储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件的制作方法

本技术属于ipc分类h01m10/655用于直接转变化学能为电能的电池组热交换或热传导的固体结构，尤其涉及一种能够有效防止和避免储能电池单体散热结构发生水电泄漏的意外情况的安全导热散热组件系统的创新改进技术。

背景技术：

1、储能电池在使用过程中会产生热量，如不及时导走就会使电池温度升高。电池若在高温环境下工作，其内部积累的热量就难以散发出去，可能导致电池出现过热、水损失加剧，内阻增大，更加发热，出现恶性循环，逐步发展为热失控，最终导致电池失效。因此，电池的冷却对提升电池的性能和寿命有重要作用。

2、现有技术中，动力电池热管理技术中常用做法是，最广泛的液冷方案。液冷方案的核心零部件是水冷板，而推动水冷板不断迭代和发展的一个重要路径是：提高导热效率，提高导热效率。包括：提高冷板自身的导热性能；提高冷板与电芯之间界面的导热率；调整流道设计，提高冷板与电池单体的接触面积和流体自身的换热效果；根据布置位置的不同，设置不同冷板布置方案，包括电池单体侧面冷却和电池单体底部或顶部冷却。

3、根据传输介质的不同，目前本领域已深入研究了空气冷却、液体冷却和相变材料(pcm)冷却三种冷却方法。在这些方法中，空气和液体冷却作为主动冷却方法通常需要额外的设备、大空间、高消耗并且增加电动汽车的重量。相比之下，pcm作为被动冷却方法，具有潜热高、无需额外动力设备、成本低等优点，近年来备受关注。复合相变材料(cpcm)作为被动电池热管理系统(btms)仍然面临着易泄漏、高刚性和低导热率等诸多挑战。近期，有团队提出了一种具有高抗渗漏和导热性能的多功能柔性cpcm，利用聚乙二醇和六亚甲基二异氰酸酯的聚合和交联反应从本质上解决了cpcm的渗漏问题。研究结果表明，cpcm表现出优异的抗渗漏和弹性性能。特别是在3wt％氮化铝和2wt％碳纳米管的协同作用下，cpcm的导热系数明显提高了2.8倍。此外，采用多功能柔性cpcm的电池模块即使在1.5c放电倍率下最高温度也能控制在45℃以下，相应温差保持在4.3℃以内。虽然，凭借这些优异的性能，未来极有可能多功能柔性peac可以为提高应用中电池组的热安全性提供有效的解决方案，这将显著促进电动汽车的发展。但是现有技术下仍然没有彻底替代水冷系统的工业化的成本可控的适用改进技术方案。

4、中国专利cn202210401809-水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置公布了一种水冷板组件，该水冷板组件的口琴管板包括内外两层冷却通道，其中一层冷却通道是冷却液通道。该口琴管板与电池单体的表面紧密接触。中国专利cn201710268432-电池水冷板公开了一种电池水冷板包括与电池包面贴合的具有水冷通道的铝合金扁平管。中国专利cn202210614888-一种电池水冷板、电池包及电池包安装方法公布了一种电池水冷板，该水冷板中设有若干条型腔，其中一部分型腔用于给冷却液流通。水冷板铺设在电池箱底部，水冷板的上表面与电池单体的下表面相接触。

5、这些技术在应用中，已经出现难以克服的缺陷，在已公布的水冷板中，通常水冷板内会含设置有至少一条冷却液通道，而且必须保持水冷板与电池单体装置表面紧密接触，电池水冷板的材料需要具有良好的耐久性、耐腐性、成型性和可焊接性。但是，在已经出现的水冷板出现漏液现象的情况下，发生了水冷板绝缘失效进而引发严重安全事故。

6、改进技术较少，例如：

7、中国专利cn201710173834-一种换热器公开一种换热器，其具体涉及一种电池冷却装置，包括一块弯曲的金属板，上面带有和圆柱型电池配合的弧形凹面，热管布置在金属板内，金属板表面涂敷有导热系数高于金属板的柔性导热膜；金属板纵向截面为等腰梯形，且等腰梯形的顶边长与底边长之比为1.08-1.12；金属板的每一弧形凹面上设置若干弹性金属片，弹性金属片的至少一端与金属板表面固定连接，在弹力的作用下与圆柱形电池表面相贴合。

8、这一类改进技术虽然一定程度强化了水冷板自身结构，但是仍然未能根本地解决问题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于，在保证电池稳定散热和有效进行热管理的约束条件下，根本地隔绝导热散热冷却组件系统中可能有的液体管路与电池单体的接触，以确保结构安全。

2、针对上述问题及技术需求，本实用新型提出一种储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，以简洁实现本实用新型前述所需研究目的和功能。

3、为此，本实用新型实施例提供了一种储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，包括：包括柔性导热件、散热组件和隔圈。柔性导热件长度方向的二端分别设有散热组件。柔性导热件为实体，散热组件内部具有供冷却介质流通的通道。

