[实用新型]一种带翅片和泡沫导热结构的复合散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池散热技术领域，尤其是涉及一种带翅片和泡沫导热结构的复合散热装置。

背景技术

汽车动力电池如锂离子电池能量密度高，体积小，循环寿命较长，在电动汽车上应用潜力很大。然而由于锂离子电池在充放电过程中温度升高影响自身性能与循环寿命，过高的温度甚至引起热失控，导致自燃等事故，因此动力锂离子电池散热技术的研究和实施尤为迫切。散热系统通常采取风冷或液体冷却。风冷散热系统体积小，但是散热效果有限，而液体冷却系统效果较好，但是体积大，结构复杂、泵功能耗高，且存在泄漏等潜在缺点。而相变材料具有相变过程吸收潜热高、温升小、化学稳定性好、体积小、结构简单、价格低廉等优点，应用在动力锂离子电池上能降低电池温升、缓和热冲击，提高电池寿命和稳定性。但是相变材料导热率低，不能迅速、均匀地传热。

中国专利200910039125.4公开了一种带有相变材料冷却系统的动力电池装置，该装置包括螺钉、若干电池单体、箱盖通风孔、电极连接轴、箱体顶盖、侧面通风孔、框体；所述的电池单体是以电池作为基体，外部加装壳体；电池和壳体之间填充相变材料并采用绝缘橡胶密封；电池箱体开设通风孔散热。该专利通过填充相变材料虽然有效的缓和了电池发热冲击，但是没有解决相变材料导热率低而导致散热速度慢的缺点。

中国专利ZL201120571466.9公开了一种基于泡沫金属/复合相变材料的动力电池冷却系统，包括有单体电池、电池连接极、相变材料、泡沫金属、高导热绝缘胶、电池外壳、电池上档板、电池下档板；单体电池与电池外壳之间填充有以泡沫金属为骨架材料和以相变材料为基体复合而成的复合相变材料，相变材料灌注到泡沫金属中，单体电池与灌注后的泡沫金属用高导热绝缘胶连接，电池上档板及电池下档板分别装设在单体电池的上端及下端，电池连接极与单体电池连接。该专利的泡沫金属与电池的有效接触面积小，并且没有减小接触界面空气缝隙机制，从而导致其传热效果强化不充分。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带翅片和泡沫导热结构的复合散热装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带翅片和泡沫导热结构的复合散热装置，用于辅助电池单体的散热，所述的复合散热装置包括套设在电池单体外部的外壳套筒，所述的外壳套筒与电池单体之间填充泡沫结构，所述的泡沫结构由大量的随机排列、结构相似单元组成，每个单元包括加强筋、交叉部位和开口孔洞，泡沫结构开口孔洞内填充满相变材料，所述的外壳套筒与电池单体之间还设有多块隔开泡沫结构的翅片以强化传热，该翅片的两侧分别紧密贴合外壳套筒与电池单体。

所述的泡沫结构的高度与电池单体高度相仿，厚度为2～7mm。

所述的泡沫结构为孔密度为10～100PPI、孔隙率为70～99％的多孔型的泡沫铜结构、泡沫铝结构、泡沫石墨结构或泡沫陶瓷结构。孔隙率和孔密度作为泡沫结构的主要表征参数，孔隙率影响复合材料的导热率，不同孔隙率下的导热率可由以下公式计算(引用自V.V.CalmidiandR.L.Mahajan，TheEffectiveThermalConductivityofHighPorosityFibrousMetalFoams，ASMEJ.HeatTransfer,Vol.121,pp.466-471,1999)，即：