具有热超导换热器的动力电池包及动力电池包系统技术方案

本发明专利技术提供一种具有热超导换热器的动力电池包及动力电池包系统，包括：热超导换热器及若干个电池单体；热超导换热器包括散热器、加热器及若干个平行间隔排布的热超导板；加热器位于所述散热器的一侧；热超导板位于散热器与所述加热器之间，热超导板内形成有热超导管路，热超导管路为封闭管路，且热超导管路内填充有传热工质；电池单体位于所述散热器与所述加热器之间，且各电池单体均与热超导板相接触。本发明专利技术可以在电池单体温度较低时对电池单体进行快速加热，从而提高电池单体在低温条件下的加热启动时间；同时，还可以在电池单体温度较高时对电池单体进行快速散热冷却。

【技术实现步骤摘要】
具有热超导换热器的动力电池包及动力电池包系统
本专利技术属于半导体制造
，特别是涉及一种具有热超导换热器的动力电池包及动力电池包系统。
技术介绍
随着时代的发展，全球已然掀起一波新能源汽车(电动汽车)的浪潮，同时也加速了电动汽车替代传统燃油车的步伐。最核心的部件就是动力电池。新能源电动汽车最核心部分是由一个或多个动力电池包所组成，而动力电池包是由多个电池单体密集摆放，当电动汽车持续在大负载条件下运行时,动力电池将持续处于大倍率放电状态。此时,电池包内迅速产生大量热量,中间区域必然热量聚集较多，边缘区域较少而增加了电池包中各单体电池温度的不均衡，最终影响整个电池包的性能。当中间区域的热量不能及时快速有效地散热，电池温度会显著升高而导致内部热点，就有可能导致电池热失控、电解液氧化燃烧、甚至爆炸现象的发生。电池包的设计既要密封、防水、防尘、绝缘等，又要考虑均匀散热。电池包的散热已成为业内研究的一个重要领域。动力电池包的散热通常采用直接风冷散热和液冷散热两种方式。采用风冷就是冷空气直接通过电池单体带走热量，其主要优点有：结构简单，质量轻，有害气体产生时能有效通风，成本较低；不足之处在于：与电池壁面之间换热系数低，冷却速度慢，效率低，且电池间距大，体积大等。采用液冷散热方式通常是用液冷板放在电池底部或用微通道设置与电池单体之间，通过液体流动带走热量。液冷的主要优点有：与电池壁面之间换热系数高，冷却速度快；不足之处在于：密封性要求高，质量相对较大，维修和保养复杂，需要水套、换热器等部件，结构相对复杂。此外，为了确保低温下的充电、放电性能和安全性，还需要在电池温度较低时进行预热，而目前并没有同时具备为电池包进行高效降温和对电池包进行加热功能的装置。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有热超导换热器的动力电池包及动力电池包系统，用于解决现有技术中的对电池包进行降温的降温方式存在的诸多问题，及现有技术不同时具备为电池包高效降温和加热功能的问题。为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术还提供一种具有热超导换热器的动力电池包，所述具有热超导换热器的动力电池包包括：热超导换热器及若干个电池单体；其中，所述热超导换热器包括散热器、加热器及若干个平行间隔排布的热超导板；所述加热器位于所述散热器的一侧，且与所述散热器具有间距；所述热超导板位于所述散热器与所述加热器之间，一端与所述散热器相连接，另一端与所述加热器相连接，所述热超导板内形成有热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，且所述热超导管路内填充有传热工质；所述电池单体位于所述散热器与所述加热器之间，且各所述电池单体均与所述热超导板相接触。