一種應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開一種應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置，包括一塊彎曲的金屬板，上面帶有和圓柱型電池配合的弧形凹面，熱管布置在金屬板上。金屬板上和電池接觸的部分對應熱管的蒸發段，金屬板和冷板接觸的部分對應熱管的冷凝段。金屬板和冷板上的溝槽配合，整體上插入冷板，金屬板可插入至冷板的流道內。熱管蒸發段可吸收電池產生的熱量，通過介質將熱量傳遞至冷凝段與冷板實現換熱，整體上實現電池的換熱。本發明專利技術具有換熱效率高，結構緊湊，便于安裝等優點，可用于電池的保護，提升電池效率。

Cylindrical battery cooling device using heat pipe technology

The invention discloses a cylindrical battery cooling device using heat pipe technology, comprising a bent metal plate with an arc concave surface matched with a cylindrical type battery, and a heat pipe arranged on the metal plate. The contact part between the metal plate and the battery corresponds to the evaporating section of the heat pipe, and the contact part between the metal plate and the cold plate corresponds to the condensing section of the heat pipe. The metal plate is matched with the groove on the cold plate, and the cold plate is inserted on the whole, and the metal plate can be inserted into the flow passage of the cold plate. The heat pipe evaporation section can absorb the heat produced by the battery, transfer heat to the condensing section through the medium and realize heat exchange with the cold plate, and realize the heat exchange of the whole as a whole. The invention has the advantages of high heat exchange efficiency, compact structure, easy installation, etc., and can be used for battery protection and battery efficiency improvement.

