電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，包括殼體，殼體內設有水冷板、復合超導平板熱管和動力電池，復合超導平板熱管的一端與動力電池緊密接觸，復合超導平板熱管的另一端與水冷板緊密接觸，水冷板的進、出水口穿過殼體與外部相通。本實用新型提供的裝置利用復合超導平板熱管快速導熱的特點，將動力電池與水冷板通過復合超導平板熱管連接，組合進行熱管理，當動力電池需要散熱時，水冷板內通冷卻介質，當動力電池需要加熱時，水冷板內通加熱介質，實現快速的熱量傳輸；能保證電池體之間溫度差異小于2℃，溫升控制在8℃以內，增加了動力電池的使用壽命和穩定性；裝置結構簡單，電池包安裝和增減方便，適用性廣。
【專利說明】
電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種復合超導平板熱管和水冷板組合熱管理系統，主要用于交通動力電源、電力存儲電源、移動通信電源和航天軍工電源等技術領域。【背景技術】
[0002]隨著動力電池的廣泛應用、電池快速充電和使用環境的影響，導致動力電池壽命減少和失效的不斷發生，因此需要一種裝置能夠對動力電池進行熱管理，保證動力電池能夠正常工作。
[0003]目前，動力電池散熱系統主要是利用動力電池自身內部熱循環和空氣冷卻電池組的方式，這種散熱方式只能緩解電池溫度過高U50°C)，但并不能改變電池的均溫性或低溫環境引起的失效性。【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是如何提高動力電池的壽命和使用的可靠性，降低失效發生的概率。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，其特征在于:包括殼體，殼體內設有水冷板、復合超導平板熱管和動力電池，復合超導平板熱管的一端與動力電池緊密接觸，復合超導平板熱管的另一端與水冷板緊密接觸，水冷板的進、出水口穿過殼體與外部相通。
[0006]優選地，所述水冷板、復合超導平板熱管和動力電池均設于底板上，水冷板設于中部，復合超導平板熱管設于水冷板兩側，復合超導平板熱管與動力電池嵌套設置且緊密接觸。
[0007]優選地，所述水冷板上部與上壓板鎖合，所述水冷板下部與所述底板上凹槽內的下墊板鎖合。
[0008]優選地，所述復合超導平板熱管的形狀為“U型”，“U型”的封閉端與所述水冷板緊密接觸，所述動力電池設于“U型”的開口端內。[〇〇〇9]優選地，所述復合超導平板熱管通過墊塊固定;墊塊上部與所述上壓板接觸，墊塊下部與所述底板接觸，墊塊中部與所述復合超導平板熱管接觸。
[0010] 優選地，所述動力電池為方形鋁殼電池、由圓形電池組合的方形電池組或帶方形外殼的軟包電池，所述動力電池由固定架進行緊固，所述動力電池直接與焊接端子連接。 [〇〇11]優選地，所述固定架包括壓板和壓條，兩側的壓板通過壓條連接。
[0012]優選地，當動力電池需要散熱時，水冷板內通冷卻介質，復合超導平板熱管與動力電池接觸的一端為蒸發端，復合超導平板熱管與水冷板接觸的一端為冷凝端;此時蒸發端將動力電池產生的熱量吸收，并將熱量由蒸發端傳遞給冷凝端，冷凝端與水冷板的散熱面進行熱量交換，由水冷板內的冷卻介質將熱量帶走。
[0013]優選地，所述當動力電池需要加熱時，水冷板內通加熱介質，復合超導平板熱管與動力電池接觸的一端為冷凝端，復合超導平板熱管與水冷板接觸的一端為蒸發端;此時蒸發端將水冷板產生的熱量吸收，并將熱量由蒸發端傳遞給冷凝端，冷凝端與動力電池進行熱量交換，動力電池吸收熱量溫度升高。
[0014]優選地，當環境溫度小于0°C時，需要給動力電池加熱；當動力電池溫度達到20°C 時，加熱結束。
[0015]本實用新型提供的裝置克服了現有技術的不足，利用復合超導平板熱管快速導熱的特點，將動力電池與水冷板通過復合超導平板熱管連接，組合進行熱管理，當動力電池需要散熱時，水冷板內通冷卻介質，當動力電池需要加熱時，水冷板內通加熱介質，實現快速的熱量傳輸;能保證電池體之間溫度差異小于2°C，溫升控制在8°C以內，增加了動力電池的使用壽命和穩定性;裝置結構簡單，電池包安裝和增減方便，適用性廣。【附圖說明】
