1.一种基于相变传热与自然冷却的电池包,其特征在于,包括储热板(1)、水冷板(2)、电池模组(3)、BMU电池管理单元(4)和感温热电偶(5);
所述储热板(1)包括热端(6)、冷端(7)和用于连接热端(6)及冷端(7)的平板式脉动热管(8),储热板热端区域下方设有储热箱,储热箱箱体内填充有相变材料,平板式脉动热管(8)的蒸发段位于相变材料填充区内部;
冷端(7)包括多个冷凝段翅片(9)和平板式脉动热管(8)的冷凝段,冷端(7)位于风冷通道(10)内 ,风冷通道(10)为引入自然风进行冷却的通道;
所述水冷板(2)包括水冷板壳体(11)和水冷通道(12),在水冷板壳体(11)上开设有与水冷系统连通的进水口(13)和出水口(14),水冷板(2)根据不同工况进行冷水散热模式和热水加热模式;
电池模组(3)设置于上部储热板(1)和下部水冷板(2)之间,感温热电偶(5)一端与电池模组(3)连接,另一端连接BMU电池管理单元(4);感温热电偶(5)用于实时采集电池模组(3)和外界环境的温度数据,并将采集到的温度数据信号实时发送至BMU电池管理单元(4);
BMU电池管理单元(4)还与水冷板(2)以及风冷通道(10)的控制系统连接,其对接收到的电池模组(3)和外界环境的温度数据信号进行处理和分析,并将生成的指令发送至水冷板(2)以及风冷通道(10)的控制系统;
当感温热电偶(5)发送的电池模组(3)的温度数据低于第一设定温度时,BMU电池管理单元(4)启动加热模式通过水冷板输送热水对电池模组(3)进行加热,对电池进行热保护;
当感温热电偶(5)发送的的电池模组温度数据高于第一设定温度且低于第二设定温度时,系统不采取措施;
当感温热电偶(5)发送的的电池模组(3)的温度数据高于第二设定温度,而环境温度低于临界环境温度,开启风冷通道(10)启动自然冷却模式,通过引入车辆运行过程中的自然风进入风冷通道冲刷平板式脉动热管(8)的冷凝段以及冷凝段翅片(9)进行散热。
2.根据权利要求1所述的一种基于相变传热与自然冷却的电池包,其特征在于,所述水冷通道(12)包括多段U形管(15)、分别连通U形管(15)两端的横管一(16)和横管二(17),横管一(16)和横管二(17)的自由端分别连通进水口(13)和出水口(14)。
3.根据权利要求1所述的一种基于相变传热与自然冷却的电池包,其特征在于,所述水冷通道(12)采用仿生学设计为树形管,包括多段相互连通的类口字形管(18)组成树形管的躯干部分、分别连通类口字形管(18)两端的多段长直管一(19)和长直管二(20)组成树形管的茎干部分,长直管一(19)和长直管二(20)的自由端分别连通进水口(13)和出水口(14)。
4.根据权利要求1所述的一种基于相变传热与自然冷却的电池包,其特征在于,所述平板式脉动热管(8)包括铜质基座(21)和多段毛细弯管(22),多段毛细弯管(22)设置于铜质基座(21)内,毛细弯管(22)上端开设注液口(23),毛细弯管(22)内注有工质,工质为去离子水、醇类工质、酮类工质、微纳胶囊相变材料乳液、纳米流体或磁流体,工质充液率为32%~
44%;毛细弯管(22)的直径为2‑3mm,蒸发段的毛细弯管(22)弯头数量不小于6。
5.根据权利要求4所述的一种基于相变传热与自然冷却的电池包,其特征在于,所述储热箱内填充的材料为二十烷有机相变材料、膨胀石墨材料与石蜡复合而成的相变材料或微胶囊相变材料。