一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，包括下箱体和上箱盖，下箱体内并列设若干电池模组群，上箱盖上设散热机构；任一电池模组群配合设一排竖直设置的热管，热管下部与电池模组群贴合、上部穿过上箱盖设于散热机构内；上箱盖和散热机构的外侧罩设制冷剂直冷机构。本实用新型专利技术采用热管在动力电池系统内的发热源与动力电池系统外的散热部件间建立高速传热通道，将电池模组群的热量快速、均匀带到动力电池系统外部，热管与动力电池系统箱体接触处可进行密封设计以保证箱体的IP67设计，制冷剂在冷却过程中不进入箱体内部，排除制冷剂在动力电池系统箱体内部泄露的安全风险，竖直设置的热管得以将热管的传热效率发挥到最大。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于用于直接转变化学能为电能的方法或装置、例如电池组的
，特别涉及一种可以将热管的传热效率发挥到最大且结构简单、安全性更高的采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统。
技术介绍
目前在国家的支持和市场的利好下，动力锂电池行业发展非常迅速，其应用已经扩展到了电动大巴、电动小汽车、微公交和储能等领域。随着动力锂电池的大规模应用，日益凸显的问题也越来越多，尤其是动力电池系统的散热问题。电动汽车行驶的驱动力来源于动力电池系统。动力电池系统在充/放电的过程中会产生大量的热量，使电池温度升高，进而使动力电池系统的性能大幅下降。研究表明，当动力锂电池的温度超过45℃时，其循环寿命将大幅下降。此外，由于高温使动力锂电池的副反应增加，出于保护电池的目的，在实际使用中，会对电池的充/放电功率进行限制。现有技术中，随着消费者对快速充电和大功率放电等的要求越来越高，常规的自然冷却、风冷和液冷的冷却方式已经越来越难以满足这些要求。利用制冷剂作为冷却工质直接对动力电池系统进行冷却的方式已经用于动力电池系统，然而，现有的应用都是将压缩过的制冷剂直接通入动力电池系统，存在着制冷剂在电池箱内部泄漏的风险。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是，现有技术中，随着消费者对快速充电和大功率放电等的要求越来越高，常规的自然冷却、风冷和液冷的冷却方式已经越来越难以满足这些要求，利用制冷剂作为冷却工质直接对动力电池系统进行冷却的方式已经用于动力电池系统，然而现有的应用都是将压缩过的制冷剂直接通入动力电池系统，而导致的存在制冷剂在电池箱内部泄漏的风险的问题，进而提供了一种优化结构的采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统。本技术所采用的技术方案是，一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，包括动力电池系统本体，所述动力电池系统包括配合设置的下箱体和上箱盖，所述下箱体内并列设有若干电池模组群，所述上箱盖上设有散热机构；所述任一电池模组群配合设有一排竖直方向设置的热管，所述热管的下部与电池模组群贴合，所述热管的上部穿过上箱盖设于所述散热机构内；所述上箱盖和散热机构的外侧罩设有制冷剂直冷机构。优选地，所述制冷剂直冷机构包括外壳，所述外壳罩设于所述上箱盖的外侧，所述外壳的下缘与上箱盖的边缘贴合设置，所述外壳侧边设有制冷剂入口和制冷剂出口。优选地，所述上箱盖的上表面的散热机构为散热翅片，所述散热翅片包括基板和若干平行设于基板上表面的翅片，所述翅片平行于电池模组群的设置方向设置；所述热管的上端部设于所述基板内，所述散热翅片的高度等于所述外壳的内侧高度，所述基板的各边长度小于等于所述上箱盖的对应边的长度，所述翅片的两端部与外壳间设有空隙。优选地，所述制冷剂入口和制冷剂出口设于翅片相同端部的外壳侧边上。优选地，所述制冷剂入口和制冷剂出口间的散热翅片的基板上设有1个第一截流块，所述第一截流块的两端部分别与外壳的内侧壁和任一翅片的端部贴合。优选地，所述制冷剂入口和制冷剂出口间的散热翅片的基板上分布设有n个第一截流块，所述任一第一截流块的两端部分别与外壳的内侧壁和翅片的端部贴合，所述散热翅片的基板的相对端上分布设有n-1个第二截流块，所述任一第二截流块的两端部分别与外壳的内侧壁和翅片的相对端部贴合，所述基板两端部的n个第一截流块和n-1个第二截流块交替设置；n≥2。优选地，所述制冷剂入口和制冷剂出口设于翅片相对端部的外壳侧边上。优选地，所述制冷剂入口和制冷剂出口以散热翅片的中心对称设置，且制冷剂入口和制冷剂出口分别设于所述外壳侧边的端部；所述制冷剂入口侧部的散热翅片的基板上分布设有n个第一截流块，所述任一第一截流块的两端部分别与外壳的内侧壁和翅片的端部贴合，所述制冷剂出口侧部的散热翅片的基板上分布设有n个第二截流块，所述任一第二截流块的两端部分别与外壳的内侧壁和翅片的端部贴合，所述基板两端部的n个第一截流块和n个第二截流块交替设置；n≥1。优选地，所述电池模组群包括并列设置的2排电池模组，所述一排热管设于所述2排电池模组间，所述一排热管和电池模组间设有导热片层。