[0016]圖1為電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統外部結構示意圖；
[0017]圖2為電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統內部結構示意圖；
[0018]圖3為電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統爆炸結構示意圖；
[0019]圖4為電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統俯視結構示意圖；
[0020]圖5為上蓋板結構示意圖；
[0021]圖6為前蓋板結構示意圖；[〇〇22]圖7為外罩鈑金結構示意圖；[〇〇23]圖8為后蓋板結構示意圖；[〇〇24]圖9為水冷板結構示意圖；[〇〇25]圖10為上壓板結構示意圖；
[0026]圖11為復合超導平板熱管結構示意圖；[〇〇27]圖12為墊塊結構示意圖；[〇〇28]圖13為動力電池結構示意圖；[〇〇29]圖14為焊接端子結構示意圖；[〇〇3〇]圖15為固定架結構示意圖；[〇〇31]圖16為壓條結構示意圖；[0〇32]圖17為底板結構不意圖；[〇〇33]圖18為下墊板結構示意圖。【具體實施方式】[〇〇34]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0035]圖1?圖4分別為電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統外部、內部、爆炸、俯視結構示意圖，所述的電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統由殼體1、水冷板2、復合超導平板熱管3、動力電池4、固定架5、底板6、焊接端子7、下墊板8、墊塊9和上壓板10等組成。殼體1主要起保護電池包的作用；電池包內部含有多個復合超導平板熱管3和多個動力電池4,復合超導平板熱管3的蒸發端與動力電池4緊密接觸，復合超導平板熱管3的冷凝端與水冷板2的散熱面21接觸;水冷板2的進、出水口穿過殼體1與外部相通;復合超導平板熱管3通過墊塊9 進行固定，水冷板2通過上壓板10和底板6進行固定，動力電池4通過固定架5進行固定。 [0〇36]結合圖5?圖8，殼體1包括上蓋板11、前蓋板12、外罩鈑金13和后蓋板14，材質均為不銹鋼或者高耐腐蝕塑料，前蓋板12上有兩個圓孔，用于水冷板2進出水口的安裝。殼體1作用主要保護電池包，要求防護等級達到IP67。
[0037]結合圖9和圖10，水冷板2包括散熱面21，散熱面21連接進水口 15和出水口 16，進水口 15和出水口 16分別穿過前蓋板12上的兩個圓孔。材質為鋁或者銅材質。水冷板2位于電池包中部，上部與上壓板10鎖合，下部與底板6接觸，并與底板6上凹槽內的下墊板8鎖合，水冷板2兩側分別與復合超導平板熱管3緊密接觸。上壓板10位于電池包上部，材質采用電木或者高硬度絕緣塑料，主要作用是固定水冷板2和復合超導平板熱管3。[〇〇38]結合圖11，復合超導平板熱管3包括蒸發端19和冷凝端20,形狀為U型，材質為鋁或者銅。蒸發端19與動力電池4緊密接觸，冷凝端20通過墊塊9固定，并與水冷板2緊密接觸。
[0039]結合圖12,墊塊9材質采用電木或者高硬度絕緣塑料，上部與上壓板10接觸，下部與底板6接觸，中間與復合超導平板熱管3接觸，主要作用為固定復合超導平板熱管3,保證復合超導平板熱管3能夠與水冷板2緊密接觸。
[0040]結合圖13，動力電池4采用方形電池，動力電池4由固定架5進行緊固，動力電池4位于底板6之上，動力電池4直接與焊接端子7進行連接。結合圖14,焊接端子7為銅材質，位于動力電池4上部，水平放置，主要負責連接動力電池4電極作用。
