本發(fā)明是一種用于新能源汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的的冷卻裝置，可實(shí)現(xiàn)電池與冷板之間的高效換熱，保護(hù)電池安全，提高電池工作效率。

背景技術(shù)：

在電動(dòng)汽車中，動(dòng)力電池為核心的儲(chǔ)能元件，電池的工作效率直接影響到整車的行駛里程。電池在充放電過程中，其會(huì)輸出或輸入較大時(shí)，會(huì)釋放處大量的熱量，如果不及時(shí)對(duì)電池的溫度進(jìn)行控制，會(huì)導(dǎo)致電池自燃現(xiàn)象甚至?xí)l(fā)生爆炸。但是傳統(tǒng)電動(dòng)汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中，間接冷卻式的冷卻系統(tǒng)通常使用單一的鋁板作為電池冷卻裝置，換熱效率不高，存在不能及時(shí)散熱的問題。

熱管是利用介質(zhì)在熱端蒸發(fā)后在冷端冷凝的相變過程(即利用液體的蒸發(fā)潛熱和凝結(jié)潛熱)，使熱量快速傳導(dǎo)。熱管一端為蒸發(fā)端，另外一端為冷凝端，當(dāng)熱管一端受熱時(shí)，毛細(xì)管中的液體迅速汽化，蒸氣在熱擴(kuò)散的動(dòng)力下流向另外一端，并在冷端冷凝釋放出熱量，液體再沿多孔材料靠毛細(xì)作用流回蒸發(fā)端，如此循環(huán)不止，直到熱管兩端溫度相等。這種循環(huán)是快速進(jìn)行的，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開來。

利用熱管技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的電池冷卻裝置，可提高電池冷卻裝置的換熱效率，維持電池工作溫度在合適范圍，保護(hù)電池安全，提升電池工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決普通電池冷卻裝置換熱能力不足的問題，提出了一種應(yīng)用熱管技術(shù)的電池冷卻裝置方案。

一種應(yīng)用熱管技術(shù)的圓柱形電池冷卻裝置，其包括：冷板，以及安裝在冷板上的彎曲金屬板，所述金屬板上有與圓柱型電池側(cè)面配合的弧形凹面，構(gòu)成與圓柱型電池接觸面；熱管布置在金屬板內(nèi)。

所述熱管分為三個(gè)部分：蒸發(fā)段，絕熱段，和冷凝段；蒸發(fā)段用于吸收熱量，促使熱管內(nèi)部介質(zhì)蒸發(fā)，氣態(tài)介質(zhì)流經(jīng)絕熱段后，在冷凝段冷凝，變?yōu)橐簯B(tài)，釋放熱量；最后冷凝段液體通過毛細(xì)管流回蒸發(fā)段，至此熱管內(nèi)部實(shí)現(xiàn)循環(huán)。電池散發(fā)的熱量透過金屬板后進(jìn)入熱管，繼而被蒸發(fā)段吸收。熱管的冷凝段部分插入冷板，與冷板流道內(nèi)的冷卻液接觸，熱量釋放至冷板流道內(nèi)的冷卻液中，排出來自電池的熱量。熱管為壓扁熱管，其流道形狀由直線與圓弧組成；熱管流道壁面與圓弧形換熱面之間間距為壓扁熱管寬度的1/10-1/20。

所述金屬板為鋁板，底部通過溝槽插入冷板，用于釋放熱管內(nèi)熱量；插入冷板的熱管部分為熱管的冷凝段；熱管的上部與電池相對(duì)應(yīng)的為蒸發(fā)段。冷板流道內(nèi)有冷卻液流通，冷板長(zhǎng)時(shí)間保持在較低溫度。

所述金屬板縱向截面為等腰梯形，且等腰梯形的頂邊長(zhǎng)與底邊長(zhǎng)之比為1.08-1.12；金屬板的每一弧形凹面上橫向或縱向設(shè)置若干彈性金屬片，彈性金屬片的至少一端與金屬板表面固定連接，在彈力的作用下與圓柱形電池表面相貼合。

所述金屬板包括一第一金屬板和兩塊第二金屬板，第一金屬板固定在兩第二金屬板中間，其中第一金屬板熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)低于第二金屬板，第二金屬板上設(shè)置有熱傳導(dǎo)率高于第一金屬板和第二金屬板的導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱膜的形狀為梯形，且從上到下寬度逐漸減小，厚度也逐漸減??；第二金屬板熱膨脹系數(shù)高于第一金屬板。

應(yīng)用熱管技術(shù)的圓柱形電池冷卻裝置的安裝方式為：電池首先安裝在冷板上一固定位置；金屬板和冷板上的溝槽配合，整體插入冷板，使得冷卻裝置與冷板流道內(nèi)冷卻液接觸；電池安裝的固定位置和溝槽位置，使得電池側(cè)面與金屬板上的弧形凹面緊密貼合。

所述鋁板的厚度根據(jù)加工工藝，盡量減小，一方面可節(jié)省單個(gè)電池冷卻裝置的制作成本，一方面可減少電池冷卻裝置占用體積，使得由電池和電池冷卻裝置組成的換熱單元結(jié)構(gòu)更為緊湊。

