[发明专利]一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统

说明书

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统。

背景技术

随着环境保护和节能减排意识的广泛普及以及能源资源的不断耗竭，能源的合理高效利用以及开发新型能源成为迫在眉睫的紧要任务。在节能减排的大环境下，传统燃料汽车出路难寻，而以动力电池作为能量源驱动的混合电动汽车和纯电动汽车则得到更广泛的关注和应用。

但电动汽车的电池散热问题无法得到很好的解决，故电动汽车无法得好快速发展。在电动汽车行驶过程中，动力电池在充放电过程中发生复杂的化学反应，从而导致电池内部积累大量热，造成电池的工作温度上升，电池性能下降，表现为电池转换效率降低，循环寿命降低；甚至当热量积聚到一定程度时可引发电池燃烧或者爆炸，造成严重后果。因此，合理解决电池的散热问题是电动汽车安全行驶的一大问题，是对潜在危害的有效预防。

发明内容

本发明的目的为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，散热效率高，散热迅速的电动汽车的动力电池水冷式散热系统。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本电动汽车的动力电池水冷式散热系统，包括电池箱和多个电池组，所述多个电池组安装于电池箱内，还包括脉动热管、相变材料和水冷装置，所述相变材料填充于电池箱内，所述脉动热管和电池组均插入相变材料中，所述脉动热管位于相邻两个电池组之间，且所述脉动热管的冷凝段依次穿过电池箱和水冷装置。

所述水冷装置包括储水箱、多根连接管和冷水箱，所述储水箱通过连接管与冷水箱连接，所述冷水箱安装于电池箱的上方。所述储水箱中的冷水通过泵抽取到冷水箱中，即储水箱中的水从进水口进入冷水箱，而冷水箱中的冷水对冷凝管进行冷却后，再从出水口流出而进入储水箱，从而形成水流循环，故储水箱为冷水箱持续提供冷水，从而保证散热的稳定性和持续性。

所述冷水箱的两端分别设有进水口和出水口，所述进水口低于出水口；所述储水箱通过连接管分别与进水口和出水口连接。进水口的低于出水口，则冷水箱中的水流平稳，且可保证冷水箱内具有足够的水量，从而保证冷却效果。山水口于冷水箱的位置过低，则冷水箱中的水容易流失。如果使冷水箱具有足够的水量，就得需要较大功率的泵进行抽水，从而增加成本。

所述冷凝段与冷水箱的结合处密封配合。密封配合可防止冷水箱中的水因泄漏而流失，避免浪费，且避免因漏水而影响电动汽车的行驶。

为防止冷水箱压条电池箱，所述电动汽车的动力电池水冷式散热系统还包括支架，所述支架包含有梯形的支撑部和固定部，所述支撑部的两端均与固定部连接；所述冷水箱固定于支撑部的上端，所述固定部分别安装于电池箱的两侧。

所述多个电池组并联，且于箱体内矩阵分布，所述电池组由多个单体电池串联构成。多个电池组从箱体中可方便拆卸和拼装，电池组的数量根据所需要的电压和电动势选择，从而防止能源浪费。

所述电池箱的材料为铝镁合金或黄铜。铝镁合金和黄铜均为高导热材料，利用高导热材料更有利于散热。

所述相变材料为石蜡。相变材料发生相变时吸收电池组产生的热量，从而快速令热量散布均匀，从而避免产生局部受热。为使石蜡能够更迅速的吸热，可于石蜡中添加石墨等高传热材料。

为提高脉动热管的传热效果，所述脉动热管含有蒸发段和冷凝段，所述蒸发段的管体紧贴于电池组的单体电池的表面，且插入相变材料中；

所述冷凝段的上端设有注料口，所述蒸发段由多个U型管构成，所述U型管的上端与冷凝段连接。所述注料口用于灌注工作介质；而蒸发段通过多个U型管构成，这可增加脉动热管与单体电池表面的接触时的接触面积，从而提高传热效果。

为提高散热效果，所述电池箱固定于电动汽车的车头内，且所述电池箱与车头的进气栅格之间具有夹角，此夹角大小为10°～60°。

本发明的工作原理：汽车行驶时，电池组工作产生热量。紧贴于单体电池表面的蒸发段将电池组产生的热量传送于冷凝段，冷水箱中的冷水对冷凝段进行冷却作用，从而降低电池组的热量；与此同时，冷空气从进气栅格进入后与冷凝段接触，从而冷空气对冷凝段进行二次冷却，故大大提高了散热速度和散热效率。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本电动汽车的动力电池水冷式散热系统中的冷水箱快速冷却冷凝段内的工作介质，提高脉动热管的传热效率，从而提高了散热速度和散热效率；同时储水箱对冷水箱持续供应冷水，从而保证散热的稳定性和持续性，避免电池组因热量累积过多而引发事故。