CN203660019U

CN203660019U - 一种车用电池组散热结构及电动车

Info

Publication number: CN203660019U
Application number: CN201320788144.9U
Authority: CN
Inventors: 李旭影; 张君鸿
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beijing Treasure Car Co Ltd
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2023-12-03

Abstract

本实用新型公开了一种车用电池组散热结构，其包括：用来安装电池组的电池箱体；布置在电池箱体内部且与电池组连接的一个或多个超导热件；以及安装在超导热件两端且位于电池箱体外部的一个或多个散热件。本实用新型车用电池组散热结构通过将超导热件布置在电池箱体内部，并与电池单体接触连接，实现了对电池箱体内部电池组的冷却，提高了电池组工作性能，延长了电池组使用寿命。此外，本实用新型还提供了一种包含本实用新型车用电池组散热结构的电动车。

Description

一种车用电池组散热结构及电动车

技术领域

本实用新型涉及电池散热技术领域，具体涉及一种车用电池组散热结构及电动车。

背景技术

动力电池是电动汽车中的主要储能元件和关键部件。锂离子电池具有高比能量和大输出功率等特点而被广泛应用，但锂离子电池在工作过程中产生大量的热，在散热不良的情况下可能发生燃烧或爆炸，这极大地阻碍了大型锂离子电池的实际应用。电池组中任何一块电池性能下降都会影响电池组的整体性能，比如当温差为5℃、10℃和15℃时，在相同充电条件下，电池组的荷电态分别下降10％、15％和20％左右。温差的变化会影响电池的整体寿命和稳定性，为了提高锂离子电池的性能，避免发生安全事故，有必要对电池组进行冷却。在电动汽车电池热管理上，目前国内普遍采用强制风冷，在一定程度上满足要求，但传统的风冷系统需要消耗大量的电能，不节约成本。

在众多传热元件中，热管是最有效传热元件之一，它可以将大量热量通过很小的传热面远距离输送而无需使用外加动力。热管的构造简单，无运动部分，工作可靠，质量小，能在失重状况下工作，温差很小。热管从问世以来得到飞速发展，目前已广泛应用于热交换、余热回收利用、大功率电子元件中散热、建筑节能等领域中。目前的研究表明，自然冷却不能满足高温天气的散热要求，当强制对流冷却时，电池单体间的温差较大，因而影响整个电池的性能和使用寿命。

目前现有的相关技术是在电池组的外表面附着有导热管，导热管一端固定在电池箱体外表面，另一端与车架接触进行散热。但此技术并没有改善电池组内部单体与电池组内靠近外部边缘的单体间存在的较大温差，因而还是没有解决其对电池组性能的和使用寿命的影响。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

为克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种车用电池组散热结构，其通过将超导热件布置在电池箱体内部，并与电池单体接触连接，以实现对电池箱体内部电池组的冷却，进而提高电池组工作性能，延长电池组使用寿命。此外，本实用新型还提供了一种包含本实用新型车用电池组散热结构的电动车。

（二）技术方案

为实现上述目的，本实用新型车用电池组散热结构包括：用来安装电池组的电池箱体；布置在电池箱体内部且与电池组连接的一个或多个超导热件；以及安装在超导热件两端且位于电池箱体外部的一个或多个散热件。

优选地，所述超导热件为超导热管，所述散热件为散热肋片。

其中，安装在所述电池箱体内部的电池组由多个电池单体组成；其中所述超导热件分布在所述多个电池单体之间。

优选地，所述超导热件在所述电池箱体内横向排布和/或纵向排布。

其中，所述超导热管主要包括：管本体，其具有夹层空隙；以及密封安装在夹层空隙内的无机热超导材料。

进一步，本实用新型的车用电池组散热结构还包括：安装在所述电池箱体上的用于将所述超导热件固定起来的支撑架。

优选地，所述超导热件为管状或片状。

优选地，所述散热件由铝材料制成。

本实用新型的电动车包括上述的车用电池组散热结构。

（三）有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1）本实用新型通过在电池箱体内布置超导热件，在超导热件两端安装散热件，并将超导热件与电池箱体内部的电池组连接，可以对电池箱体内部的电池组进行有效散热，提高了电池组工作性能，并延长了电池组使用寿命；

