圓柱體電池組的熱管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及熱管理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種將微熱管陣列板用于圓柱體電池組的熱管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以車載電池(蓄電池/鋰電池)為動(dòng)力的電動(dòng)汽車作為汽車工業(yè)的未來，以其低污染、節(jié)約能源、熱效率高等優(yōu)勢得到了重視和發(fā)展。電動(dòng)汽車采用電能取代石油等常規(guī)化石燃料作為動(dòng)力，具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢，是適合解決未來交通運(yùn)輸工具領(lǐng)域的長遠(yuǎn)方案。車載電池作為電動(dòng)汽車動(dòng)力的關(guān)鍵技術(shù)，在大電流充放電過程中，車載電池內(nèi)部會(huì)積聚大量的熱，若熱量不及時(shí)排除則電池溫度急劇升高，特別是大容量電池組，通常放熱量更高且由于滿足能量密度的需要更易積累熱量，從而導(dǎo)致熱失控，進(jìn)一步帶來電池釋放氣體、冒煙、漏液的后果，甚至可能會(huì)引起電池發(fā)生燃燒，反之車載電池處于低溫環(huán)境中時(shí)，可能會(huì)縮短壽命、減弱放電能力，鋰離子電池的工作溫度范圍一般需要保持在放電時(shí)-20?60°C，充電時(shí)O?45°C，因此其熱管理問題等成為制約電動(dòng)汽車發(fā)展的重要因素，現(xiàn)有的熱管理系統(tǒng)通常采用風(fēng)冷或液冷等結(jié)構(gòu)原理導(dǎo)致過于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于龐大和復(fù)雜，而且由于防水、防塵、防結(jié)露等一系列問題，電池組箱體需全封閉，因此需要一種緊湊而有效的散熱方式。對(duì)于采用圓柱體電池組的電動(dòng)汽車，現(xiàn)有常規(guī)的車載電池組熱管理系統(tǒng)通常采用重力熱管，該重力熱管一般為圓柱體結(jié)構(gòu)，依次插入至陣列式排布的圓柱體電池兩兩之間形成的中空間隙部分，由于重力熱管以及車載電池均為圓柱體結(jié)構(gòu)，兩者之間為線接觸，接觸面積非常小，散熱效率低，效果差，需要較長的散熱時(shí)間才能達(dá)到理想溫度，且不能保證車載電池其溫度均勻，并且由于重力熱管和車載電池為線接觸不能實(shí)現(xiàn)緊密貼合以降低接觸電阻，故需要增加額外的特殊器件以使兩者緊密貼合，導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和成本增加。此外，現(xiàn)有的車載電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)無法在不增加體積和成本的限制下，實(shí)現(xiàn)在寒冷地區(qū)或寒冷天氣下對(duì)車載電池的預(yù)加熱功能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的車載電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)存在的散熱時(shí)間長，散熱效率低，效果差以及系統(tǒng)體積結(jié)構(gòu)較大以及無法同時(shí)在寒冷地區(qū)或寒冷天氣下對(duì)車載電池的預(yù)加熱等問題，提供一種用于圓柱體電池組的熱管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)異形導(dǎo)熱板同時(shí)與圓柱體電池以及微熱管陣列板緊密貼合，減少了接觸電阻，同時(shí)增加了換熱面積，保證了車載圓柱體電池組溫度均勻，該熱管理系統(tǒng)傳熱效率高、體積緊湊、重量輕，提高了換熱效率和效果。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]—種用于圓柱體電池組的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括異形導(dǎo)熱板、微熱管陣列板和熱源，所述異形導(dǎo)熱板的一個(gè)板面為弧形板面并通過所述弧形板面與圓柱體電池表面緊密貼合，所述異形導(dǎo)熱板上與弧形板面相對(duì)的另一板面具有沿板長方向的平面結(jié)構(gòu)并通過所述平面結(jié)構(gòu)與微熱管陣列板貼合，所述微熱管陣列板為金屬材料經(jīng)擠壓或沖壓成型的其內(nèi)具有兩個(gè)以上并排排列的微熱管陣列的板狀結(jié)構(gòu)，所述微熱管陣列中各微熱管的等效直徑為0.15mm_3.0mm ；
