本发明专利技术提供一种采用被动散热系统的水下电池装置，采用基于相变导热的被动散热系统，从而提高了成组效率；且能够在水下环境下满足高功率、高倍率放电要求。该电池装置包括：封装外壳以及封装在封装外壳内部的电源模块和热管理模块；电源模块包括多个并列设置的单体电芯；热管理模块包括：相变片和内部填充有相变液的导热平板；以至少两个并列设置的单体电芯为一个电芯组，每个电芯组中，相邻两个单体电芯之间均设置导热平板；电源模块包括两个以上并列设置的电芯组；相邻电芯组之间设置相变片；导热平板的上端通过管路与设置在封装外壳上的中空夹层连通，当导热平板内的相变液吸热后汽化，进入中空夹层，通过封装外壳与外部水体进行对流换热。体进行对流换热。体进行对流换热。
【技术实现步骤摘要】
采用被动散热系统的水下电池装置
[0001]本专利技术涉及一种电池装置，具体设计一种采用被动散热系统的水下电池装置，属于电池
技术介绍
[0002]随着科学技术的发展以及海洋开发、军事应用的需求，水下航行器对动力电池提出了更高倍率、更高功率及更高安全性等要求。但是，电池在高功率、高倍率放电工况下会产生大量热量，同时会产生一定的膨胀。因此需要进行热管理设计，使电池组内部的温度相对均衡，并把电池绝对温度控制在合理范围内。
[0003]传统风扇风冷及液冷等主动冷却技术方案需要系统为其提供额外的能量且严重降低了电池组的系统成组效率；仅采用相变材料很难满足长时间大功率散热的工作要求；若采用组合式导热桥被动散热方案，界面接触热阻会导致系统综合热阻偏大。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，为了满足某水下航行器对动力电池组更高的倍率、更高的功率及更高比能的要求，同时兼顾电池组成组效率及相关热管理要求，本专利技术提供一种采用被动散热系统的水下电池组装置。
[0005]本专利技术的技术方案是：采用被动散热系统的水下电池组装置，包括：封装外壳以及封装在所述封装外壳内部的电源模块和热管理模块；
[0006]所述电源模块包括多个并列设置的串联和/或并联在一起的单体电芯；
[0007]所述热管理模块包括：相变片和内部填充有相变液的导热平板；以至少两个并列设置的单体电芯为一个电芯组，每个电芯组中，相邻两个单体电芯之间均设置导热平板；所述电源模块包括两个以上并列设置的电芯组；相邻所述电芯组之间设置相变片；
[0008]所述导热平板的上端通过管路与设置在所述封装外壳上的中空夹层连通，当所述导热平板内的相变液吸热后汽化，进入所述中空夹层，通过封装外壳与外部水体进行对流换热。
[0009]上述方案的基础上，进一步的，所述热管理模块还包括导流管A和导流管B；
[0010]所述热管理模块中各导热平板的上方均与导流管B连通，所述导流管B与所述中空夹层连通；所述各导热平板的下方均与所述导流管A连通。
[0011]上述方案的基础上，进一步的，所述导热平板两侧与对应侧单体电芯之间均设置有导热软垫。
[0012]上述方案的基础上，进一步的，设置有热管理模块的电源模块两侧分别设置有前固定板和后固定板；通过紧固件将前固定板、后固定板、电源模块及热管理模块夹紧形成整体。
[0013]上述方案的基础上，进一步的，采用圆筒舱段作为封装外壳，所述圆筒舱段内圆周面上，所述电源模块上方对应的位置设置有中空夹层；
[0014]所述圆筒舱段内圆周面上设置有限位筋板，用于电源模块的限位及固定；安装电源模块时，当所述后固定板与所述限位筋板接触，表示其安装到位，然后通过紧固件将设置有热管理模块的电源模块固定在限位筋板上。
[0015]上述方案的基础上，进一步的，在所述圆筒舱段内圆周面上，与前固定板对应的一端设置有凸出的支撑平台；所述电源模块前端的下方支撑在所述支撑平台上。
[0016]上述方案的基础上，进一步的，以两个并列设置的单体电芯为一个电芯组，两个单体电芯之间设置导热平板。
[0017]上述方案的基础上，进一步的，所述相变片厚度比两块单体电芯膨胀后增加的厚度多0.2mm～0.5mm。
[0018]上述方案的基础上，进一步的，在两个电芯组之间设置两片以上相变片，两片以上相变片沿所述单体电芯的长度方向间隔设置，所述相变片的宽度小于或等于单体电芯的宽度；两片以上所述相变片的总长度为单体电芯长度的一半。
[0019]上述方案的基础上，进一步的，所述相变片的面积为单体电芯表面积的一半。
[0020]有益效果：
[0021](1)本专利技术提供的电池装置采用基于相变导热的被动散热系统，能够在水下环境下可满足高功率、高倍率放电需求，其能够保证电源模块的成组效率；且本专利技术将封装外壳作为散热系统的一部分，电池组内部热管理模块采用相变液体吸热汽化，将单体电芯的热量迅速传导至封装外壳，通过封装外壳与外界水体的对流换热进行散热，由此整个系统的传热线路简单，传热线路上仅具有三个热阻，分别为单体电芯与导热平板之间的接触热阻、导热平板与封装外壳中空夹层之间的传导热阻以及封装外壳对外的对流热阻，相较传统的电池散热系统，能够降低系统整体的综合热阻，提高传热效率，将单体电芯的绝对温度控制在合理范围内。
