[实用新型]动力电池组R134a制冷剂直冷与热管耦合强化冷却装置

说明书

本实用新型为动力电池组R134a制冷剂直冷与热管耦合强化冷却装置，属于电动汽车电池热管理领域，特别涉及动力电池制冷剂直接冷却的的换热装置。本装置提出一种新型的电池制冷剂直冷和热管复合冷却系统，通过在电池间布置扁状热管阵列与电池直接接触进行高效换热，将热量迅速传递至底置的蒸发冷板中，由其中的制冷剂蒸发进行高强度快速冷却，与间冷形式相比，实现制冷剂在膨胀阀节流后进入冷板直接蒸发换热急速冷却电池包，与主流的以宝马i3为代表的直冷技术相比，本实用新型提出的复合热管直冷技术可以进一步提升电动汽车电池包严苛工况下的换热能力，同时结构可靠性和轻量化也得到极大提升。

技术领域

本发明属于电动汽车电池热管理领域，特别涉及动力电池快速冷却及热安全管理技术。

背景技术

随着新能源汽车中纯电动汽车的蓬勃发展，作为其中关键部件的动力电池的热管理逐渐受到越来越多的重视。车辆行驶过程中，动力电池放电会伴随会产生大量热量，使得整个电池包的温度迅速升高，若不及时有效处理则会影响电池性能和寿命，严重时甚至引起电池燃烧爆炸等热安全事故。因此，对动力电池进行高效的热管理就显得尤为重要。在市面上的各种热管理方式中，风冷、液冷以及Chiller间接冷却等形式已经有初步应用。

风冷形式由于换热系数小，只适用于产热较小的电池包。液冷常采用电池模组直接浸润在冷却液中的换热形式，或者液体冷却液直接进入电池之间的换热板或管道中带走热量的形式，虽然冷却效果较风冷明显提高，但这种冷却方式存在系统内冷却液体量大、电池包过重以及冷却液流经电池包内部容易引起漏液短路等安全隐患问题。目前已有的Chiller间接冷却形式虽然能实现制冷剂与冷却液之间的热量交换，但制冷剂与电池之间仍旧是间接换热的形式，这种二次换热效率低、效果差。同时，动力电池材料的发展越来越朝着高能量密度、高产热以及电池成组朝着大容量、长续航的方向快速发展，因此为保证这种发展态势下电池包最佳的热管理效果和电池材料的寿命和安全性，急需进一步提升电池组强化冷却技术及方法。

发明内容

本发明提出一种新型的电池制冷剂直冷和热管耦合的冷却装置，在电池组中阵列插入扁平热管阵列，电池组和扁平热管阵列共同放置在金属支撑板上方；分流器固定在在金属支撑板两侧，并与放置在金属支撑板下方的蒸发冷板连接；金属支撑板和蒸发冷板共同放置在下壳体中；上壳体放置在下壳体上方并与下壳体连接，上述组件共同构成该冷却装置。

通过扁平热管阵列与电池组直接接触进行高效换热，将热量迅速传递至底置的蒸发冷板中，制冷剂由入口的分流器从冷却装置外部流入蒸发冷板中吸收扁平热管阵列传递至蒸发冷板中的热量后再由出口的分流器流出，完成对电池组的高强度快速冷却，与间冷形式相比，实现制冷剂在膨胀阀节流后进入冷板直接蒸发换热急速冷却电池包的效果，可以进一步提升电动汽车电池包在高温、大负荷严苛工况下的最佳温度保障能力，同时热管理系统结构可靠性和轻量化也得到极大提升。

附图说明

图1：装置整体三维示意图及局部放大图

图2：电池组主视图及局部放大图

图3：金属支撑板结构示意图及局部放大图

图4：分流器结构示意图

图5：蒸发冷板结构示意图及局部放大图

图6：蒸发冷板内流道流向图

图7：上壳体、下壳体结构示意图及局部放大图

图8：上壳体、下壳体连接示意图及局部剖视图