2）本实用新型的超导热件优选为超导热管，该超导热管是一种由无机热超导材料制成的无机传热元件，利用无机介质的导热能力远高于金属导热，当无机导热介质受热后，超导热管将充分吸收电池单体产生的热量，热能被快速激发并成波状快速传递，实现了电池组的快速、高效散热功效；

3）本实用新型通过在超导热件两端安装散热件，并将散热件安装在电池箱体外部，可快速将电池单体工作时产生的热量散发到环境中，实现了良好而可靠的散热效果；

4）本实用新型的超导热件在电池箱体内部可以横向排布，也可以纵向排布，或者交叉排布，安装灵活方便，可根据不同电池箱体结构、不同环境及不同需求进行布置；

5）本实用新型用电池组散热结构具有快速吸热、快速传热和快速散热功能，并可保持多个电池单体间温度均匀，使电池电梯的性能保持持久良好的一致性，进一步保证了电池组的寿命和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例中车用电池组散热结构的结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例中车用电池组散热结构的结构示意图；

图3是本实用新型车用电池组散热结构的工作原理图。

附图标记说明：1-电池箱体；2-超导热件；3-散热件；4-支撑架；5-电池组。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。需要说明的是，附图仅用于解释本实用新型，是对本实用新型实施例的示意性说明，而不能理解为对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合实施例对本实用新型车用电池组散热结构做更进一步的详细说明。

第一实施例

如图1所示，本实用新型车用电池组散热结构包括电池箱体1、超导热件2、散热件3等。电池箱体1主要用来安装电池组5，即将电池组5安装在电池箱体1内部；超导热件2布置在电池箱体1内部，并且与电池组5连接，超导热件2的数量可以是一个或是多个，可根据实际需求布置；散热件3安装在超导热件2的两端，并且位于电池箱体1的外部，以将电池组产生的热量散发到环境中，散热件3的数量也可以是一个或是多个。

具体地，超导热件2在电池箱体1内横向排布。安装在电池箱体1内部的电池组5由多个电池单体组成，其中超导热件2分布在多个电池单体之间，最好是均匀分布在多个电池单体之间及周围。超导热件2可为管状或片状，超导热件2的尺寸和面积根据实际需要确定，以保证电池单体最大的散热面积，使超导热件2能够充分吸收电池单体所散发的热量。超导热件2优选为超导热管，其主要包括具有夹层空隙管本体以及密封安装在夹层空隙内的无机热超导材料，即：超导热管是将数十种无机热超导体材料密封在管状或片状管本体的夹层空隙中制成的传热元件，亦称无机传热元件，当无机传热元件内的无机导热介质受热后，利用分子的震荡、摩擦，将热能快速激发并成波状快速传递，这样可将热量由元件的一端迅速传向另一端，在整个传热过程中，元件表面会呈现出热阻趋于0K／W的特性(即热超导性)；无机传热元件主要是通过腔体内部的无机介质来实现导热过程，导热能力远比普通金属材料的高，当量导热系数为3.2MW／(m·K)，其等效导热系数最高可为金属银材料的数千倍，其高温限由传热介质的承受能力决定，超导热管在零下70-1700℃环境都能运行，其高温限是由管材料决定的，金属不能承受的温度，可用耐热的陶瓷、玻璃制成管件，并且使用寿命可达10年以上。

散热件3优选为散热肋片，其可以帮助把电池单体工作时产生的热量快速地散发到环境中。当超导热件2横向排布时，散热件3的面积可根据电池箱体两端的面积确定，将散热件3安装在电池箱体1外部，可以快速将电池单体工作时产生的热量散发到环境中，实现了良好而可靠的散热效果。为了有更好的散热效果，散热件3可由铝材料制成。

第二实施例

如图2所示，本实用新型车用电池组散热结构与第一实施例不同之处在于，电池箱体1中超导热件2的排布方式略有不同，本实施例中超导热件2可根据实际需要在电池箱体内纵向排列，此时可将散热件3安装在电池箱体1的上侧面外部，散热件3的面积可根据上侧面的面积确定其最大散热面积，基本原则是使超导热件2能够充分吸收电池单体所散发的热量并快速转移。

