CN216597749U - 动力电池热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池技术及热管理领域，尤其是涉及一种动力电池热管理系统，动力电池热管理系统包括：电芯，电芯的数量为多个；主体构件，多个电芯设置于主体构件；加热构件，加热构件设置有发热部，发热部与主体构件接触，或者发热部与多个电芯接触；散热构件，散热构件设置于主体构件。本申请提供的动力电池热管理系统，能够对电池进行高效的散热、冷却以及加热需求，以确保电芯在高温或寒冷等气候条件下均能够正常工作，并且散热效率高，能够满足大功率、大尺寸、高密度热流的散热需求。

Description

动力电池热管理系统

技术领域

本申请涉及电池技术及热管理领域，尤其是涉及一种动力电池热管理系统。

背景技术

目前，现有的电池，例如锂电池，在一般环境以及工况下能够保证正常工作，由于电池在工作过程会释放一定的热量，因此现有的电池大多具备散热功能，但这类电池通常散热效果、散热效率有限，在高温或者低温等特殊环境下仍难以保证电池能够正常工作，影响在特殊气候条件等特殊工况下电池以及使用电池的相应设备的性能。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种动力电池热管理系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的难以保证现有电池在复杂气候条件等特殊工况下能够正常工作及安全性能的技术问题。

本申请提供了一种动力电池热管理系统，包括：电芯，所述电芯的数量为多个；

主体构件，多个所述电芯设置于所述主体构件；

加热构件，所述加热构件设置有发热部，所述发热部与所述主体构件接触，或者所述发热部与多个所述电芯接触；

散热构件，所述散热构件设置于所述主体构件。

在上述技术方案中，进一步地，所述主体构件的内部存储有液体工质。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主体构件具有平板结构，所述主体构件的内部形成有流道，所述流道内容纳有所述液体工质。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主体构件的一侧面为导热面，多个所述电芯沿第一方向顺次排布于所述导热面。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主体构件背离所述导热面的一侧面为受热面；

所述发热部与所述受热面接触。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主体构件的一端设置有第一散热部，所述主体构件的另一端设置有第二散热部，所述第一散热部与所述主体构件、所述第二散热部呈U型分布，所述第一散热部和所述第二散热部均与所述主体构件连通。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一散热部和所述第二散热部均设置有所述散热构件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述散热构件内容纳有冷却液，所述冷却液在所述散热构件的内部流动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述动力电池热管理系统还包括多个均温构件，多个所述均温构件设置于所述导热面；

任意相邻的两个所述电芯之间设置有所述均温构件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述加热构件为薄膜加热器。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的动力电池热管理系统包括：电芯，电芯的数量为多个；主体构件，多个电芯设置于主体构件；加热构件，加热构件设置有发热部，发热部与主体构件接触，或者发热部与多个电芯接触；散热构件，散热构件设置于主体构件。

本申请提供的动力电池热管理系统，能够对电池进行高效的散热、冷却以及加热需求，以确保电芯在高温或寒冷等气候条件下均能够正常工作，并且散热效率高，能够满足大功率、大尺寸、高密度热流的散热需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的动力电池热管理系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的动力电池热管理系统的另一结构示意图。

附图标记：

1-主体构件，101-导热面，102-受热面，2-散热构件，3-电芯，4-均温构件，5-第一散热部，6-第二散热部，a-第一方向。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，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申请中的具体含义。

下面参照图1和图2描述根据本申请的实施例所述的动力电池热管理系统。

参见图1和图2所示，本申请的实施例提供了一种动力电池热管理系统，包括：多个电芯3、主体构件1、加热构件以及散热构件2，其中，多个电芯3均设置在主体构件1上，主体构件1一方面用于承载多个电芯3，另一方面用于吸收电芯3释放的热量或者向电芯3传递热量；散热构件2设置于主体构件1，主体构件1吸收电芯3释放的热量后经散热构件2释放至本动力电池热管理系统以外，从而实现散热。加热构件设置有发热部，加热构件的至少发热部与主体构件1接触，发热部产生热量后，热量会传递至主体构件1，以对电芯3进行适度加热。

本申请提供的动力电池热管理系统既能够在一般环境或者高温环境下对电芯3进行散热，还能够在低温、寒冷环境下对电芯3进行加热使电芯3在一定程度上升温，以使电芯3能够在低温环境下正常工作。可见，本申请提供的动力电池热管理系统在一般环境下以及高温、低温等复杂气候条件下可以正常工作并确保安全性能。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，主体构件1的内部存储有液体工质。

在该实施例中，主体构件1的内部中空，并且主体构件1的内部容纳有液体工质，当设置于主体构件1上的电芯3释放热量后，热量经主体构件1传递至主体构件1的内部并被液体工质吸收，液体工质吸收热量后温度逐渐升高，当液体工质吸收大量的热量后蒸发产生蒸汽，蒸汽在主体构件1的内部流向散热构件2，以散发至本动力电池热管理系统以外。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1和图2所示，主体构件1具有平板结构，主体构件1的内部形成有流道，流道内存储有液体工质，并且液体工质在流道内循环流动。

在本申请的一个实施例中，优选地，主体构件1的一侧面为导热面101，导热面101为具有导热性的金属板面，多个电芯3沿第一方向a顺次排布于导热面101。其中，第一方向a为主体构件1的长度方向。

在该实施例中，在如图2所示的状态下，主体构件1的上表面为导热面101，多个电芯3沿第一方向a顺次间隔排布于导热面101，每一个电芯3释放的热量均传递至导热面101并经导热面101传递至主体构件1的内部。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，主体构件1背离导热面101的一侧面为受热面102；

