[发明专利]一种用于电池堆冷却的多蒸发表面共用冷凝腔的平板热管

说明书

本发明属于动力电池的技术领域，提供了一种用于电池堆冷却的多蒸发表面共用冷凝腔的平板热管。利用工质在蒸发表面的汽化带走电池在工作过程中所产生的热量，汽化的工质在冷凝腔进行凝结，凝结所放出的热量直接被蛇形管路内部的冷却工质带走，使得电池组最高温度及电池单体之间的温差得到了有效的控制。相比于传统风冷、液冷等冷却方式，具有以下优点：利用工质的相变来带走电池组工作过程中所产生的热量，散热效率高；通过蛇形管路在热管内部进行冷却，省去了热沉结构；每个相通的蒸发腔内部工质的相变点相同，因此可以有效地控制每个电池单体之间温度的一致性；多蒸发表面共用一个冷凝腔，使得结构更加紧凑，减小了电池组冷却装置的总体积。

技术领域

本发明属于动力电池的技术领域，具体涉及一种用于电池堆冷却的多蒸发表面共用冷凝腔的平板热管

背景技术

如今，新能源汽车日益成为了人们所关注的焦点，但其发展却受到了动力电池技术水平的制约。动力电池包含了许多种类型，其中，由于锂离子电池能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、单体电压高等优点而得到了广泛的社会认可。然而，锂离子电池的使用寿命以及工作性能与温度密切相关，最佳工作温度范围为15～40℃，当锂离子电池的工作温度超过40℃以后，温度每升高1℃，其循环寿命将缩减两个月。与此同时为了使系统内每个电池单体的工作性能充分发挥，各电池单体的温度差异要小于5℃。此外，当温度超过锂离子电池所能承受的上限时，锂离子电池内部材料由于过高的温度将会发生复杂的化学反应，并产生大量的热量，促使锂离子电池进入热失控状态，引起起火爆炸等危险事故，严重威胁乘客的生命安全。

动力电池的散热方式主要有三种，分别为风冷式、液冷式以及利用相变材料来进行散热。虞跨海等人在“锂离子电池热管理系统”专利中(专利号：CN201610114215.5)利用风冷对电池组进行散热，但是对动力电池组这种低温差散热而言，由于空气的对流换热系数有限，因此风冷式散热效果不明显；李闻铮等人在“一种新型车载锂离子电池的热管理系统”专利中(专利号：CN201810584328.0)采用了液冷的方式对电池组进行散热，由于液体的导热系数大于空气，因此可以有效地降低车载动力电池的温度，但是很难解决电池单体之间的温差问题；戴朝华在“一种大功率锂离子电池热管理系统”专利中(专利号：CN201820855714.4)以相变材料作为冷却工质，利用相变材料的潜热在达到相变温度点时，发生相态变化吸收动力电池工作时产生的热量。目前石蜡为主要的相变材料，但是由于石蜡的热导率过低，这就造成动力电池在大倍率放电产热量较大时，石蜡无法及时地将热量吸收。

由于平板热管具有极高的导热性、优良的等温性以及传热面积也更大等优点，可以满足动力电池设备对散热装置紧凑、高散热效率等要求。因此，本发明将平板热管的换热理念与动力电池组的实际结构相结合，提出了一种用于电池堆冷却的多蒸发表面共用冷凝腔的平板热管

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种用于电池堆冷却的多蒸发表面共用冷凝腔的平板热管，在实现对电池组最高温度及电池单体之间的温差控制的同时，又使得整体结构更加紧凑。

本发明的技术方案：

一种用于电池堆冷却的多蒸发表面共用冷凝腔的平板热管，包括壳体1、蛇形管路2、充液管5以及吸液芯6，其中：

所述的壳体1主要由一个水平壳体和多个竖直壳体组成的连通壳体结构；所述的壳体1上设有连通其内部的孔，充液管5通过孔固定连接于壳体1上；所述的壳体1的材质为铝基材质，其内表面涂有一层纳米厚度的超亲水涂层，该超亲水涂层主要成分为纳米氧化硅和纳米氧化钛，接触角小于10度；

所述的蛇形管路2安装于水平壳体内，其两端分别为蛇形管路进口3和蛇形管路出口4，均从壳体1上通出；所述的蛇形管路2为铝基材质，其外表面具有超疏水涂层，超疏水涂层为接触角大于150度的特氟龙涂层；

所述的吸液芯6安装于竖直壳体内，其为单一的泡沫铝结构，其具有超亲水特性，对吸液芯6做超亲水改性的材料主要成分为纳米氧化硅和纳米氧化钛。