[发明专利]一种用于锂电池的散热隔热装置

说明书

本发明提供了一种用于锂电池的散热隔热装置，包括热管、隔热层、热交换器和固定单元，所述隔热层处于单体电池之间，所述热管下端与单体电池连接，上端与热交换器连接，每个单体电池上至少连接有一个热管，固定单元沿单体电池的排列方向夹持固定单体电池及单体电池之间的隔热层。本发明的优点在于：通过隔热层分隔单体电池，确保隔热效果，防止热失控的扩散，通过热管将单体电池的热量引出，利用热交换器进行快速散热，热管下端为热端，上端为冷端，提高气流运动速度，保证散热效率，从而兼顾电池的散热和隔热。

技术领域

本发明涉及锂电池散热技术领域，尤其涉及一种用于锂电池的散热隔热装置。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、体积小质量轻、绿色环保等特点，在电动汽车和储能等领域取得广泛应用。但是，在高倍率、大电流条件下工作时，锂离子电池会产生很多热量。而锂离子电池受温度影响很大，温度升高，电池内部材料反应速率变快，不仅导致电池寿命衰减，而且可能促使其发生热失控，引发火灾和安全事故。因此，锂离子电池的散热设计成为了工程应用的热门问题。常见的散热技术路线有风冷和液冷。但是，风冷由于空气与电池表面热交换系数低，散热速度慢，效果一般；需要在电池组内部预设风道，不同风道空气流速差别较大，而且，空气沿着风道流动，不断被电池散发的热量加热，散热效果不断降低，导致电池组内部的温差较大。液冷散热效率相对较高，能够有效地把电池热量带走，但是需要装设管道；为防止液体泄露造成事故，需要对相关管道进行严格密封；整个系统重量相对较大，设计也比较复杂，维修和保养不方便。

另外，为了防止单体电池热失控时向其他单体电池蔓延的情况，现有技术中针对性的是做了很多隔热设计，从而将多个单体电池相互分离，阻止温度异常电池产生的热量向周围电池扩散，例如在锂离子电池之间插入导热系数很小的热障材料(如二氧化硅、氮化硅等)、在电池表面涂膨胀材料吸收热量、使用高热阻的热隔离装置等。然而，隔热设计和散热设计是一组矛盾的关系。尽管隔热设计可以防止周围电池发生热扩散和连锁热失控，但会降低单体电池热量的散失，热量持续堆积反而可能会引发热失控。

针对以上问题，公开号为CN213212323U的实用新型专利公开了一种锂电池的散热隔热保护箱，通过在箱体底部设置朝向锂电池的风扇，放置锂电池的子腔室被隔热板分隔，从而实现锂电池的散热和隔热；但是该方案中风扇处于封闭的第二腔室内，其运行时并不能向第一腔室内提供稳定的风力，因此其散热效果并不理想，反而会因为风扇运动中产生的热量增加锂电池的热量积累。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够有效地对锂电池进行散热并保持单体电池之间隔热效果的散热隔热装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种用于锂电池的散热隔热装置，包括热管、隔热层和热交换器，所述隔热层处于单体电池之间，所述热管下端与单体电池连接，上端与热交换器连接，每个单体电池上至少连接有一个热管。

本发明通过隔热层分隔单体电池，确保隔热效果，防止热失控的扩散，通过热管将单体电池的热量引出，利用热交换器进行快速散热，热管下端为热端，上端为冷端，提高气流运动速度，保证散热效率，从而兼顾电池的散热和隔热。

优选的，所述热管内沿长度方向具有空腔，所述空腔内存储有能够受热气化的液体制冷剂。

优选的，所述热管为金属无缝空心管体，采用铜或铝等材料，热管两端被密封形成空腔，管体内抽成真空，所述热管的内壁为毛细多孔结构，所述制冷剂通过毛细力的作用填充在多孔内。

优选的，所述热管与导热硅胶连接，所述导热硅胶贴附于单体电池上。

优选的，所述导热硅胶贴附于单体电池面积最大的侧面上，热管的下端或包括下端的管段与导热硅胶连接。

优选的，多个所述单体电池并排排列，单体电池面积最大的侧面相互接触，所述隔热层处于两侧单体电池的热管之间。