[0006]在為圓柱體電池組散熱時(shí)，所述異形導(dǎo)熱板的板面的平面結(jié)構(gòu)貼合微熱管陣列板的蒸發(fā)段，所述微熱管陣列板的蒸發(fā)段吸收異形導(dǎo)熱板傳遞的圓柱體電池組熱能后發(fā)生熱管效應(yīng)再由微熱管陣列板的冷凝段與外界換熱；
[0007]在為圓柱體電池組預(yù)熱時(shí)，所述熱源設(shè)置在微熱管陣列板的蒸發(fā)段，所述異形導(dǎo)熱板的板面的平面結(jié)構(gòu)貼合微熱管陣列板的冷凝段，所述微熱管陣列板的蒸發(fā)段吸收熱源的熱能后發(fā)生熱管效應(yīng)再由微熱管陣列板的冷凝段放熱通過異形導(dǎo)熱板導(dǎo)熱至圓柱體電池組。
[0008]所述異形導(dǎo)熱板的一個(gè)板面為弧形板面且與弧形板面相對(duì)的另一板面具有沿板長方向的平面結(jié)構(gòu)的異形導(dǎo)熱板的橫截面近似月牙形，所述異形導(dǎo)熱板為月牙形導(dǎo)熱板，所述月牙形導(dǎo)熱板和微熱管陣列板均設(shè)置若干個(gè)且均沿圓柱體電池組的高度方向設(shè)置，各圓柱體電池的兩側(cè)均對(duì)稱設(shè)置有月牙形導(dǎo)熱板，前后相鄰或左右相鄰的圓柱體電池的靠近側(cè)各自貼合的月牙形導(dǎo)熱板之間貼合有微熱管陣列板，所述微熱管陣列板的厚度為1.0mm-4.0mm，左右相鄰或前后相鄰的圓柱體電池之間形成中空部分。
[0009]還包括熱輸運(yùn)通道，所述熱輸運(yùn)通道為空氣通道或液冷管通道;在為圓柱體電池組散熱時(shí)，所述微熱管陣列板的冷凝段貼合液冷管外壁，所述微熱管陣列板的蒸發(fā)段吸收?qǐng)A柱體電池組熱能后發(fā)生熱管效應(yīng)再由微熱管陣列板的冷凝段通過液冷管進(jìn)行換熱；和/或，所述熱源為電加熱元件或加熱的流體介質(zhì)管路，所述電加熱元件為電阻絲或電加熱膜。
[0010]所述異形導(dǎo)熱板的一個(gè)板面為弧形板面且與弧形板面相對(duì)的另一板面為平板面并通過所述平板面與微熱管陣列板緊密貼合，所述異形導(dǎo)熱板的相對(duì)側(cè)面為內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，所述異形導(dǎo)熱板的橫截面近似“K”形，所述異形導(dǎo)熱板為“K”形導(dǎo)熱板，所述“K”形導(dǎo)熱板和微熱管陣列板均設(shè)置若干個(gè)且均沿圓柱體電池組的高度方向設(shè)置，各圓柱體電池的兩側(cè)均對(duì)稱設(shè)置有“K”形導(dǎo)熱板，前后相鄰或左右相鄰的圓柱體電池的靠近側(cè)各自貼合的“K”形導(dǎo)熱板之間貼合有微熱管陣列板，所述微熱管陣列板的厚度為1.0mm-4.0_，左右相鄰或前后相鄰的圓柱體電池之間形成中空部分。
[0011]還包括微通道板，所述微通道板水平設(shè)置于圓柱體電池組頂部上方，所述微熱管陣列板沿圓柱體電池組的高度方向設(shè)置且微熱管陣列板的長度高于圓柱體電池組的高度，所述微熱管陣列板伸出圓柱體電池組的頂部，所述微通道板與微熱管陣列板相連接，所述微通道板為擠壓成型的具有兩個(gè)以上并排排列的微通道的板狀結(jié)構(gòu)，所述微通道的等效直徑為1.0mm-l0.0mm，所述微通道板的兩端設(shè)置有進(jìn)水口和出水口。
[0012]所述微通道板為微通道鋁板，所述微通道內(nèi)壁沿微通道方向設(shè)置微翅結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)流體換熱;和/或，所述微熱管陣列板中的各微熱管的內(nèi)壁中設(shè)置有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)為在各微熱管的內(nèi)壁中設(shè)置的具備強(qiáng)化傳熱作用的微翅或沿微熱管長度方向走向的內(nèi)凹微槽，所述微翅的大小和結(jié)構(gòu)適合于與微熱管內(nèi)壁形成沿微熱管長度方向走向的毛細(xì)微槽。
[0013]所述微熱管陣列板沿平行于微熱管陣列的管長方向設(shè)有一個(gè)或多個(gè)開槽，所述開槽與微熱管陣列相互獨(dú)立，所述熱源為電阻絲，所述電阻絲設(shè)置于開槽內(nèi)。
