一种基于复合相变材料的电池热管理装置

本技术属于蓄电池的电池热管理，特别涉及一种基于复合相变材料的电池热管理装置。

背景技术：

1、近年来，在绿色运输的大趋势之下，电动车的使用愈趋普及。然而，汽车电池的寿命和效能会因运作时的温度变动而缩短和削弱。因此，电池更换的频率会增加，为用户带来不便和产生电池废料。目前，部分生产商会定制汽车电池专门用来减轻极度室外气温对电池温度的影响。尽管气候因素能够被缓和，电池运作时的内部升温依旧会为电池本身带来额外的热负荷。

2、电池热管理系统是电动汽车温度调控的主体，用于调节汽车运行过程中电池组的最高温度以避免热失控，同时用于降低电池组内的温差以降低能耗。电池热效应问题也会影响到电动汽车的性能和循环寿命，因此，做好热管理对电池的性能、寿命乃至整车行驶里程都十分重要。为实现高效热调控，研究者们已经开发出多种用于电动汽车的热管理技术，包括热管冷却、制冷剂、低温散热冷却、冷却水冷却、相变材料散热等。其中基于相变材料的电池热管理系统因不需要消耗额外能量、结构简单等性能具有巨大发展潜力，逐渐成为电池领域的研究热点。

3、在公告号为cn216928705u的专利文献中公开了一种基于复合相变材料的电池热管理装置，该装置包括电池、复合相变材料、支撑材料和外壳，其中，电池被支撑材料包裹，复合相变材料注入支撑材料中，使用外壳对支撑材料进行封装，复合相变材料可以是不同熔点的多层石蜡，所述电池的电极之间通过点焊连接，支撑材料可以是泡沫铝，外壳材质是亚克力材质；与传统装置相比，利用复合相变材料的高导热性可更高效储存电池工作产生的多余热量，使其保持正常工作温度，避免热失控。但是在连续充放电循环期间而且没有其他散热结构的情况下，亚克力外壳封闭会导致内部发生热积累，散热效率迅速下降，严重时甚至将直接导致“热失控”的发生；另外，动力电池在低温环境下出现明显的性能下降，电池容量衰减，续航里程缩水，在极寒地区甚至需要配备保温系统来提高电池的工作温度，因此电池热管理装置应该具备内外热交换功能。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于复合相变材料的电池热管理装置，进一步提高传热效率，实现内外热交换功能。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于复合相变材料的电池热管理装置，包括：

3、箱体；

4、电池，所述电池以等间距地排列于所述箱体内，所述电池的电极之间通过点焊连接；

5、导热管，所述导热管设于所述箱体前后两侧内壁上，所述导热管的进液口和出液口设于所述箱体外；

6、复合相变材料，所述复合相变材料填充于所述箱体内壁、所述电池表面及所述导热管表面形成的间隙空间。

7、优选的，上述技术方案中，还包括散热装置，所述散热装置设于所述箱体前后两侧外壁上，所述散热装置包括散热管和三通阀，所述散热管进液口与所述三通阀第一出口连通，所述导热管出液口贯穿于所述箱体外壁且与所述三通阀入口连通；所述导热管进液口、所述导热管、所述三通阀及所述三通阀第二出口形成一个液体加热回路，所述导热管的进液口、所述导热管、所述三通阀、所述散热管及所述散热管出液口形成一个液体冷却回路。

8、优选的，上述技术方案中，所述导热管和所述散热管均为蛇形结构。

9、优选的，上述技术方案中，所述导热管设有两个相互远离的导热管出液口，所述导热管进液口设于两个导热管出液口的对称轴上，所述散热管设有两个相互远离的散热管进液口，所述散热管出液口设于两个散热管进液口的对称轴上。

10、优选的，上述技术方案中，所述散热装置还包括散热板和若干组平行的纵向鳍片，所述散热板的下表面与所述箱体的外壁连接，所述散热板的上表面与所述散热管的下表面连接，所述纵向鳍片的下表面与所述散热板的上表面连接，所述散热管的两侧分别与所述纵向鳍片的侧面相抵接。

11、优选的，上述技术方案中，所述纵向鳍片的高度大于所述散热管的外径，所述纵向鳍片的一端与所述散热板的边缘连接。

12、优选的，上述技术方案中，所述导热管、所述散热管、所述散热板及所述纵向鳍片采用铝、铝合金、铜、铜合金或不锈钢材料制成。

13、优选的，上述技术方案中，所述电池之间的最小间距为2mm，所述电池与所述导热管之间的最小间距为2mm。

14、优选的，上述技术方案中，所述箱体设有可拆卸连接的盖体，所述导热管进液口贯穿于所述盖体的顶部。

15、优选的，上述技术方案中，所述箱体采用隔热保温材料制成。

16、与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

17、1.本实用新型基于复合相变材料的电池热管理装置包括设于箱体内壁的导热管，导热管的进出液口均设于箱体外，箱体内壁、电池表面及导热管表面形成的间隙空间填充有复合相变材料，通过与外部冷/热液体循环回路连通，实现了箱体内外热交换功能，能够具备良好的电池均温及控温能力。

18、2.本实用新型中的散热装置还包括散热管、三通阀、散热板及若干组平行的纵向鳍片，冷却液从导热管流入后经过三通阀流入散热管，散热板和纵向鳍片能够提升散热管在空气中的散热效率，纵向鳍片的高度大于散热管的外径，而且纵向鳍片的一端与散热板的边缘连接，能够保护散热管，避免遭受外部碰撞、挤压导致变形。

19、3.本实用新型中的导热管设有两个相互远离的导热管出液口，导热管进液口设于两个导热管出液口的对称轴上，散热管设有两个相互远离的散热管进液口，散热管出液口设于两个散热管进液口的对称轴上，能够缩短液体在导热管和散热管中的流经时长，进一步提高热交换效率。

1.一种基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，所述导热管和所述散热管均为蛇形结构。

3.根据权利要求2所述基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，所述导热管设有两个相互远离的导热管出液口，所述导热管进液口设于两个导热管出液口的对称轴上，所述散热管设有两个相互远离的散热管进液口，所述散热管出液口设于两个散热管进液口的对称轴上。

4.根据权利要求1所述基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，所述散热装置还包括散热板和若干组平行的纵向鳍片，所述散热板的下表面与所述箱体的外壁连接，所述散热板的上表面与所述散热管的下表面连接，所述纵向鳍片的下表面与所述散热板的上表面连接，所述散热管的两侧分别与所述纵向鳍片的侧面相抵接。

5.根据权利要求4所述基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，所述纵向鳍片的高度大于所述散热管的外径，所述纵向鳍片的一端与所述散热板的边缘连接。

6.根据权利要求4所述基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，所述导热管、所述散热管、所述散热板及所述纵向鳍片采用铝、铝合金、铜、铜合金或不锈钢材料制成。

7.根据权利要求1所述基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，所述电池之间的最小间距为2mm，所述电池与所述导热管之间的最小间距为2mm。

8.根据权利要求1所述基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，所述箱体设有可拆卸连接的盖体，所述导热管进液口贯穿于所述盖体的顶部。

9.根据权利要求8所述基于复合相变材料的电池热管理装置，其特征在于，所述箱体采用隔热保温材料制成。