本发明属于散热,具体涉及新能源汽车动力电池散热结构及其制作方法。
背景技术:
1、随着全球能源消耗和环境污染问题的日益突显,人们对新能源的关注日益增加。电动汽车作为传统燃油汽车的替代解决方案备受瞩目。锂离子电池因其高效的电气性能和环保功能而成为电动汽车中的核心能源储存装置。为了保持电池的最佳性能,必须控制电池在充电和放电过程中的温度在20℃至40℃之间,同时保持电池模块的温差在5℃以内。这是因为电池工作温度高会导致电池寿命缩短、增加热失控和爆炸的风险;电池工作温度低会使电池容量下降,在极低温条件下电池的电解液会冻结,电池无法放电,导致启动困难,影响车辆在寒冷气候下的可靠性和性能,限制了电动汽车在低温条件下的使用。此外,锂电池在低温下充电时,负极上易形成锂沉积,严重情况下还会导致正负极短路,威胁电池的使用安全。因此,有必要设计一种储热与散热结合的电池散热结构。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种新能源汽车动力电池散热结构及其制作方法,该结构和方法能进行储热和散热,确保电池正常工作。
2、本发明所采用的技术方案是:
3、一种新能源汽车动力电池散热结构,其包括将电池包裹的散热机构;电池通过固定骨架固定在散热机构上;
4、所述散热机构包括由多个中空球体阵列堆叠而成,相邻中空球体之间通过圆形颈口连接;中空球体的空腔通过圆形颈口连通,形成内部流道;内部流道内注入冷却液;固定骨架嵌入相邻的中空球体内或与中空球体相切;
5、所述散热机构的四周封闭;相邻中空球体之间的空隙形成外部流道,外部流道内填充相变材料。阵列堆叠的中空球体具有较大的比表面积和比体积,空隙空间大,增加了电池和散热机构的接触面积,从而提高了热响应速度,使散热机构能够更快速地适应电池工作状态的变化,提高了换热效果。
6、优选的,所述相邻中空球体的球壳之间相交,以提高散热结构的强度。
7、优选的,所述散热机构的四周通过铝板封闭,以方便填充相变材料,及确保热交换效果。
8、优选的,所述散热机构整体为方形结构,以方便散热结构的安设。
9、优选的,所述冷却液为水或制冷剂,用于及时带走电池工作时产生的多余热量。
10、优选的,所述相变材料采用石蜡和石墨复合相变储热材料,石蜡和石墨复合相变储热材料具有良好的储热性能,在低温时能够储存热量,在高温时释放热量,有助于保持电池温度在合适范围内。
11、优选的,所述固定骨架有多个,每个固定骨架对应一个电池,以增大接触面积和空隙空间,以提高换热效果。
12、优选的,相邻固定骨架之间有间隙,以增大接触面积和空隙空间,方便电池与相变材料、冷却液进行热交换,以提高散热效果。
13、优选的,所述固定骨架呈圆形或方形结构,与电池紧密接触,以方便电池安设。
14、本散热结构具有储热、散热和机械强度等多重功能,保证低温状态时,汽车电池温度保持一定,便于汽车快速冷启动;及时带走电池工作散发的热量,防止电池温度过高导致电池寿命缩短、热失控甚至爆炸;具有较高的机械强度,在发生碰撞时能有效地保护电池,旨在确保电池在各种工作条件下的稳定运行,提高电池性能,降低能源消耗,具有节能高效又安全的优点。
15、本发明还包括一种新能源汽车动力电池散热结构的制作方法,该方法采用上述新能源汽车动力电池散热结构;所述方法包括如下步骤:
16、将多个中空球体通过阵列堆叠的方式组装出第一散热机构和第二散热机构,且相邻中空球体通过圆形颈口连接;
17、将多个固定骨架安设在第一散热机构上,且固定骨架嵌入相邻的中空球体或与中空球体相切;
18、将电池安设在固定骨架上,然后将电池进行串联和/或并联,组成电池组;然后将电池组的电缆伸出第一散热机构;
19、将第二散热机构与第一散热机构进行组装,使相邻的中空球体通过圆形颈口连接,形成散热机构;中空球体、圆形颈口形成内部流道;
20、将散热机构的四周采用铝板进行封闭,相邻中空球体之间的空隙形成外部流道;封闭前,向内部流道内注入冷却液,向外部流道内填充相变材料。
21、本发明的有益效果在于:
22、低温环境下优化电池性能:通过在多个中空球体形成的外部流道内填充相变材料,相变材料在低温时能够储存热量,提高续航里程,实现电池在寒冷条件下的快速启动;在高温时能释放热量,有助于保持电池温度在合适范围内,以防止电池在低温条件下温度过低,保障电池的热安全性,提高电池在运行过程中的电气性能;解决了低温启动时电池容量下降、电池无法放电的问题,有效提升了汽车在寒冷气候下的可靠性;
23、散热效果提升与温度稳定:将冷却液填充在多个中空球体形成的内部流道中,以形成有效的散热通道,以及时带走电池工作时产生的热量,防止电池过热;通过多个中空球体阵列堆叠而成的设计,提高了接触面积和空隙空间,结合复合相变材料和冷却液的应用,优化了散热效果,防止电池温度过高,提高了电池的寿命和安全性;解决了现有电池散热不足的问题,提高了电池的稳定性、安全性和性能表现;
24、机械强度和碰撞保护:将多个中空球体阵列堆叠形成散热机构,具备较大的机械强度,在发生碰撞时,该结构能够吸收冲击力,提供额外的保护层,可有效减小碰撞对电池的损害,提供了更全面的机械保护,降低了电池碰撞风险,提高了汽车的安全性;解决了在面临碰撞时,现有电池未提供足够的机械保护,电池容易受到碰撞而受损,存在安全隐患的问题。
1.一种新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:包括将电池包裹的散热机构;电池通过固定骨架固定在散热机构上;
2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:所述相邻中空球体的球壳之间相交。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:所述散热机构的四周通过铝板封闭。
4.根据权利要求1或3所述的新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:所述散热机构整体为方形结构。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:所述冷却液为水或制冷剂。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:所述相变材料采用石蜡和石墨复合相变储热材料。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:所述固定骨架有多个,每个固定骨架对应一个电池。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:相邻固定骨架之间有间隙。
9.根据权利要求7或8所述的新能源汽车动力电池散热结构,其特征在于:所述固定骨架呈圆形或方形结构。
10.一种新能源汽车动力电池散热结构的制作方法,其特征在于:所述方法采用权利要求1-9中任一所述的新能源汽车动力电池散热结构;