[实用新型]一种基于自然循环的动力电池复合热管理系统

说明书

本实用新型公开了一种基于自然循环的动力电池复合热管理系统。其包括电池组阵列、冷却腔壳体、冷凝器、由多根热管构成的热管阵列；冷却腔壳体的内腔分布有互不相通的套管；冷却腔壳体的内腔灌注有工作液；冷却腔壳体的蒸气出口及工作液回流口之间连接冷凝器；各热管的蒸发段均夹持在各单体电池之间，冷凝段分别对应伸入套管内部，其外圆周表面与套管的内圆周表面彼此贴合。本系统利用热管将电池的产热量迅速导出到工作液中，使其受热沸腾，利用自然循环，工作液流经冷却系统后回到冷却腔壳体中，而热量最终通过冷凝器散发外界环境中。本系统可解决电池在不同工况下的散热和节能等技术问题，同时系统结构紧凑简单，安装维护方便。

技术领域

本实用新型涉及电池的散热系统，尤其涉及一种基于自然循环的动力电池复合热管理系统。

背景技术

随着能源短缺与环境污染问题日益严峻，人们对节能环保的要求越来越高，我国已经陆续地颁布了一系列绿色环保政策，利用动力电池驱动的电动汽车以及混合动力车必将成为汽车行业的主流。电动汽车的核心部件是动力电池。影响动力电池性能的主要因素为温度。温度过高或者过低都会导致其性能降低甚至危害其安全性。高温导致电池性能下降甚至爆炸，而低温环境下电池温度过低无法工作，这些问题始终制约着电动汽车的发展。因此，需要对其进行热管理。高效节能的热管理方案能有效保证电池处于最佳工作温度区间，从而大幅提高电池性能和寿命，同时确保电池安全工作。因此，热管理技术的改进与发展已经成为进一步提高动力电池性能和发展电动汽车的关键技术。

目前，已经实现应用的热管理技术有空冷技术和液冷技术，但这两者都具有一些不足与缺点，如空气导热系数低，液冷系统复杂、能耗高以及电池组间存在较大温差等问题。另外，基于相变材料冷却的热管理技术虽然具有一定优越性，但相变材料导热差，储热速度低，还需考虑相变材料的物性等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、使用安全可靠、节能的基于自然循环的动力电池复合热管理系统。解决不同工况下动力电池散热以及动力电池组均温性的技术问题。使电池在各种工况下都能发挥其最佳性能。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于自然循环的动力电池复合热管理系统，其包括电池组阵列1、冷却腔壳体2、冷凝器7、由多根热管3构成的热管阵列；

电池组阵列1由多个单体电池4构成；

各热管3的蒸发段31的截面呈扁平状，冷凝段33的截面呈圆形；

冷却腔壳体2的内腔，横向阵列分布有多排互不相通的套管6；套管6与冷却腔壳体2的内腔互不相通，套管6两端管口的外壁与冷却腔壳体2密封连接；冷却腔壳体2的内腔灌注有工作液，套管6浸没在工作液的液面之下，并与工作液接触；

冷却腔壳体2的上方设置有与其内腔连通的蒸气出口21，下方设置有与其内腔连通的工作液回流口22；冷凝器7的进/出口分别通过管道71连接蒸气出口21和工作液回流口22；

各热管3的蒸发段31均夹持在各单体电池4之间，其扁平状表面与单体电池4的表面彼此贴合；各热管3的冷凝段33分别对应伸入套管6内部，其外圆周表面与套管6的内圆周表面彼此贴合。

冷凝器7的放置位置，高于冷却腔壳体2内腔的工作液的液位高度。

工作液的沸点为25℃～40℃。

蒸发段31的扁平状表面与单体电池4之间增设有导热硅胶5。

套管6为金属套管。

基于自然循环的动力电池复合热管理系统对电池组进行散热的方法，包括如下步骤：