一种用于锂离子电池组的热交换装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于锂离子电池组的热交换装置，包括热交换器，热交换器的上部设有气体进口气体出口、冷却液进口和冷却液出口，热交换器内，气体进口密封连接一个用于热交换的热交换室，热交换室的一侧为与冷却液进口相对应的冷却液容纳室，热交换室的另一侧为与冷却液出口相对应的冷却液缓流室，热交换室将制冷气体通入冷却液内，使制冷气体与冷却液发生热交换。通过简化换热装置，采用直接接触换热的方式，与管壁换热方式相比，采用制冷气体与冷却液直接接触的方式的换热效率要比板式换热器的换热效率高出21%以上，比列管式换热器的换热效率高出13%以上，能够减少相当一部分的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动车电池组领域，特别涉及一种用于锂离子电池组的热交换装置。
技术介绍
由于锂离子电池组受温度影响大，容易使电池电解液分解进而引起电池早衰，现有锂离子电池组在使用时通常需要对其进行强制通风散热，以避免热量堆积。但是，由于电动汽车刚刚启动时或者爬坡时，电池组将散发的热量要比正常运行时的热量要多很多，传统的散热风扇往往很难短时间内将这些热量进行散发，这些热量会导致电池组电芯温度快速升高，当电芯温度达到45℃以上，该电芯将处于快速放电状态，而未达到该温度的电芯仍处于正常放电状态，多次以后，处于快速放电状态电芯的使用寿命和性能将大大减退，电池组的性能亦将达不到初期的设计要求和目标。因此，风冷的方式并不能达到使电池组均匀散热的目的，同时，在向电池组通风的同时，容易将粉尘和其他杂物带入电池组内而污染电芯，导致电池组充电放电状态不佳，严重时，易导致电池组内形成局部小范围的短路，进一步加重电池组内不均匀放热情况，使电池性能大幅降低。在现有技术中，还有一种通过采用油液来对电池组进行循环散热，大致方案是，向电池箱内通入油液，通过油液对电池组进行有效散热，由于液体的导热系数要高于气体，通过液冷的方式可实现快速均匀散热，弥补了风冷的不足，但是，电池组与油液直接接触不利于电池组的长期使用和安全性，易腐蚀和破坏电池组的密封性，造成电池组短路而报废，同时，采用液冷的方式对电池箱及电池组的结构和材料要求较高，对电池箱的密封性能有严格的条件限制，导致液冷的方式成本较空冷要高出很多，因此，液冷的方式也存在着较多的不足。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于锂离子电池组的热交换装置，通过提高换热效率，简化换热装置，与锂离子电池组相配合，提高电池组的散热能力。本专利技术采用的技术方案如下：一种用于锂离子电池组的热交换装置，包括热交换器，热交换器的上部设有用于通入制冷气体的气体进口、用于排出制冷气体的气体出口、用于通入冷却液的冷却液进口和用于排出冷却液的冷却液出口，热交换器内，气体进口密封连接一个用于热交换的热交换室，热交换室的一侧为与冷却液进口相对应的冷却液容纳室，热交换室的另一侧为与冷却液出口相对应的冷却液缓流室，热交换室将制冷气体通入冷却液内，使制冷气体与冷却液发生热交换。由于上述结构的设置，制冷气体通过气体进口进入热交换器的热交换室内，需要换热的冷却液通过冷却液进口进入冷却液容纳室，热交换室通过制冷气体对冷却液进行换热，换热后的冷却液流入冷却液缓流室内，经冷却液出口排出热交换器外，以利用换热后的冷却液对电池组进行散热，并达到循环利用的目的。进一步，为了更好地实施本专利技术的热交换装置，热交换室、冷却液容纳室和冷却液缓流室均为独立地腔室，热交换室的上部设有与冷却液容纳室连通的进液口，热交换室的下部设有与冷却液缓流室连通的排液口，气体进口的下端延伸至热交换室的底部自为一体形成延伸管。由于上述结构的设置，需要换热的冷却液进入并存储在冷却液容纳室内，冷却液容纳室内的冷却液经进液口向热交换室内排入，制冷气体通过延伸管向热交换室内排放制冷气体，制冷气体与冷却液直接接触，并使冷却液“沸腾”，冷却液与制冷气体直接接触换热的方式的换热效率，比用换热管进行管壁换热的方式的换热效率要高，进而提高了热交换装置的换热效率，使冷却液能更好地对电池组进行均匀散热。经换热后的冷却液通过排液口流入冷却液缓流室内，冷却液缓流室内的冷却液通过冷却液出口对外排出，换热后的制冷气体则通过气体出口排出热交换器，以重复利用制冷气体。进一步，为了增强换热效果，延伸管的下端设有排气管，排气管上均布若干排气孔。通过排气孔向冷却液内排入制冷气体，使制冷气体与冷却液接触面积增大，接触时间延长，接触区域更分散，利于均匀换热，同时，排气孔的设置还能降低冷却液“沸腾”的强度，防止冷却液进入气体进口内污染管路，提高了制冷气体的利用率。进一步，为了排出换热后的制冷气体，气体出口的下端伸入热交换室内，并与热交换室密封连接，气体出口的下端不与冷却液接触。换热后的制冷气体上升至热交换室内部的上部，经热交换室上部的气体出口排出。