作为本专利技术的一种优选方案，所述热超导板包括波浪部及弯折部；其中，所述波浪部包括相对的第一表面及第二表面，所述波浪部还包括若干个向第一表面凸起的第一凸起部及向第二表面凸起的第二凸起部，所述第一凸起部与所述第二凸起部沿所述热超导板的长度方向依次交替分布且连接为一体；所述弯折部位于所述波浪部的两端，且与所述波浪部的两端相连接；各所述热超导板经由所述弯折部分别与所述散热器的表面及所述加热器的表面相连接；所述电池单体位于所述波浪部的第一表面一侧及第二表面一侧；位于所述波浪部第一表面一侧的所述电池单体与所述第二凸起部对应设置，且贴置于所述第二凸起部，位于所述波浪部第二表面一侧的所述电池单体与所述第一凸起部对应设置，且贴置于所述第一凸起部。作为本专利技术的一种优选方案，所述第一凸起部及所述第二凸起部均为弧形凸起部，所述电池单体的形状为圆柱体。作为本专利技术的一种优选方案，所述波浪部的长度方向与所述弯折部的表面相垂直；所述波浪部与所述弯折部为一体成型结构。作为本专利技术的一种优选方案，所述波浪部的宽度与所述电池单体的高度相同，且所述弯折部的长度与所述散热器的高度相同。作为本专利技术的一种优选方案，所述热超导板包括平板部及弯折部；其中，所述弯折部位于所述平板部的两端，且与所述平板部的两端相连接；各所述热超导板经由所述弯折部分别与所述散热器的表面及所述加热器的表面相连接；所述电池单体的形状为矩形，所述电池单体位于相邻所述平板部之间，且所述电池单体至少与与其相邻的一所述平板部相贴置。作为本专利技术的一种优选方案，所述平板部的长度方向与所述弯折部的表面相垂直；所述平板部与所述弯折部为一体成型结构。作为本专利技术的一种优选方案，所述平板部的宽度与所述电池单体的高度相同，且所述弯折部的长度与所述散热器的高度相同。作为本专利技术的一种优选方案，所述热超导板为复合板式结构，所述热超导板呈双面胀、单面胀或双面平形态。作为本专利技术的一种优选方案，所述散热器至少包括冷却板，所述冷却板内形成有冷却管路，所述冷却板上设有与所述冷却管路相连通的进口及出口。作为本专利技术的一种优选方案，所述冷却板的表面与所述热超导板的一端相连接，所述冷却板的长度方向与所述加热器长度方向相平行，且与所述热超导板的长度方向相垂直。作为本专利技术的一种优选方案，所述散热器还包括散热翅片，所述散热翅片设置于所述冷却板上。作为本专利技术的一种优选方案，所述散热器包括固定基板及设置于所述固定基板上的散热翅片。作为本专利技术的一种优选方案，所述固定基板的一表面与所述热超导板的一端相连接，所述固定基板的长度方向与所述加热器长度方向相平行，且与所述热超导板的长度方向相垂直；所述散热翅片的数量为多个，多个所述散热翅片插设于所述固定基板远离所述热超导板的表面。本专利技术还提供一种动力电池包系统，所述动力电池包系统包括：如上述任一方案中所述的具有热超导换热器的动力电池包；冷媒系统，至少包括冷媒源，用于向所述散热器提供冷媒；加热控制器，与所述加热器相连接，用于控制所述加热器的工作。作为本专利技术的一种优选方案，所述动力电池包系统还包括温控系统，所述温度系统包括：测温装置，设置于所述具有热超导换热器的动力电池包上，用于测量各所述电池单体的温度；温控装置，与所述测温装置、所述冷媒源及所述加热控制器相连接，用于依据所述测温装置测量的结果控制所述冷媒源向所述散热器提供冷媒或控制所述加热控制器控制所述加热器加热。如上所述，本专利技术提供的具有热超导换热器的动力电池包及动力电池包系统，具有以下有益效果：本专利技术的具有热超导换热器的动力电池包采用热超导板作为与电池单体进行热交换的交换结构，热超导板由于采用热超导的热交换方式，其当量导热系数可以达到4000W/m℃，具有导热速度快、传热效率高、整个热超导板的温度均匀等特点，可以有效减小动力电池包中的电池单体在快速充电和放电时因温度不均、局部温度过高而导致的电池性能衰减的问题，从而提高了动力电池包的整体寿命；本专利技术的具有热超导换热器的动力电池包通过在热超导板两端设置散热器和加热器，可以在电池单体温度较低时对电池单体进行快速加热，从而提高电池单体在低温条件下的加热启动时间；同时，还可以在电池单体温度较高时对电池单体进行快速散热冷却；本专利技术的具有热超导换热器的动力电池包结构紧凑灵活、体积和重量小、输出能力强及可靠性高等优点；本专利技术的动力电池包系统可以实现对电池单体温度的自动调控，可以将电池单体温度自动控制在最佳的工作温度范围内。