【技術實現步驟摘要】
一種應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置
本專利技術是一種用于新能源汽車電池熱管理系統的的冷卻裝置，可實現電池與冷板之間的高效換熱，保護電池安全，提高電池工作效率。
技術介紹
在電動汽車中，動力電池為核心的儲能元件，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，其會輸出或輸入較大時，會釋放處大量的熱量，如果不及時對電池的溫度進行控制，會導致電池自燃現象甚至會發生爆炸。但是傳統電動汽車電池熱管理系統中，間接冷卻式的冷卻系統通常使用單一的鋁板作為電池冷卻裝置，換熱效率不高，存在不能及時散熱的問題。熱管是利用介質在熱端蒸發后在冷端冷凝的相變過程(即利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱)，使熱量快速傳導。熱管一端為蒸發端，另外一端為冷凝端，當熱管一端受熱時，毛細管中的液體迅速汽化，蒸氣在熱擴散的動力下流向另外一端，并在冷端冷凝釋放出熱量，液體再沿多孔材料靠毛細作用流回蒸發端，如此循環不止，直到熱管兩端溫度相等。這種循環是快速進行的，熱量可以被源源不斷地傳導開來。利用熱管技術改進傳統的電池冷卻裝置，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，保護電池安全，提升電池工作效率。
技術實現思路
本專利技術旨在解決普通電池冷卻裝置換熱能力不足的問題，提出了一種應用熱管技術的電池冷卻裝置方案。一種應用熱管技術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面配合的弧形凹面，構成與圓柱型電池接觸面；熱管布置在金屬板內。所述熱管分為三個部分：蒸發段，絕熱段，和冷凝段；蒸發段用于吸收熱量，促使熱管內部介質蒸發，氣態介質流經絕熱段后，在冷凝段冷凝，變為液態，釋放熱量；最后冷凝段液體通過毛細管流回蒸發段，至此熱管內部實現循環。電池散發的熱量透過金屬板后進入熱管，繼而被蒸發段吸收。熱管的冷凝段部分插入冷板，與冷板流道內的冷卻液接觸，熱量釋放至冷板流道內的冷卻液中，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應的為蒸發段。冷板流道內有冷卻液流通，冷板長時間保持在較低溫度。所述金屬板縱向截面為等腰梯形，且等腰梯形的頂邊長與底邊長之比為1.08-1.12；金屬板的每一弧形凹面上橫向或縱向設置若干彈性金屬片，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遠低于第二金屬板，第二金屬板上設置有熱傳導率高于第一金屬板和第二金屬板的導熱膜，導熱膜的形狀為梯形，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高于第一金屬板。應用熱管技術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冷卻液接觸；電池安裝的固定位置和溝槽位置，使得電池側面與金屬板上的弧形凹面緊密貼合。所述鋁板的厚度根據加工工藝，盡量減小，一方面可節省單個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構更為緊湊。所述鋁板上由電池和一段圓弧構成的換熱單元數量不限定，可根據實際需要匹配。所述熱管的端部與鋁板的端部相重合，其兩端封閉。所述熱管的蒸發段長度和電池高度相對應，可充分吸收電池產生的熱量；冷凝段和鋁板插入冷板的部分相對應，可充分吸收由冷板傳遞來的冷量。熱管內部蒸發段吸收電池熱量，液態介質蒸發，流向冷凝段；介質在冷凝段實現換熱，介質冷凝后形成的液體通過毛細管流回蒸發段，至此熱管內部形成一個封閉循環，可實現高效換熱。本專利技術有以下優點：1、利用熱管技術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、電池冷卻裝置結構簡單，便于拆裝。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1為本專利技術提供的電池冷卻裝置的示意圖；圖2為本專利技術提供的電池冷卻裝置熱管部分的剖視圖；圖3為本專利技術提供的電池冷卻裝置的安裝示意圖；圖4為本專利技術提供的冷板的示意圖。圖中：1-熱管；2-圓弧形接觸面；3-蒸發段；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。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。在電池(10)工作過程中，會產生一定的熱量，熱量通過金屬板與電池接觸面(2)，進入熱管蒸發段(3)；蒸發段(3)內介質吸熱蒸發，蒸發腔內蒸汽在壓力推動下，流經絕熱段(4)后，進入冷凝段(5)；冷凝段(5)對應著金屬板插入溝槽(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；熱管內的蒸汽介質進入冷凝段(5)后，在冷凝段(5)氣液交界面冷凝換熱，熱量經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，實現高效換熱的同時，能使得電池盡量緊湊的安裝。作為本申請的第二實施例，為了增強向熱管蒸發段的傳熱以及使得換熱部件與電池更加貼合，在上一實施例的基礎上進行改進，此處僅描述其與上一實施例不同之處，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與底邊長之比為1.08-1.12；金屬板的每一弧形凹面上設置若干彈性金屬片，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。作為本申請的第三實施例，將金屬板設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熱膜，導熱膜的形狀為梯形，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，增強傳熱效果；由于熱管的蒸發段主要用于吸收熱量，在與電池直接接觸的表面設置熱傳導率更高的導熱膜，通過控制該導熱膜的面積和厚度，使得熱量集中向熱管的蒸發段進行傳導，進一步提高換熱效率。作為本申請的第四實施例，將金屬板設置成雙金屬板，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遠低于第二金屬板，第二金屬板上設置有熱傳導率更高的導熱膜，導熱膜的形狀為梯形，且從上到下寬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置，其特征在于，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面配合的弧形凹面，構成與圓柱型電池接觸面；熱管布置在金屬板內。

【技術特征摘要】
1.一種應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置，其特征在于，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面配合的弧形凹面，構成與圓柱型電池接觸面；熱管布置在金屬板內。2.根據權利要求1所述的應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置，其特征在于：所述熱管分為三個部分：蒸發段，絕熱段，和冷凝段；蒸發段用于吸收熱量，促使熱管內部介質蒸發，氣態介質流經絕熱段后，在冷凝段冷凝，變為液態，釋放熱量；最后冷凝段液體通過毛細管流回蒸發段，至此熱管內部實現循環。3.根據權利要求2所述的應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置，其特征在于：電池散發的熱量透過金屬板后進入熱管，繼而被蒸發段吸收。4.根據權利要求2所述的應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置，其特征在于：所述熱管的冷凝段部分插入冷板，與冷板流道內的冷卻液接觸，熱量釋放至冷板流道內的冷卻液中，排出來自電池的熱量。5.根據權利要求1所述的應用熱管技術的圓柱形電池冷卻裝置，其特征在于：所述熱管為壓扁熱管，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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高天元，施駿業，王雨風，劉啟媛，李萬勇，陳江平，陳濤，陳海忠，
申請(專利權)人：江蘇中關村科技產業園節能環保研究有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32