作为改进，考虑到冷却液容纳室和冷却液缓流室内的气体不易排出，热交换室、冷却液容纳室和冷却液缓流室的顶部分别设有用于排气的出气孔，热交换室、冷却液容纳室和冷却液缓流室彼此之间存在的间隙空间在热交换器内形成辅助换热室，气体出口内设有减压阀，气体出口的下端置于辅助换热室内，辅助换热室通过气体出口排出制冷气体。由于上述结构的设置，热交换室、冷却液容纳室和冷却液缓流室的气体通过出气孔排入辅助换热室内，由于排出的气体绝大部分是换热后的制冷气体，其仍存在一部分未利用的能量，这些换热后的制冷气体在辅助换热室内能够对热交换室、冷却液容纳室和冷却液缓流室的壁面进行换热，进而起到辅助换热的作用，提高了制冷气体的利用率，减压阀的设置是为了延长制冷气体在辅助换热室内的停留时间，进一步提高利用率。作为一种替选方案，冷却液容纳室与冷却液缓流室相通，气体出口内设有减压阀，且气体出口分别置于冷却液容纳室和冷却液缓流室内，气体进口的下端延伸至热交换室内，并与热交换室密封连接，热交换室的周身设有若干换热孔。由于上述结构的设置，热交换室通过换热孔向冷却液容纳室和冷却液缓流室内排放制冷气体，制造更广更高效的换热区域，使进入热交换器内的冷却液不断“沸腾”，换热后的冷却液通过冷却液进口向外排出，待热交换器内的气压超过设定值后，减压阀被打开，制冷气体则通过气体出口向外排出。为了进一步提高换热效率，热交换室的横截面的形状为T形，冷却液进口和冷却液出口的下端分别向下延伸至冷却液内。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：制冷气体通过气体进口进入热交换器的热交换室内，需要换热的冷却液通过冷却液进口进入冷却液容纳室，热交换室通过制冷气体对冷却液进行换热，换热后的冷却液流入冷却液缓流室内，经冷却液出口排出热交换器外，通过采用制冷气体与冷却液直接接触的方式，使冷却液“沸腾”，提高了制冷气体与冷却液的换热效率，使冷却液能快速恢复至工作性能，提高了锂离子电池组的散热性能，在一定程度上降低了液冷的使用和制造成本，提高了液冷的适应性，经实验得出，与管壁换热方式相比，例如与列管式换热器和板式换热器，采用制冷气体与冷却液直接接触的方式的换热效率比板式换热器的换热效率高出21%以上，比列管式换热器的换热效率高出13%以上。附图说明图1是一种锂离子电池组结构示意图；图2是图1中揭开上盖后的结构示意图；图3是图2的正视结构示意图；图4是图2的俯视结构示意图；图5是图2中电绝缘导热袋结构示意图；图6是图2中电绝缘导热薄袋结构示意图；图7是图2中热交换器内部的一种结构示意图；图8是图7的正视结构示意图；图9是图8中热交换室内的延伸管结构示意图；图10是图2中热交换器内部的另一种结构示意图；图11是图10的正视结构示意图。图中标记：1为外壳，101为输入孔，102为输出孔，2为电芯，201为电芯片，3为热交换器，301为气体进口，302为气体出口，303为冷却液进口，304为冷却液出口，4为电绝缘导热袋，401出口，5为电绝缘导热薄袋，501为进口孔，502为出口孔，6为上盖，601为安装孔，7为热交换室，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于锂离子电池组的热交换装置，包括热交换器，其特征在于，热交换器的上部设有用于通入制冷气体的气体进口、用于排出制冷气体的气体出口、用于通入冷却液的冷却液进口和用于排出冷却液的冷却液出口，热交换器内，气体进口密封连接一个用于热交换的热交换室，热交换室的一侧为与冷却液进口相对应的冷却液容纳室，热交换室的另一侧为与冷却液出口相对应的冷却液缓流室，热交换室将制冷气体通入冷却液内，使制冷气体与冷却液发生热交换。

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池组的热交换装置，包括热交换器，其特征在于，热交换器的上部设有用于通入制冷气体的气体进口、用于排出制冷气体的气体出口、用于通入冷却液的冷却液进口和用于排出冷却液的冷却液出口，热交换器内，气体进口密封连接一个用于热交换的热交换室，热交换室的一侧为与冷却液进口相对应的冷却液容纳室，热交换室的另一侧为与冷却液出口相对应的冷却液缓流室，热交换室将制冷气体通入冷却液内，使制冷气体与冷却液发生热交换。2.如权利要求1所述的用于锂离子电池组的热交换装置，其特征在于，热交换室、冷却液容纳室和冷却液缓流室均为独立地腔室，热交换室的上部设有与冷却液容纳室连通的进液口，热交换室的下部设有与冷却液缓流室连通的排液口，气体进口的下端延伸至热交换室的底部自为一体形成延伸管。3.如权利要求2所述的用于锂离子电池组的热交换装置，其特征在于，延伸管的下端设有排气管，排气管上均布若干排气孔。4.如权利要求3所述的用于锂离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福彦，
申请(专利权)人：德阳九鼎智远知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51