分为一抽真空的对外密封的腔体，腔体内部被沿竖直方向分成多个竖直封闭微细通道4，竖直封闭微细通道4的横截面形状为矩形；竖直封闭微细通道4的当量直径为1.9mm，竖直封闭微细通道4间距为2mm ;在每个竖直封闭微细通道4的四周内壁面沿竖直方向设置有许多开放式复合相变微槽道3，其横截面形状为矩形，开放式复合相变微槽道3的宽度为0.1mm，深度为0.4mm，开放式复合相变微槽道3间距为0.2mm。各竖直封闭微细通道4之间分别在腔体内顶部和底部区域实现通连。腔体底部的联通保证各竖直封闭微细通道4底部都有液体工质(丙酮)6。腔体内顶部和底部用于通连的通连通道横截面形状为矩形，通连通道的当量直径为4mm。所述的竖直封闭微细通道4及其开放式复合相变微槽道3的大小和结构特征适合联合形成强烈毛细力和形成微细尺度复合相变强化换热条件，可将“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块2腔体底部具有一定汽化潜热的液体工质(丙酮)6吸入到竖直封闭微细通道4及其内壁面上的开放式复合相变微槽道3中，并在竖直封闭微细通道4及其开放式复合相变微槽道3中形成扩展弯月面薄液膜蒸发和厚液膜核态沸腾的高强度微细尺度复合相变强化换热过程，使液体工质变成蒸汽带走电池单体工作时产生的热量；各竖直封闭微细通道4中产生的蒸汽沿竖直封闭微细通道4上升流动至腔体内顶部区域，并通过各竖直封闭微细通道4在顶部区域的通连，实现水平扩散，将所携带的热量传递给“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块2两翼的肋片5，通过肋片5将热量散失出去。肋片5的形状为矩形，肋片5厚度为0.8mm，肋片5的高度为30mm，肋片5的长度为100mm，肋片5间距为1-1Omm范围内。
[0037]再请参阅图1B组成电动汽车车用电池包的12个电池单体I被分成3组，每组共4个电池单体。每一组里的每个电池单体I的两侧发热表面分别与一个所述的“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块2的一侧取热面通过导热硅脂或导热胶紧密贴附在一起，形成电池单体I与“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块2两两间插紧密接触，排布成一列，一组为一列，一列中有5个“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块2，三组(三列)中共有15个“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块2 ;相邻的两组(两列)之间留有便于空气流动的通道间隙；电池单体和“工“字型多通道式微槽群复合相变散热模块2按上述方式安装在箱壁上开有通风孔的电池包箱体7中(如图3所示)。通过利用布置在电池包箱体7外壁上的风扇8的强制风冷使冷空气自下向上吹过每个“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块2的肋片5，带走电池包中所有电池单体I的发热量。
[0038]实施例2
[0039]针对由12个大功率电池单体组成的电动汽车电池包电池成组设备，制作一种强制液冷模式冷端的内置式电动汽车电池成组散热系统。将实施例1中的在电池包箱体7外壁上开的通风孔改为在电池包箱体7外壁上开绝缘冷却液体进出电池包箱体7的进液口 9和出液口 10，如图4所示。利用外置的液泵，使绝缘冷却液体自进液口 9进入电池包箱体内，再分成多条流路，自上向下流经各个相邻的两组(两列)电池单体之间的通道间隙和每个“工“字型多通道式微槽群复合相变散热模块2的肋片5之间的间隙；带走电池单体的热量。本实施例的其他部分同实施例1。
【主权项】
1.一种内置式电动汽车车用电池包散热装置，包括: 电池包内的每个电池单体的两侧发热表面各连接一由导热金属材料制成的“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块； 所述“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块是由一抽真空的对外密封的腔体连接两翼的肋片组成，电池单体的两侧发热表面分别与腔体连接； 腔体内部被沿竖直方向分成多个竖直封闭微细通道，每个竖直封闭微细通道的四周内壁面沿竖直方向设置有许多开放式复合相变微槽道，各竖直封闭微细通道之间分别在腔体内顶部和底部区域实现通连，腔体底部储有具有一定汽化潜热的液体工质，腔体底部的联通以保证各竖直封闭微细通道底部都有液体工质； 组成电动汽车车用电池包的所有电池单体被分成许多列，一定数量的电池单体与多通道式微槽群复合相变散热模块两两间插排列接触组成一列，相邻的两列之间留有便于空气或绝缘冷却液体流动的通道间隙； 电池单体和多通道式微槽群复合相变散热模块安装在电池包箱体中，电池包箱体的上下两面均开设有通风孔或绝缘冷却液体的进液口和出液口。