附图说明图1至图4显示为本专利技术实施例一中提供的具有热超导换热器的动力电池包的结构示意图；其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有热超导换热器的动力电池包，其特征在于，所述具有热超导换热器的动力电池包包括：热超导换热器及若干个电池单体；其中，所述热超导换热器包括散热器、加热器及若干个平行间隔排布的热超导板；所述加热器位于所述散热器的一侧，且与所述散热器具有间距；所述热超导板位于所述散热器与所述加热器之间，一端与所述散热器相连接，另一端与所述加热器相连接，所述热超导板内形成有热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，且所述热超导管路内填充有传热工质；所述电池单体位于所述散热器与所述加热器之间，且各所述电池单体均与所述热超导板相接触。

【技术特征摘要】
1.一种具有热超导换热器的动力电池包，其特征在于，所述具有热超导换热器的动力电池包包括：热超导换热器及若干个电池单体；其中，所述热超导换热器包括散热器、加热器及若干个平行间隔排布的热超导板；所述加热器位于所述散热器的一侧，且与所述散热器具有间距；所述热超导板位于所述散热器与所述加热器之间，一端与所述散热器相连接，另一端与所述加热器相连接，所述热超导板内形成有热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，且所述热超导管路内填充有传热工质；所述电池单体位于所述散热器与所述加热器之间，且各所述电池单体均与所述热超导板相接触。2.根据权利要求1所述的具有热超导换热器的动力电池包，其特征在于，所述热超导板包括波浪部及弯折部；其中，所述波浪部包括相对的第一表面及第二表面，所述波浪部还包括若干个向第一表面凸起的第一凸起部及向第二表面凸起的第二凸起部，所述第一凸起部与所述第二凸起部沿所述热超导板的长度方向依次交替分布且连接为一体；所述弯折部位于所述波浪部的两端，且与所述波浪部的两端相连接；各所述热超导板经由所述弯折部分别与所述散热器的表面及所述加热器的表面相连接；所述电池单体位于所述波浪部的第一表面一侧及第二表面一侧；位于所述波浪部第一表面一侧的所述电池单体与所述第二凸起部对应设置，且贴置于所述第二凸起部，位于所述波浪部第二表面一侧的所述电池单体与所述第一凸起部对应设置，且贴置于所述第一凸起部。3.根据权利要求2所述的具有热超导换热器的动力电池包，其特征在于，所述第一凸起部及所述第二凸起部均为弧形凸起部，所述电池单体的形状为圆柱体。4.根据权利要求2所述的具有热超导换热器的动力电池包，其特征在于，所述波浪部的长度方向与所述弯折部的表面相垂直；所述波浪部与所述弯折部为一体成型结构。5.根据权利要求2所述的具有热超导换热器的动力电池包，其特征在于，所述波浪部的宽度与所述电池单体的高度相同，且所述弯折部的长度与所述散热器的高度相同。6.根据权利要求1所述的具有热超导换热器的动力电池包，其特征在于，所述热超导板包括平板部及弯折部；其中，所述弯折部位于所述平板部的两端，且与所述平板部的两端相连接；各所述热超导板经由所述弯折部分别与所述散热器的表面及所述加热器的表面相连接；所述电池单体的形状为矩形，所述电池单体位于相邻所述平板部之间，且所述电池单体至少与与其相邻的一所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝爱星，曾巧，
申请(专利权)人：上海嘉熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31