[0014]本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下:
[0015]本實(shí)用新型涉及一種用于圓柱體電池組的熱管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱體電池組的散熱和預(yù)熱的熱管理調(diào)節(jié)，包括相互配合工作的異形導(dǎo)熱板、微熱管陣列板和熱源(采用的熱源可以為電加熱元件或加熱的流體介質(zhì)管路)。優(yōu)選采用特殊的薄金屬材料如鋁金屬材料結(jié)構(gòu)的異形導(dǎo)熱板，外形扁平，其一個(gè)板面為弧形板面并通過該弧形板面分別與圓柱體電池組的各個(gè)圓柱體電池表面緊密貼合，異形導(dǎo)熱板上與弧形板面相對(duì)的另一板面具有沿板長方向的平面結(jié)構(gòu)并通過該平面結(jié)構(gòu)與微熱管陣列板相貼合，能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)與圓柱體電池以及微熱管陣列板的緊密貼合，克服了現(xiàn)有技術(shù)的車載電池組需要與流體介質(zhì)(水或者空氣)直接換熱效率低效果差的缺點(diǎn)，以及重力熱管與車載電池兩者之間接觸面積非常小或者需要額外設(shè)置器件以使兩者緊密貼合的缺點(diǎn)，減少了界面接觸電阻，提高了界面接觸面積，使得車載電池在較短的時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到理想散熱預(yù)熱溫度，并且可以保證車載電池溫度均勻，傳熱效率高、效果好，易于廣泛推廣應(yīng)用；同時(shí)，在寒冷地區(qū)或寒冷天氣下還可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)對(duì)車載電池均勻加熱的功能，保證電池高效運(yùn)行。此外，該熱管理系統(tǒng)采用新型的微熱管陣列板通過異形導(dǎo)熱板對(duì)圓柱體電池組進(jìn)行換熱，微熱管陣列板為金屬材料經(jīng)擠壓或沖壓成型的其內(nèi)具有兩個(gè)以上并排排列的微熱管陣列的板狀結(jié)構(gòu)，所述微熱管陣列中各微熱管的等效直徑為0.15mm-3.0mm，特定結(jié)構(gòu)的微熱管陣列板是針對(duì)電動(dòng)車載圓柱體電池組的電池組箱體的密閉空間的獨(dú)特設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)的微熱管陣列板能夠通過異形導(dǎo)熱板與圓柱體電池組最大面積的接觸以進(jìn)行換熱，具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、無噪聲、無傳動(dòng)部件的優(yōu)點(diǎn)；在為圓柱體電池組散熱時(shí)，異形導(dǎo)熱板的板面的平面結(jié)構(gòu)貼合微熱管陣列板的蒸發(fā)段，微熱管陣列板的蒸發(fā)段能夠大量吸收異形導(dǎo)熱板傳遞的圓柱體電池組熱能，在具有微熱管陣列的微熱管陣列板的各微熱管中發(fā)生熱管效應(yīng)，再由微熱管陣列板的冷凝段冷凝放熱，克服了現(xiàn)有技術(shù)的車載電池組需要與流體介質(zhì)(水或者空氣)直接換熱帶來的一系列問題，有效提高了散熱效率和效果。在為圓柱體電池組預(yù)熱時(shí)，熱源設(shè)置在微熱管陣列板的蒸發(fā)段，異形導(dǎo)熱板的板面的平面結(jié)構(gòu)貼合微熱管陣列板的冷凝段，微熱管陣列板的蒸發(fā)段吸收熱源的熱能后在具有微熱管陣列的微熱管陣列板的各微熱管中發(fā)生熱管效應(yīng)再由微熱管陣列板的冷凝段放熱，由于微熱管陣列板的冷凝段與異形導(dǎo)熱板通過平面結(jié)構(gòu)貼合故為面接觸，能實(shí)現(xiàn)大面積換熱，而且異形導(dǎo)熱板與圓柱體電池組緊密貼合實(shí)現(xiàn)了最大面積的接觸，故同樣也能實(shí)現(xiàn)高效熱傳導(dǎo)，微熱管陣列板冷凝釋放的熱量通過異形導(dǎo)熱板快速高效傳至圓柱體電池組，可以實(shí)現(xiàn)在車輛啟動(dòng)時(shí)對(duì)車載電池組均勻預(yù)加熱的功能，保證電池高效運(yùn)行。本實(shí)用新型提出的熱管理系統(tǒng)集散熱與加熱功能為一體，在散熱時(shí)熱源不啟動(dòng)工作，通過異形導(dǎo)熱板的熱傳導(dǎo)以及自然發(fā)生的熱管效應(yīng)即可達(dá)到所需散熱效果;在加熱時(shí)啟動(dòng)熱源，結(jié)合微熱管陣列板自然發(fā)生的熱管效