[0022]此外该电池装置还可根据需求进行模块化组装满足不同工况的电能需求，且整体成组效率高。
[0023](2)该电池组内部热管理模块中的导热平板通过顶部及底部的导流管实现并联，汽化后的相变液在顶部中空夹层冷凝后自动回流，且各导热平板内部相变液体液位高度能够自动调平，由此能够保证各导热平板导热能力的均衡，改善了中部热累积效应，保障了电池装置中单体电芯间的温度在一定的温差范围内实现均衡。
[0024](3)本专利技术提供的电池装置，以至少两个并列设置的单体电芯为一个电芯组，相邻电芯组之间设置相变片，不仅能够保证电源模块的成组效率；且通过相变片吸热融化时被电芯膨胀挤压，能够减小因单体电芯膨胀传递至封装外壳上的压力；此外，设置相变片能够保证在使用厚度存在允许偏差的单体电芯在成组条件下仍具备装配可行性。
[0025](4)单体电芯通过导热软垫与导热平板接触，能够改善界面接触热阻，提高散热效果。
[0026](5)本专利技术中，相变片厚度比两块单体电芯膨胀后增加的厚度多0.2mm～0.5mm，控制相变片的厚度能够保证膨胀后的单体电芯不会互相接触，进而保证封装模块中的前后固定板及导热平板能够承受单体电芯的膨胀应力。
[0027](6)通过对相变片的尺寸进行设计，能够进一步提高成组效率，同时为相变片受热融化被挤压时提供一定的容纳空间。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的电池装置的俯视图；
[0029]图2为本专利技术的电池装置的内部结构示意图(即图1的A
‑
A视图)；
[0030]图3为导热平板的结构示意图；
[0031]图4为热管理模块的结构示意图。
[0032]其中：1
‑
导线；2
‑
单体电芯；3
‑
导热平板；4
‑
导热软垫；5
‑
相变片；6
‑
导流管A；7
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导流管B；8
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前固定板；9
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后固定板；10
‑
螺杆；11
‑
螺母；12
‑
圆筒舱段；13
‑
中空夹层；14
‑
限位筋板；15
‑
支撑平台。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细说明。
[0034]本实施例提供一种采用被动散热系统的水下电池装置，采用基于相变导热的被动散热系统，从而提高了成组效率；且能够在水下环境下满足高功率、高本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.采用被动散热系统的水下电池装置，其特征在于，包括：封装外壳以及封装在所述封装外壳内部的电源模块和热管理模块；所述电源模块包括多个并列设置的串联和/或并联在一起的单体电芯；所述热管理模块包括：相变片和内部填充有相变液的导热平板；以至少两个并列设置的单体电芯为一个电芯组，每个电芯组中，相邻两个单体电芯之间均设置导热平板；所述电源模块包括两个以上并列设置的电芯组；相邻所述电芯组之间设置相变片；所述导热平板的上端通过管路与设置在所述封装外壳上的中空夹层连通，当所述导热平板内的相变液吸热后汽化，进入所述中空夹层，通过封装外壳与外部水体进行对流换热。2.如权利要求2所述的采用被动散热系统的水下电池装置，其特征在于，所述热管理模块还包括导流管A和导流管B；所述热管理模块中各导热平板的上方均与导流管B连通，所述导流管B与所述中空夹层连通；所述各导热平板的下方均与所述导流管A连通。3.如权利要求1所述的采用被动散热系统的水下电池装置，其特征在于，所述导热平板两侧与对应侧单体电芯之间均设置有导热软垫。4.如权利要求1或2或3所述的采用被动散热系统的水下电池装置，其特征在于，设置有热管理模块的电源模块两侧分别设置有前固定板和后固定板；通过紧固件将前固定板、后固定板、电源模块及热管理模块夹紧形成整体。5.如权利要求4所述的采用被动散热系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗升，武雷，龚锋，熊思任，周欢思，
申请(专利权)人：宜昌测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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