[发明专利]一种动力电池液冷装置及其工作方法

说明书

本发明涉及动力电池热管理领域，公开了一种动力电池液冷装置，包括电池组、电池套筒、脉动热管和内部具有冷却液的冷却通道；所述电池组设置于电池套筒中，所述脉动热管的蒸发段与电池套筒的外壁连接，所述脉动热管的冷凝段与冷却通道连接。本发明还公开了一种动力电池液冷装置的工作方法。其有益效果在于：通过合理设计电池套筒和脉动热管的布置方式，有效地降低了电池组液冷装置的热阻，实现了在电池组单侧布置冷却通道，能有效地控制电池组温度及其温度均匀性。

技术领域

本发明涉及动力电池热管理领域，具体涉及一种动力电池液冷装置及其工作方法。

背景技术

锂离子电池因其循环寿命长、容量大、可持续性好、安全性高、污染小、无记忆效应等特点，被广泛应用于电动汽车行业中。锂离子电池的性能受温度影响较大，过高的温度会使得电池的循环寿命缩短、容量下降，严重时甚至将引发安全事故。一方面，锂离子电池比能量大，能在有限的空间内储存较多的能量，但这也使得电池工作时释放的大量热量积聚在一个较小的空间之内，埋下了电池热故障的隐患。另一方面，电池组内不同位置的电池散热条件不尽相同，导致电池组的温度分布不均匀，这也会导致不同位置的电池充放电状态不一致，使得电池组功率衰减，影响其正常工作。因此，有必要对动力电池组采取有效的冷却措施。

目前的研究中，用于动力电池组的冷却媒介主要包括空气、液体、相变材料和热管等。空气来源广泛，但导热能力较差，难以胜任结构紧凑的动力电池组散热工作。液体介质热容大，导热能力强，但需要布置流道，且存在液体泄漏的可能性。相变材料热容大，但导热系数较低，在电池组循环工作的情况下难以将热量及时散出。热管因其良好的导热性能，且无需外界做功等特性，在电池组的热管理方案中有较为广泛的应用前景。

圆柱形锂离子电池产线生产技术成熟、成本低、安全性好、成组结构紧凑，被广泛用于汽车动力电池组中。在设计圆柱形动力电池组液冷装置时，考虑到系统结构的紧凑性，系统的散热效率等，这就需要采用新型的冷却结构。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种设计合理，结构紧凑，避免漏液，热交换效率高的动力电池液冷装置。本发明的另一目的在于提供一种动力电池液冷装置的工作方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种动力电池液冷装置，包括电池组、电池套筒、脉动热管和内部具有冷却液的冷却通道；所述电池组设置于电池套筒中，所述脉动热管的蒸发段与电池套筒的外壁连接，所述脉动热管的冷凝段与冷却通道连接。

进一步地，所述脉动热管的蒸发段和冷凝段之间具有呈90°的夹角。

进一步地，所述电池套筒包括两张U型侧板和两张呈波浪形的导热板，两张所述导热板相对设置，且两张导热板通过U型侧板连接为一体，所述导热板具有若干凸起部和若干凹部，所述凸起部和凹部依次交替连接，以使导热板的外轮廓呈波浪形，所述电池组设置于电池套筒中并与导热板的凸起部紧密贴合，所述脉动热管的蒸发段设置于电池套筒的外侧并与导热板的凹部紧密贴合。

进一步地，所述U型侧板和导热板均采用刚性导热材料制成。

进一步地，所述电池组、电池套筒和脉动热管的数量均为若干个；所述电池套筒呈矩阵分布，所述电池组与电池套筒一一对应，所述脉动热管的冷凝段在冷却通道上均匀分布，所述脉动热管的蒸发段穿插于电池套筒之间，用于电池套筒的热交换。

进一步地，所述电池组包括若干单体电池，所述单体电池并列排布，且所述单体电池设置于电池套筒中，所述脉动热管的蒸发段沿单体电池的轴线方向与电池套筒的外壁连接。

进一步地，与同一根脉动热管连接的电池套筒中，其包裹单体电池的长度随其距冷却通道的距离递增。

进一步地，所述冷却通道上均匀设置有定位槽，所述脉动热管的冷凝段嵌入定位槽中。

进一步地，所述冷却通道具有冷却液进口和冷却液出口。