(621)的平板位置内腔(624)与若干一体热管柱状...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旺玉，黄光文，罗远强，苟竞仁，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44