发热部与受热面102接触。

在该实施例中，主板构件的下表面为受热面102，加热构件的发热部与受热面102贴合，发热部产生热量后，热量会传递至受热面102，受热面102对主体构件1内部流道中的液体工质进行加热，液体工质沸腾后产生的蒸汽朝向导热面101传递，从而对电芯3进行加热，在寒冷环境下对电芯3进行适当加热，以确保电芯3在寒冷环境中能够正常工作。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1和图2所示，主体构件1的一端设置有第一散热部5，主体构件1的另一端设置有第二散热部6，第一散热部5、主体构件1以及第二散热部6三者呈U型分布，第一散热部5和第二散热部6均与主体构件1连通。优选地，第一散热部5与主体构件1、第二散热部6具有一体式结构。

在该实施例中，第一散热部5和第二散热部6均具有平板结构，第一散热部5和第二散热部6设置于主体构件1沿第一方向a分布的两端，并且第一散热部5和第二散热部6与主体构件1垂直连接，以使得第一散热部5和第二散热部6与主体构件1共同形成U型结构。

第一散热部5和第二散热部6的内部均具有中空结构，并且第一散热部5和第二散热部6均与主体构件1连通，主体构件1内的液体工质吸收电芯3释放的热量而受热蒸发后，产生的蒸汽流向第一散热部5和第二散热部6，散热构件2与第一散热部5和第二散热部6接触，使得蒸汽的热量能够经第一散热部5和第二散热部6传递至散热构件2并输送至本动力电池热管理系统，同时蒸汽在热量流失后变为液体工质回流回主体构件1内的流道中。

更优选地，顺次排布于主体构件1上的多个电芯3中，首个电芯3与第一散热部5之间形成间隙，最末尾的一个电芯3与第二散热部6之间形成间隙，避免在第一散热部5和第二散热部6的内部温度升高时对临近的电芯3产生影响。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1和图2所示，第一散热部5和第二散热部6均设置有散热构件2。

优选地，散热构件2内容纳有冷却液，冷却液在散热构件2的内部流动。

在该实施例中，散热构件2具有板结构，较佳地，散热构件2的面积和第一散热部5的面积、第二散热部6的面积相同，散热构件2的数量为两个，两个散热构件2分别设置于第一散热部5和第二散热部6的外表面，并且每一个散热构件2均设置有进液口和出液口，进液口用于向散热构件2内通入冷却液，出液口用于流出冷却液，以使冷却液能够在散热构件2内循环流动。

当主体构件1吸收电芯3释放的热量后，主体构件1内的液体工质升温产生蒸汽，蒸汽进入第一散热部5和第二散热部6内使得第一散热部5和第二散热部6内部的温度升高，散热构件2内冷却液吸收第一散热部5和第二散热部6的热量，从而实现对各个电芯3进行散热并且具有较高的散热效率。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，动力电池热管理系统还包括多个均温构件4，多个均温构件4设置于导热面101；

任意相邻的两个电芯3之间设置有均温构件4。

在该实施例中，任意相邻的两个电芯3之间设置有均温构件4，均温构件4例如可以为均温板，均温构件4的底边与主体构件1的导热面101接触或连接，并且均温构件4的两侧壁面分别与相邻的两个电芯3的侧壁面接触，使得电芯3产生的热量不仅能够通过底部与主体构件1直接传递至主板构件，还能够通过侧壁传递至均温构件4后经均温构件4传递至主体构件1，进一步提高本动力电池热管理系统对各个电芯3的散热效果以及散热效率，能够将大功率、高密度热流传递至主体构件1以及散热构件2，使得本动力电池热管理系统能够处理大功率的散热问题，能够应对大功率电池包的散热需求。

在本申请的一个实施例中，优选地，加热构件为薄膜加热器(图中未示出)，薄膜加热器的发热部贴附于主体构件1的受热面102，使得主体构件1的受热面102与发热部接触的面积最大化，以确保对电芯3的升温速度，并且能够确保加热过程以及热量扩散过程的均匀性。

综上所述，本申请提供的动力电池热管理系统，能够对电池进行高效的散热、冷却以及加热需求，以确保电芯在高温或寒冷等气候条件下均能够正常工作，并且散热效率高，能够满足大功率、大尺寸、高密度热流的散热需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种动力电池热管理系统，其特征在于，包括：

电芯，所述电芯的数量为多个；

主体构件，多个所述电芯设置于所述主体构件；

加热构件，所述加热构件设置有发热部，所述发热部与所述主体构件接触，或者所述发热部与多个所述电芯接触；

散热构件，所述散热构件设置于所述主体构件。

2.根据权利要求1所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述主体构件的内部存储有液体工质。

3.根据权利要求2所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述主体构件具有平板结构，所述主体构件的内部形成有流道，所述流道内容纳有所述液体工质。

4.根据权利要求3所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述主体构件的一侧面为导热面，多个所述电芯沿第一方向顺次排布于所述导热面。

5.根据权利要求4所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述主体构件背离所述导热面的一侧面为受热面；

所述发热部与所述受热面接触。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述主体构件的一端设置有第一散热部，所述主体构件的另一端设置有第二散热部，所述第一散热部与所述主体构件、所述第二散热部呈U型分布，所述第一散热部和所述第二散热部均与所述主体构件连通。

7.根据权利要求6所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述第一散热部和所述第二散热部均设置有所述散热构件。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述散热构件内容纳有冷却液，所述冷却液在所述散热构件的内部流动。

9.根据权利要求4所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述动力电池热管理系统还包括多个均温构件，多个所述均温构件设置于所述导热面；

任意相邻的两个所述电芯之间设置有所述均温构件。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述加热构件为薄膜加热器。

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