[发明专利]一种基于热管的纯电动汽车蓄电池冷却系统及方法

说明书

本发明涉及基于热管的纯电动汽车蓄电池冷却系统，包括单体电池、热管、外部散热板、远程传热热管、远程液体冷却板和热管冷却板；热管冷却板主要由热管和外部散热板组成；单体电池之间设有热管，热管焊接在外部散热板上，热管在与外部散热板的连接处设置弯折区；外部散热板通过远程传热热管连接至远程液体冷却板。本发明的有益效果是：本发明基于热管的纯电动汽车蓄电池冷却系统对于单体电池和电池组均具有良好的热均匀性，能够提高蓄电池寿命和纯电动车运行范围；本发明基于热管的纯电动汽车蓄电池冷却系统将热量传递到远程液体冷却板，防止水冷系统中的液体进入电池外壳，能够提高热管理系统的安全性。

技术领域

本发明涉及一种纯电动车用蓄电池冷却系统，具体涉及一种基于热管的纯电动汽车蓄电池冷却系统及方法。

背景技术

纯电动汽车蓄电池系统的热管理对于保持储能能力、行驶里程、电池寿命和系统安全至关重要。目前常用的棱柱形蓄电池模块，包含若干个PHEV-2格式的棱形单元，这些单元在终端处连接，并受到机械支撑的约束。在常规布局中，蓄电池外壳必须相互电绝缘，以防止短路。棱柱形电池通过汇流条在其端子处进行电气连接，电池底部的接口也必须保持电气绝缘，典型热管理系统利用铝冷却板，并需要热接口薄膜、衬垫或间隙填料。单体电池之间的额外热传递通过汇流条进行，汇流条连接到电池终端，同时电池终端连接到铝和铜密集型“胶状棍”。由于蓄电池和冷却板的制造差异和电气绝缘的要求，热接口的制造十分复杂，热效率不高，但这是热管理系统的主要传热途径。

发明内容

本发明的目的是解决纯电动车用蓄电池冷却系统中热接口设计复杂，热传递效率不高等缺点，提供一种基于热管的纯电动汽车蓄电池冷却系统及方法，单体电池之间设置热管冷却板，使热量从电池模块传输到远程液体冷却板，实验测试热负荷高达400W。

这种基于热管的纯电动汽车蓄电池冷却系统，包括单体电池、热管、外部散热板、远程传热热管、远程液体冷却板和热管冷却板；热管冷却板主要由热管和外部散热板组成；单体电池之间设有热管，热管焊接在外部散热板上，热管在与外部散热板的连接处设置弯折区；外部散热板通过远程传热热管连接至远程液体冷却板。

作为优选：热管嵌入在铜板中，热管的弯折区为弧形结构。

作为优选：外部散热板主要由第一散热板和第二散热板组成，第一散热板和第二散热板均由若干个热管冷凝器组成。

作为优选：热管冷却板外端设有底板。

作为优选：若干个单体电池组成电池组模块。

作为优选：远程液体冷却板设有进水口和出水口。

这种基于热管的纯电动汽车蓄电池冷却系统的电阻计算方法，热阻元件包括界面电阻、扩散电阻、热管热阻和冷却板强制对流电阻；

1)界面电阻R_i：

传输元件连接处的温降取决于接口类型、接口质量、接口间隙g_i和接触面积S_i，公式1 计算界面电阻R_i，其中k_i为界面材料的热导率；

2)扩散电阻R_s

若接触部件具有相同的接触面积，则所涉及的扩散阻力最小，传热为一维，扩散电阻可以忽略不计；若接触部件具有不同的接触面积，扩散电阻计算公式为：

式中，k_s为扩散热导率，S_s为涉及热扩散部件的接触面积；

3)热管热阻R_hp

热管的热阻值来自蒸发过程和冷凝过程，电阻值计算公式为：