4、其中，所述散热组件包括第一散热板、散热翅片、第二散热板和管接头。散热翅片安装在由第一散热板和第二散热板扣合构成的薄板箱体中，第一散热板或第二散热板上开孔并接出管接头。一进一出二个管接头分别安装在第一散热板和第二散热板上。或者，一进一出二个管接头同时安装在第一散热板或第二散热板上同一表面的相对两端。

5、所述柔性导热件的两端引出部分别开有圆形通孔。

6、所述柔性导热件内沿伸展方向嵌埋至少一个导热塑性条。

7、优选地，通孔呈圆形，在该所述圆形通孔中置入隔圈，在柔性导热件至少一侧安装的散热组件。一般的或优选的，管接头设置位置与圆形通孔或隔圈错开。

8、为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

9、尤其是，柔性导热件是石墨烯相变绝缘导热薄膜，厚度1.5～2mm。

10、尤其是，柔性导热件是硅橡胶/硅树脂填充氧化铝、氮化硼、氮化铝导热陶瓷粉体填料并与铝塑膜基材复合而成绝缘导热板。

11、尤其是，柔性导热件是导热绝缘弹性橡胶垫。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在电池模块内，采集输出电池热量的柔性导热件与电池单体表面紧密贴合，处于散热组件密封的冷却液通道中冷却液通道，以及与柔性导热件热传导连接点均位于电池模块外，实现电池模组和冷却介质通道彻底隔离，使得冷却介质无需流经电池模组区域。即便冷却通道发生漏液现象，冷却液也不会与电池直接接触。确保整体结构安全性同时兼顾获得电池导散热系统性能。而且有效的集成了电池内导散热技术进步和现有电池外水冷导散热结构的成熟技术，实现低成本改进。解决现有水冷板潜在的漏液所导致的严重失效问题。导热换热效率高，与电池紧密配合，占用空间小，可使电池紧密排布，便于拆装，散热更均匀、能耗较低。易于加工成型和产业应用，保证良好的密封性，而且具有优异的耐久性、耐蚀性，能够显著改善电池的工作环境，提高电池性能和使用寿命。

技术特征：

1.储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件,包括柔性导热件(3)、散热组件(1)和隔圈(2)；其特征在于，柔性导热件(3)长度方向的二端分别设有散热组件(1)；柔性导热件(3)为实体，散热组件(1)内部具有供冷却介质流通的通道；所述散热组件(1)包括第一散热板(102)、散热翅片(103)、第二散热板(104)和管接头(101)；散热翅片(103)安装在由第一散热板(102)和第二散热板(104)扣合构成的薄板箱体中，第一散热板(102)或第二散热板(104)上开孔并接出管接头(101)。

2.根据权利要求1所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，一进一出二个管接头(101)分别安装在第一散热板(102)和第二散热板(104)上。

3.根据权利要求1所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，一进一出二个管接头(101)同时安装在第一散热板(102)或第二散热板(104)上同一表面的相对两端。

4.根据权利要求1所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，所述柔性导热件(3)的两端引出部分别开有圆形通孔(301)。

5.根据权利要求1所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，所述柔性导热件(3)内沿伸展方向嵌埋至少一个导热塑性条(302)。

6.根据权利要求1所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，通孔(301)呈圆形，在该所述圆形通孔(301)中置入隔圈(2)，在柔性导热件(3)至少一侧安装的散热组件(1)。

7.根据权利要求6所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，管接头(101)设置位置与圆形通孔(301)或隔圈(2)错开。

8.根据权利要求1所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，柔性导热件(3)是石墨烯相变绝缘导热薄膜，厚度1.5～2mm。

9.根据权利要求1所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，柔性导热件(3)是硅橡胶/硅树脂填充氧化铝、氮化硼、氮化铝导热陶瓷粉体填料并与铝塑膜基材复合而成绝缘导热板。

10.根据权利要求1所述的储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件，其特征在于，柔性导热件(3)是导热绝缘弹性橡胶垫。

技术总结储能电池外冷隔离式柔实体导散热组件,柔性导热件(3)长度方向的二端分别设有散热组件(1)；柔性导热件(3)为实体，散热组件(1)内部具有供冷却介质流通的通道。散热翅片(103)安装在由第一散热板(102)和第二散热板(104)扣合构成的薄板箱体中，第一散热板(102)或第二散热板(104)上开孔并接出管接头(101)。采集输出电池热量的柔性导热件与电池单体表面紧密贴合，处于散热组件密封的冷却液通道中冷却液通道以及与柔性导热件热传导连接点均位于电池模块外，实现电池模组和冷却介质通道彻底隔离，确保整体结构安全性同时兼顾获得电池导散热系统性能,实现低成本改进,显著改善电池的工作环境。技术研发人员：周浩楠受保护的技术使用者：上海银轮热交换系统有限公司技术研发日：20240223技术公布日：2024/11/21