2.根据权利要求1所述的内置式电动汽车车用电池包散热装置，其中，电池包箱体的上方或下方设有风扇。
3.根据权利要求1所述的内置式电动汽车车用电池包散热装置，其中，进液口和出液口连接一液泵。
4.根据权利要求1所述的内置式电动汽车车用电池包散热装置，其中，“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块的腔体内的竖直封闭微细通道的横截面形状为圆形、正方形、矩形、梯形、三角形或多边形，竖直封闭微细通道的当量直径在0.3-5mm的范围内，竖直封闭微细通道间距在0.5-5mm的范围内；开放式复合相变微槽道的横截面形状为矩形、三角形或梯形，开放式复合相变微槽道的宽度和深度均在0.01-2mm范围内，微槽道间距在0.01 -2mm范围内。
5.根据权利要求1所述的内置式电动汽车车用电池包散热装置，其中，腔体内顶部和底部用于通连的通连通道横截面形状为矩形，通连通道的当量直径在0.6-10mm范围内。
6.根据权利要求1所述的内置式电动汽车车用电池包散热装置，其中，液体工质为丙酮。
7.根据权利要求1所述的内置式电动汽车车用电池包散热装置，其中，“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块通过导热硅脂或导热胶粘贴在电池单体的两侧发热表面。
8.根据权利要求1所述的内置式电动汽车车用电池包散热装置，其中，肋片的形状为矩形、梯形或三角形；肋片厚度在0.5-2mm的范围内，肋片的高度在l_70mm的范围内，肋片的长度在10-300mm的范围内，肋片间距在1-1Omm范围内。
9.一种利用权利要求1所述内置式电动汽车车用电池包散热装置进行散热的方法: 电池单体发热表面的热量通过“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块腔体壁面传递到其腔体内部多个竖直封闭微细通道内壁的开放式复合相变微槽道中，液体工质在竖直封闭微细通道和其内壁上开放式复合相变微槽道自身结构所联合形成的毛细压力梯度的作用下沿竖直封闭微细通道及其开放式复合相变微槽道不断向上流动，同时在竖直封闭微细通道及其开放式复合相变微槽道中联合形成扩展弯月面薄液膜蒸发和厚液膜核态沸腾的高强度微细尺度复合相变强化换热过程，使液体工质变成蒸汽带走电池单体工作时产生的热量；各竖直封闭微细通道中产生的蒸汽沿竖直封闭微细通道上升流动至腔体内顶部区域，并通过各竖直封闭微细通道在顶部区域的通连，实现水平扩散，将所携带的热量传递给散热模块两翼的肋片，通过肋片将热量散失出去； 电池包箱体的箱壁上开有通风孔，通过利用布置在电池包箱体外壁上的风扇的强制风冷使冷空气自下向上吹过每个“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块的肋片，带走电池包中所有电池单体的发热量；或者利用外置的液泵，使绝缘冷却液体自进液口进入电池包箱体内，再分成多条流路，自上向下流经各个相邻的两列电池单体之间的通道间隙和每个“工”字型多通道式微槽群复合相变散热模块的肋片之间的间隙；带走电池单体的热量。
【专利摘要】一种内置式电动汽车车用电池包散热装置，包括：电池包内的每个电池单体的两侧发热表面各连接一多通道式微槽群复合相变散热模块；所述多通道式微槽群复合相变散热模块是由一腔体连接两翼的肋片组成工字型的散热模块，电池单体的两侧发热表面分别与腔体连接；多通道式微槽群复合相变散热模块两两间插排列接触组成一列，相邻的两列之间留有便于空气或绝缘冷却液体流动的通道间隙；电池单体和多通道式微槽群复合相变散热模块安装在电池包箱体中，电池包箱体的上下两面均开设有通风孔或绝缘冷却液体的进液口和出液口。本发明还公开了内置式电动汽车车用电池包散热方法。
【IPC分类】H01M10-6568, H01M10-613, H01M10-6551, H01M10-6557, H01M10-6552, H01M10-625
【公开号】CN104617352
【申请号】CN201510042060
【发明人】胡学功, 王际辉
【申请人】中国科学院工程热物理研究所
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月28日