所述鋁板上由電池和一段圓弧構(gòu)成的換熱單元數(shù)量不限定，可根據(jù)實(shí)際需要匹配。

所述熱管的端部與鋁板的端部相重合，其兩端封閉。

所述熱管的蒸發(fā)段長(zhǎng)度和電池高度相對(duì)應(yīng)，可充分吸收電池產(chǎn)生的熱量；冷凝段和鋁板插入冷板的部分相對(duì)應(yīng)，可充分吸收由冷板傳遞來的冷量。熱管內(nèi)部蒸發(fā)段吸收電池?zé)崃浚簯B(tài)介質(zhì)蒸發(fā)，流向冷凝段；介質(zhì)在冷凝段實(shí)現(xiàn)換熱，介質(zhì)冷凝后形成的液體通過毛細(xì)管流回蒸發(fā)段，至此熱管內(nèi)部形成一個(gè)封閉循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)高效換熱。

本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、利用熱管技術(shù)的電池冷卻裝置換熱效率高，可解決普通冷卻裝置散熱不及時(shí)的問題。

2、電池冷卻裝置可和電池緊密配合，所占空間小，可使電池緊密排布。

3、電池冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆裝。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明提供的電池冷卻裝置的示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的電池冷卻裝置熱管部分的剖視圖；

圖3為本發(fā)明提供的電池冷卻裝置的安裝示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的冷板的示意圖。

圖中：1-熱管；2-圓弧形接觸面；3-蒸發(fā)段；4-絕熱段；5-冷凝段；6-冷卻裝置與冷卻液接觸面；7-熱管流道；8-換熱面；9-金屬板(鋁板)；10-電池；11-冷板；12-冷板溝槽；13-冷板流道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在電池(10)工作過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，熱量通過金屬板與電池接觸面(2)，進(jìn)入熱管蒸發(fā)段(3)；蒸發(fā)段(3)內(nèi)介質(zhì)吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)腔內(nèi)蒸汽在壓力推動(dòng)下，流經(jīng)絕熱段(4)后，進(jìn)入冷凝段(5)；冷凝段(5)對(duì)應(yīng)著金屬板插入溝槽(12)的部分，與冷卻液直接接觸；冷板流道(13)內(nèi)流通的的冷卻液使得熱管冷凝段(5)外部保持在較低溫度；熱管內(nèi)的蒸汽介質(zhì)進(jìn)入冷凝段(5)后，在冷凝段(5)氣液交界面冷凝換熱，熱量經(jīng)由金屬板與冷卻液交界面(6)傳遞至冷卻液，由冷卻液帶出。

電池(10)首先固定在冷板上的特定位置，之后再安裝金屬板：金屬板(9)可以為鋁板，插入冷板，與冷板溝槽(12)相配合。溝槽(12)的位置和電池安裝的位置相配合，可使得電池與鋁板(9)緊密接觸，實(shí)現(xiàn)高效換熱的同時(shí)，能使得電池盡量緊湊的安裝。

作為本申請(qǐng)的第二實(shí)施例，為了增強(qiáng)向熱管蒸發(fā)段的傳熱以及使得換熱部件與電池更加貼合，在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，此處僅描述其與上一實(shí)施例不同之處，相同之處不再贅述。金屬板縱向截面為等腰梯形，且等腰梯形的頂邊長(zhǎng)與底邊長(zhǎng)之比為1.08-1.12；金屬板的每一弧形凹面上設(shè)置若干彈性金屬片，彈性金屬片的至少一端與金屬板表面固定連接，在彈力的作用下與圓柱形電池表面相貼合。

作為本申請(qǐng)的第三實(shí)施例，將金屬板設(shè)置成縱向截面從上到下寬度逐漸減小的倒梯形，在鋁板的弧形凹面上固定連接一彈性金屬薄片的一端，彈性金屬薄片的另一端連接一倒V形彈性簧片，彈性簧片與弧形凹面底端接觸；金屬板弧形凹面和彈性金屬薄片表面涂敷一層導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱膜的形狀為梯形，且從上到下寬度逐漸減小，厚度也逐漸減小。當(dāng)帶有彈性金屬薄片的鋁板裝入電池陣列中，由于彈性力的作用，使得彈性金屬片能夠緊貼電池表面，增強(qiáng)傳熱效果；由于熱管的蒸發(fā)段主要用于吸收熱量，在與電池直接接觸的表面設(shè)置熱傳導(dǎo)率更高的導(dǎo)熱膜，通過控制該導(dǎo)熱膜的面積和厚度，使得熱量集中向熱管的蒸發(fā)段進(jìn)行傳導(dǎo)，進(jìn)一步提高換熱效率。

作為本申請(qǐng)的第四實(shí)施例，將金屬板設(shè)置成雙金屬板，其包括一第一金屬板和兩塊第二金屬板，第一金屬板固定在兩第二金屬板中間，其中第一金屬板熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)低于第二金屬板，第二金屬板上設(shè)置有熱傳導(dǎo)率更高的導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱膜的形狀為梯形，且從上到下寬度逐漸減小，厚度也逐漸減小；第二金屬板熱膨脹系數(shù)高于第一金屬板，在傳熱的過程中第二金屬板會(huì)發(fā)生熱膨脹，使得換熱表面與電池表面更加貼合。

上述實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明技術(shù)方案，但其并不是用來限定本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明所提出的方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。