本技术提供了一种优化结构的采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，通过在动力电池系统的下箱体内并列设置若干电池模组群，并为任一电池模组群配合设置一排竖直方向设置的热管，热管的下部与电池模组群贴合，作为蒸发端，带走电池模组群的热量，热管的上部穿过上箱盖连接散热机构，作为冷凝端，最大程度的达到热管的传热效率，并同时在上箱盖的外侧配合设置制冷剂直冷机构，进一步强化换热；本技术采用热管在动力电池系统内部的发热源与动力电池系统外部的散热部件之间建立一条高速的传热通道，将电池模组群的热量快速、均匀地带到动力电池系统的箱体外部，热管与动力电池系统的箱体接触处可以进行密封设计以保证动力电池系统箱体的IP67设计，制冷剂在冷却过程中不进入动力电池系统箱体内部，排除了制冷剂在动力电池系统箱体内部泄露的安全风险，同时，竖直设置的热管得以将热管的传热效率发挥到最大。附图说明图1为本技术的实施例1的爆炸图结构示意图；图2为本技术的实施例1中散热翅片与第一截流块的俯视图结构示意图，其中，箭头表示制冷剂的流动方向；图3为本技术的实施例2的爆炸图结构示意图；图4为本技术的实施例2中散热翅片与第一截流块和第二截流块的俯视图结构示意图，其中，n=2，箭头表示制冷剂的流动方向；图5为本技术的实施例3的爆炸图结构示意图；图6为本技术的实施例3中散热翅片的俯视图结构示意图，其中，箭头表示制冷剂的流动方向；图7为本技术的实施例4的爆炸图结构示意图；图8为本技术的实施例4中散热翅片与第一截流块和第二截流块的俯视图结构示意图，其中，n=2，箭头表示制冷剂的流动方向；图9为本技术的电池模组群的剖视图结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步的详细描述，但本技术的保护范围并不限于此。如图所示，本技术涉及一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，包括动力电池系统本体，所述动力电池系统包括配合设置的下箱体1和上箱盖2，所述下箱体1内并列设有若干电池模组群3，所述上箱盖2上设有散热机构；所述任一电池模组群3配合设有一排竖直方向设置的热管4，所述热管4的下部与电池模组群3贴合，所述热管4的上部穿过上箱盖2设于所述散热机构内；所述上箱盖2和散热机构的外侧罩设有制冷剂直冷机构。本技术中，动力电池系统包括配合设置的下箱体1和上箱盖2，并在下箱体1内并列设置若干电池模组群3。本技术中，为了完成动力电池系统的散热作业，在任一电池模组群3中配合设置竖直方向的热管4，为了保证散热的效率，一般情况下，热管4成排设置；热管4的下部与电池模组群3贴合，作为蒸发端，带走电池模组群3的热量，热管4的上部穿过上箱盖2连接散热机构，作为冷凝端，最大程度的达到热管4的传热效率。本技术中，为了将动力电池系统的散热能最大程度的完成换热，保持动力电池系统的工作温度适宜，同时在上箱盖2的外侧配合设置制冷剂直冷机构，进一步强化换热，使得由散热机构收集的热量能由制冷剂直冷机构进行换热，最大程度降低动力电池系统的整体温度。本技术采用热管4在动力电池系统内部的发热源与动力电池系统外部的散热部件之间建立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，包括动力电池系统本体，其特征在于：所述动力电池系统包括配合设置的下箱体和上箱盖，所述下箱体内并列设有若干电池模组群，所述上箱盖上设有散热机构；所述任一电池模组群配合设有一排竖直方向设置的热管，所述热管的下部与电池模组群贴合，所述热管的上部穿过上箱盖设于所述散热机构内；所述上箱盖和散热机构的外侧罩设有制冷剂直冷机构。

【技术特征摘要】
1.一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，包括动力电池系统本体，其特征在于：所述动力电池系统包括配合设置的下箱体和上箱盖，所述下箱体内并列设有若干电池模组群，所述上箱盖上设有散热机构；所述任一电池模组群配合设有一排竖直方向设置的热管，所述热管的下部与电池模组群贴合，所述热管的上部穿过上箱盖设于所述散热机构内；所述上箱盖和散热机构的外侧罩设有制冷剂直冷机构。2.根据权利要求1所述的一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，其特征在于：所述制冷剂直冷机构包括外壳，所述外壳罩设于所述上箱盖的外侧，所述外壳的下缘与上箱盖的边缘贴合设置，所述外壳侧边设有制冷剂入口和制冷剂出口。3.根据权利要求2所述的一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，其特征在于：所述上箱盖的上表面的散热机构为散热翅片，所述散热翅片包括基板和若干平行设于基板上表面的翅片，所述翅片平行于电池模组群的设置方向设置；所述热管的上端部设于所述基板内，所述散热翅片的高度等于所述外壳的内侧高度，所述基板的各边长度小于等于所述上箱盖的对应边的长度，所述翅片的两端部与外壳间设有空隙。4.根据权利要求3所述的一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，其特征在于：所述制冷剂入口和制冷剂出口设于翅片相同端部的外壳侧边上。5.根据权利要求4所述的一种采用制冷剂直接冷却系统的动力电池系统，其特征在于：所述制冷剂入口和制冷剂出口间的散热翅片的基板上设有1个第一截流块，所述第一截流块的两端部分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙世强，蒋碧文，陈敏，何聪，
申请(专利权)人：杭州捷能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33