当然，还可以将超导热件2在电池箱体1内部横纵混排。

此外，为了将超导热件2固定在电池箱体1内，以提高稳定性，在电池箱体1上可安装支撑架4。

如图3所示，本实用新型车用电池组散热结构的工作原理为：电池单体在大倍率电流放电过程中会产生大量的热量，超导热件2表面呈现出热阻趋于0K／W的特性并具有较银金属材料高数千倍的导热系数等特性，因此其具有快速等温性，即迅速吸收热量，并将热量快速传到两端，通过大面积散热件3将热量快速散发到环境中，达到调节电池箱体1内部温度的功效，使电池单体间温度均匀，并使每个电池单体的性能保持良好的一致性，从而保证电池组的寿命和稳定性。

本实用新型可用于但不限于动力型锂离子电池组均匀散热的结构。本实用新型的应用对电池组5内部结构及类型等没有任何限制，可以用于串联、并联或混联的电池组，也可用于软包装、方形硬壳、圆柱等类型电池构成的电池组。

此外，本实用新型还提供了一种电动车，该电动车包括上述的车用电池组散热结构。

从上述实施例不难看出，本实用新型通过在电池箱体1内布置超导热件2，在超导热件2两端安装散热件3，并将超导热件2与电池箱体1内部的电池组5连接，可以对电池箱体1内部的电池组5进行有效散热，提高了电池组5工作性能，并延长了电池组5使用寿命；超导热件2优选为超导热管，该超导热管是一种由无机热超导材料制成的无机传热元件，利用无机介质的导热能力远高于金属导热，当无机导热介质受热后，超导热管将充分吸收电池单体产生的热量，热能被快速激发并成波状快速传递，实现了电池组5的快速、高效散热功效；通过在超导热件2两端安装散热件3，并将散热件3安装在电池箱体1外部，可快速将电池单体工作时产生的热量散发到环境中，实现了良好而可靠的散热效果；超导热件2在电池箱体1内部可以横向排布，也可以纵向排布，或者交叉排布，安装灵活方便，可根据不同电池箱体1结构、不同环境及不同需求进行布置。此外，本实用新型用电池组散热结构具有快速吸热、快速传热和快速散热功能，并可保持多个电池单体间温度均匀，使电池电梯的性能保持持久良好的一致性，进一步保证了电池组的寿命和稳定性。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的较佳实施例，其描述较为具体详细，但并不能因此而理解为本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如超导热管2的材料和形状、散热件3的结构或者固定方式、导热管2的排布方式等都可根据实际需要变化，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种车用电池组散热结构，其特征在于，其包括：

用来安装电池组（5）的电池箱体（1）；

布置在电池箱体（1）内部且与电池组（5）连接的一个或多个超导热件（2）；以及

安装在超导热件（2）两端且位于电池箱体（1）外部的一个或多个散热件（3）。

2.根据权利要求1所述的车用电池组散热结构，其特征在于，所述超导热件（2）为超导热管，所述散热件（3）为散热肋片。

3.根据权利要求2所述的车用电池组散热结构，其特征在于，安装在所述电池箱体（1）内部的电池组（5）由多个电池单体组成；其中

所述超导热管分布在所述多个电池单体之间。

4.根据权利要求3所述的车用电池组散热结构，其特征在于，所述超导热管在所述电池箱体（1）内横向排布和/或纵向排布。

5.根据权利要求4所述的车用电池组散热结构，其特征在于，所述超导热管包括：

管本体，其具有夹层空隙；以及

密封安装在夹层空隙内的无机热超导材料。

6.根据权利要求1-5任一项所述的车用电池组散热结构，其特征在于，其还包括：

安装在所述电池箱体（1）上的用于将所述超导热件（2）固定起来的支撑架（4）。

7.根据权利要求1所述的车用电池组散热结构，其特征在于，所述超导热件（2）为管状或片状。

8.根据权利要求1所述的车用电池组散热结构，其特征在于，所述散热件（3）由铝材料制成。

9.一种电动车，其特征在于，其包括权利要求1-8任一项所述的车用电池组散热结构。