一种电池包热管理装置及其散热和加热方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电池包热管理装置及其散热和加热方法，包括多个单体电池、金属板、金属纤维棒、箱体、散热冷却板、回流装置、电磁加热器、喷淋装置，箱体通过金属纤维棒和金属板上通孔内壁的沟槽将箱体内液体吸附在金属板的通孔中，动力电池温度升高的同时将金属板和金属纤维棒之间的液体加热，温度升高到一定值后液体相变为汽体，再通过散热冷却板的冷却作用将汽体冷凝后经回流装置流回箱体，以此循环达到电池包散热的目的，简化了电池散热的结构。在寒冷情况下，使用电磁加热器将箱体内液体快速加热，促进热量在单体电池周围循环。本装置和方法具有高效的自主运行散热能力与加热能力，解决了热管理系统成本高且大量消耗动力电池电量的问题。

A Battery Package Heat Management Device and Its Heat Dissipation and Heating Method

The invention provides a battery package heat management device and its heat dissipation and heating method, including a plurality of single batteries, metal plates, metal fibre rods, box bodies, heat dissipation cooling plates, reflux devices, electromagnetic heaters and spraying devices. The box body adsorbs liquid in the box body into the through holes of the metal plates through grooves in the inner wall of the through holes of the metal fibre rods and the metal plates, and the temperature of the power battery increases. At the same time, the liquid between the metal plate and the metal fiber rod is heated, and the liquid is transformed into vapor when the temperature rises to a certain value. Then the vapor is condensed by the cooling plate and flowed back to the box through the reflux device, so as to achieve the purpose of heat dissipation of the battery pack and simplify the structure of heat dissipation of the battery. In cold conditions, the liquid in the box is heated rapidly by using an electromagnetic heater, which promotes the circulation of heat around the cell. The device and method have high efficiency of self-running heat dissipation and heating capacity, and solve the problem of high cost of heat management system and large consumption of power battery power.