[0041]結合圖15和圖16,固定架5包括壓板17和壓條18,兩側的壓板17通過壓條18連接， 材質為高硬度絕緣塑料或者電木。上、下端的壓條18分別與動力電池4和底板6緊密接觸，固定架5作用是固定動力電池4;壓條18作用是連接兩個壓板17。[〇〇42]結合圖17和圖18,底板6位于動力電池4底部位置，材質為電木，主要負責固定動力電池4和水冷板2,底板6上有凹槽，用于放置下墊板8。下墊板8位于底板6的凹槽內，材質為不銹鋼，主要作用是固定水冷板2。
[0043]電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統利用復合超導平板熱管3快速導熱的特點，使其蒸發端19與動力電池4緊密接觸，將動力電池4產生的熱量進行吸收，將熱量由蒸發端19傳遞給冷凝端20,水冷板2內通冷卻介質，冷凝端20與水冷板2的散熱面21接觸，散熱面 21與冷凝端20進行熱量交換，將熱量帶走。
[0044]這種結構能保證電池體之間溫度差異小于2°C，溫升控制在8°C以內，增加了動力電池4的使用壽命和穩定性。
[0045]作為本實用新型的另一個優選實施例，當低溫環境下(小于0°C)，也可以給動力電池4加熱，此時水冷板2內通加熱介質，復合超導平板熱管3與動力電池4接觸的一端為冷凝端，復合超導平板熱管3與水冷板2接觸的一端為蒸發端。水冷板2將熱量通過復合超導平板熱管3傳遞給動力電池4，動力電池4吸收熱量溫度升高，當動力電池4溫度達到20 °C時，加熱結束。
[0046]本實用新型結構簡單，電池包安裝和增減方便，適用性廣，也可適用于大容量動力電池的使用。
【主權項】
1.一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，其特征在于:包括殼體(1)，殼體(1)內 設有水冷板(2)、復合超導平板熱管(3)和動力電池(4)，復合超導平板熱管(3)的一端與動 力電池(4)緊密接觸，復合超導平板熱管(3)的另一端與水冷板(2)緊密接觸，水冷板(2)的 進、出水口穿過殼體(1)與外部相通。2.如權利要求1所述的一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，其特征在于:所述 水冷板(2)、復合超導平板熱管(3)和動力電池(4)均設于底板(6)上，水冷板(2)設于中部， 復合超導平板熱管(3)設于水冷板(2)兩側，復合超導平板熱管(3)與動力電池(4)嵌套設置 且緊密接觸。3.如權利要求2所述的一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，其特征在于:所述 水冷板(2)上部與上壓板(10)鎖合，所述水冷板(2)下部與所述底板(6)上凹槽內的下墊板 (8)鎖合。4.如權利要求1所述的一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，其特征在于:所述 復合超導平板熱管(3)的形狀為“U型”，“U型”的封閉端與所述水冷板(2)緊密接觸，所述動 力電池(4)設于“U型”的開口端內。5.如權利要求3所述的一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，其特征在于:所述 復合超導平板熱管(3)通過墊塊(9)固定；墊塊(9)上部與所述上壓板(10)接觸，墊塊(9)下 部與所述底板(6)接觸，墊塊(9)中部與所述復合超導平板熱管(3)接觸。6.如權利要求1所述的一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，其特征在于:所述 動力電池(4)為方形鋁殼電池、由圓形電池組合的方形電池組或帶方形外殼的軟包電池，所 述動力電池(4)由固定架(5)進行緊固，所述動力電池(4)直接與焊接端子(7)連接。7.如權利要求6所述的一種電池包復合超導平板熱管水冷散熱系統，其特征在于:所述 固定架(5)包括壓板(17)和壓條(18)，兩側的壓板(17)通過壓條(18)連接。
【文檔編號】H01M10/6552GK205621776SQ201620101881
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年2月1日
【發明人】洪英杰, 鐘亮
【申請人】上海鷹峰電子科技股份有限公司