[发明专利]一种具有均流功能的动力锂电池的冷却板及其冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及动力锂电池领域，尤其涉及电池汽车和混合动力汽车的动力锂电池领域，具体地说是一种具有均流功能的动力锂电池的冷却板及其冷却装置。

背景技术

纯电动汽车和混合动力汽车以电池作为动力源，在使用中可以实现零污染，并可利用煤炭、水力等其它非石油资源，能有效解决汽车排污和能源问题，因而在世界范围内得到普遍重视。这些车辆的性能和品质在很大程度上依赖其所配置的动力电池组的性能。温度是影响动力电池性能至关重要的因素。当车辆在不同行驶状况下运行时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行温度复杂多变。而过高的温度会导致电池的容量、寿命和能量效率的降低，若电池积聚的热量无法及时散出，会导致热失控的产生，严重时电池有发生剧烈膨胀和爆炸的危险，所以必须对动力锂电池进行电池降温，使其工作温度处于较优的区间。

现阶段新能源车主要是以空气冷和液冷却电池为主，由于空气冷却效果差，温差大，而液冷方案，零部件多、重量重，且存在泄漏风险，所以制冷剂冷却将会是很好的一种热管理方式。

制冷剂蒸发潜热大，换热系数高，是高效的电池冷却方式，且在常温常压下，制冷剂为气态，即时电池冷却系统有轻微泄露，也不会存在电池短路，损坏电池情况发生。

图1所示是目前现有方案电池冷却的原理图。汽车空调系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，形成制冷剂回路。由于新能源汽车需要对电池进行热管理，一般在空调回路上，与蒸发器并联一个电池冷却器。而另一条回路的水泵、电池冷却器和冷却板构成了冷却液回路。电池工作时产生的热量传递到冷却板，再传递到冷却液，两条回路的介质在电池冷却器里进行热交换来对电池进行降温。

从图1可见，现有的汽车空调的制冷系统采用两个冷却回路。其一是制冷剂回路，主要用于调节空气温度。其二是冷却液回路，主要用于冷却电池或电池组。由于两条回路采用不同的冷却介质，需要通过一个电池冷却器进行热量传递，同时还需要一个水泵驱动冷却液产生循环。具体来说，电池冷却器具有冷侧通道和热侧通道，所述的冷侧通道与蒸发器并联；所述的热侧通道与冷却板串联。电池产生的热量经冷却板传递给冷却液。在电池冷却器中，热侧通道内的冷却液与冷侧通道内的制冷剂进行热交换，冷却液释放热量后降温。水泵驱动冷却液在回路中循环流动，起到对电池的降温作用。因而现有的电池冷却装置部件多，重量大，结构复杂，成本高。并且，由于冷却液通常采用由50%乙二醇和50%水组成的混合物，其优点是比热容大，温度均匀性好，且开发匹配简单，然而也容易泄漏。一旦发生泄漏，则冷却液中的乙二醇有可能引发燃烧，从而损毁电池，甚至造成更大的安全事故。

此外，电池组的体积通常在300mm*300mm，常规的冷却板采用单流程工作，冷却板从进口管到出口管的温度分布梯度较大，因而电池组的不同位置的温差较大，无法起到均匀冷却的效果，进而影响了电池组的工作性能。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的问题，旨在提供一种能够均匀冷却动力锂电池的冷却板及其冷却装置。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种具有均流功能的动力锂电池的冷却装置的冷却板，包括成型板和平板，其特征在于所述的成型板上设有进口管、出口管和流道；所述的流道具有至少两个流程以及流程两端的集流管，每个流程内具有若干个制冷剂通道，每个流程的前端设有若干个流量分配凸台；所述平板的两个表面分别与所述的成型板和电池贴合。

本发明的一种动力锂电池的冷却板，与汽车空调系统连接，构成冷却装置。汽车空调系统中的从冷凝器出来的液态制冷剂分成两路：一路经第一膨胀阀节流降压后进入蒸发器，在蒸发器内气化吸热，与外界的空气进行热交换，达到制冷的效果；另一路经第二膨胀阀节流降压后，直接通入冷却板，电池与冷却板贴合后紧密接触，电池工作时产生的热量传递到冷却板，制冷剂在冷却板内蒸发吸热，带走电池工作时产生的热量，从而对电池进行降温。

冷却板的进口管与第二膨胀阀的出口端连接，冷却板的出口管与压缩机的进口端连接。制冷剂在流道内流动，并在吸收电池热量后蒸发吸热，带走电池工作时产生的热量，从而实现对电池的降温。所述的流道被分隔成两到多个流程，在每个流程内，制冷剂分别在若干个制冷剂通道内流动，然后通过集流管进入下一个流程。集流管对制冷剂的流量进行再分配，使得冷却板上的制冷剂流量分布合理，起到对电池均匀降温的作用。