【技术实现步骤摘要】
一种电池包热管理装置及其散热和加热方法
本专利技术涉及电池包热管理
，具体而言涉及一种电池包热管理装置及其散热和加热方法。
技术介绍
随着人们的环保意识不断增强，对于新型清洁能源的需求也在不断扩大。电池作为替代化石能源的清洁能源，在电动车辆上的应用效果逐渐被社会公众所认可，使得电动汽车也越来越普及。电动汽车的电池板上分布有多个电池包，电池包通常由多个电池组串联，为电动汽车提供动力供给，同时还不断储存能源。然而，电池包为封闭结构，其工作电流大，产生的热量大。若缺乏有效散热，可能导致电池的温度过高，影响电池的充放电能力和寿命，严重的还会引起电池自燃，甚至爆炸。目前的电池包散热结构，通常采取单一散热方式，设置多个导热部件和通风通道，然后采用电扇进行风冷散热的方式，或者甚至部分电动车辆未采取任何的散热措施。然而，电池包风冷散热的效果不理想，难以维持电池的合适温度。另外，目前液冷散热的效率还有待提高，且整体结构复杂、沉重。同时，我国大多数地区四季分明，夏季高温天气的室外温度甚至达到四十度以上。在此种环境下电池温度急剧上升，如果不能及时对电池散热，将会对动力电池造成不可逆的损害。严重时，甚至发生热失控，造成灾难性损失。上述问题为电池包和电动汽车的推广带来阻碍，使人们不能放心使用电动汽车。因此，电池包的散热管理尤为重要，需要提供一种更高效率的电池包的热管理装置及其散热和加热方法。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中的不足，提出了一种结构简便、换热效率高的电池包热管理装置及其散热和加热方法。该电池包的热管理装置及其散热和加热方法主要通过箱体、多通孔铝板、金属纤维棒、散热冷却板、回流装置、喷淋装置、电磁加热器的配合使用，利用液体的相变带走动力电池持续产生的热量，实现对电池包温度的调控，达到电动汽车电池包高效散热的目的。并且，在低温状态下，能够实现电池包的快速加热效果。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电池包热管理装置，包括箱体、多个动力电池、金属板、散热冷却板、回流装置、金属纤维棒；其中，所述动力电池之间安装所述金属板，箱体所述金属纤维棒底部插入箱体内，其顶部插入所述散热冷却板；所述箱体内液体相变后通过所述金属纤维棒流经所述散热冷却板和所述回流装置而流回箱体；所述散热冷却板分别与所述金属板和所述回流装置密封连接。可选地，所述金属板上分布有多个通孔，所述金属纤维棒中间部分位于所述通孔内，所述通孔内壁上分布有沟槽。可选地，所述散热冷却板包括上层板和下层板，所述下层板呈平板状，所述上层板呈屋脊状，所述散热冷却板通过所述下层板与所述金属板和所述回流装置密封连接。可选地，所述下层板分布有多个宽槽，所述宽槽位置与金属板的安装位置对应，所述上层板的内表面沿坡度方向均匀分布有沟槽。可选地，所述上层板的外表面均匀分布有散热翅片。可选地，还包括喷淋装置，所述喷淋装置安装在翅片的上方。可选地，所述箱体三面开孔，所述箱体上表面均匀分布多排密集小孔，两侧面分别分布多个液体回流孔，回流孔的位置靠近箱体上表面。可选地，所述箱体底部安装电磁加热器。优选地，所述金属板为铝板。本专利技术还提供一种如上述电池包热管理装置的散热和加热方法，散热过程包括：金属纤维棒将箱体内液体吸附到金属板内孔中；金属板被动力电池加热时，加热内孔中的液体；液体温度达到相变温度后蒸发为汽体，再被散热冷却板冷凝后经回流装置流回箱体；加热过程包括：在低温情况下，开启电磁加热器加热箱体中的液体，箱体将热量传至金属板，对每块单体电池的三面进行加热；当箱体中的液体达到一定温度后，液体通过金属纤维棒在所述金属纤维棒的另一头蒸发，然后被散热冷却板冷凝，经回流装置回流，进行热量循环。相比现有技术，本专利技术提供的电池包热管理装置及其散热和加热方法，基于液体相变带走多余热量，充分利用了铝板的传热、金属纤维棒和沟槽对液体的毛细吸力。采用金属纤维棒和铝板上通孔内壁的沟槽，将液体吸附在铝板的通孔中，铝板被动力电池加热的同时加热内孔中的液体。当液体温度升高达到相变温度后蒸发为汽体，汽体在散热冷却板进行冷却箱体，双层散热冷却板还分布有沟槽，便于引导液体流向，液体经回流装置流回箱体，以此循环达到电池包散热的目的，简化了电池散热的结构。另外，散热冷却板上层板的外表面上安装有散热片。在通常情况下车辆行驶过程中以外部自然风通过风道为冷却板散热。当夏季外部环境温度过高需要开启空调时，将空调的风道接入冷却板，冷风从两散热片之间流过加大了对冷却板的冷却效率。本专利技术采用自然风与喷淋冷却技术的方式，极大地节省了电池热管理需要消耗的热量。此外，在低温情况下利用电磁加热器快速将箱体中的液体加热，利用铝板的传热实现单体电池的三面加热，并通过金属纤维棒使液体快速冷凝回流，加快了热量在单体电池周围的循环，实现电池的高效加热。附图说明通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：图1示意性地示出了一实施例中电池包热管理装置的结构示意图。图2示意性地示出了图1中动力电池与箱体、金属板、金属纤维棒配合安装的结构示意图。图3示意性地示出了一实施例中电池包热管理装置的箱体立体结构示意图。图4示意性地示出了一实施例中电池包热管理装置的金属板结构示意图。图5示意性地示出了一实施例中电池包热管理装置的散热冷却板结构示意图。图6示意性地示出了图5中A处的局部放大结构示意图。图7示意性地示出了一实施例中一实施例中电池包热管理装置的回流装置结构示意图。图8示意性地示出了一实施例中电池包热管理装置的金属纤维棒在金属板中安装的结构示意图。图9示意性地示出了一实施例中动力电池与箱体、金属板、金属纤维棒配合安装的另一结构示意图。附图标记：1：回流装置；2：金属板；3：箱体；4：金属纤维棒；5：散热冷却板；6：动力电池；1-1：回流槽；2-1：通孔；2-2：沟槽；3-1：回流孔；3-2：吸液孔；5-1：下层板；5-2：散热翅片；5-3：宽槽。具体实施方式下面将参考若干示例性实施方式来描述本专利技术的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本专利技术，而并非以任何方式限制本专利技术的范围。其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。如图1和2所示，本专利技术实施例提供了一种电池包热管理装置，包括箱体3、多个动力电池6、金属板2、散热冷却板5、回流装置1、金属纤维棒4。各部件自上而下安装的顺序为，最上面是散热冷却板5，中间为金属板、金属纤维棒4、多个动力电池6以及回流装置1，最下面为三面有孔的箱体3。箱体3的两侧面设置有用于液体回流至箱体的回流孔3-1，上表面分布多排均匀的金属纤维棒的安装孔，金属纤维棒4的底部通过安装孔插入箱体3内。在本实施例中，金属板优选为铝板。可选地，铝板上设置有多个通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池包热管理装置，其特征在于，包括箱体、多个动力电池、金属板、散热冷却板、回流装置、金属纤维棒；其中，所述金属板位于所述动力电池之间，所述金属纤维棒底部插入箱体内，其顶部插入所述散热冷却板；所述箱体内液体相变后通过所述金属纤维棒流经所述散热冷却板和所述回流装置流回箱体；所述散热冷却板分别与所述金属板和所述回流装置密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种电池包热管理装置，其特征在于，包括箱体、多个动力电池、金属板、散热冷却板、回流装置、金属纤维棒；其中，所述金属板位于所述动力电池之间，所述金属纤维棒底部插入箱体内，其顶部插入所述散热冷却板；所述箱体内液体相变后通过所述金属纤维棒流经所述散热冷却板和所述回流装置流回箱体；所述散热冷却板分别与所述金属板和所述回流装置密封连接。2.根据权利要求1所述的电池包热管理装置，其特征在于，所述金属板上分布有多个通孔，所述金属纤维棒中间部分位于所述通孔内，所述通孔内壁上分布有沟槽。3.根据权利要求1所述的电池包热管理装置，其特征在于，所述散热冷却板包括上层板和下层板，所述下层板呈平板状，所述上层板呈屋脊状，所述下层板与所述金属板和所述回流装置密封。4.根据权利要求3所述的电池包热管理装置，其特征在于，所述下层板分布多个宽槽，所述宽槽位置与金属板的安装位置对应，所述上层板的内表面沿坡度方向分布有沟槽。5.根据权利要求4所述的电池包热管理装置，其特征在于，所述上层板的外表面均匀分布有散热翅片。6.根据权利要求5所述的电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传伟，陈尚瑞，高怀斌，夏占，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61