[發(fā)明專利]一種動(dòng)力電池循環(huán)流動(dòng)風(fēng)冷散熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610089162.6
• 申請(qǐng)日: 2016-02-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105552474B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧孟炎;葛子敬;葉鵬;謝金紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/613
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/613;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/637;H01M10/655;H01M10/6563;H01M10/6566
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池循環(huán)流動(dòng)風(fēng)冷散熱裝置，具體為控制進(jìn)出口閥門(mén)的開(kāi)關(guān)達(dá)到對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)風(fēng)冷散熱的目的。

背景技術(shù)

隨著電動(dòng)汽車(chē)逐步推向市場(chǎng)應(yīng)用，電動(dòng)汽車(chē)中動(dòng)力電池的熱安全問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)。在電動(dòng)汽車(chē)上，動(dòng)力電池經(jīng)常需要進(jìn)行大電流的充放電，在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生包括焦耳熱，反應(yīng)熱和極化熱等在內(nèi)的大量熱量。汽車(chē)上空間狹小，通常電池組中大量的單體電池緊密的排布在一起，聚集的熱量難以排出，長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)電池的溫度可能超出正常范圍，同時(shí)由于空間位置的不同，各單體電池的溫度也會(huì)存在差異。電池組過(guò)高的溫度會(huì)降低電池充放電的效率，影響電池組的安全性和可靠性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致熱失效，因此對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池進(jìn)行熱管理很有必要。風(fēng)冷散熱系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，成本低，可以滿足電池組散熱要求等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于電池散熱系統(tǒng)。現(xiàn)有的風(fēng)冷散熱裝置一般為單方向的串行或并行通風(fēng)方式，容易造成電池組局部溫度過(guò)高或者溫度分布不均勻的現(xiàn)象，電池組散熱效果得不到保證。所以開(kāi)發(fā)一種新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，保證電池組良好散熱效果的風(fēng)冷散熱裝置很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)力電池循環(huán)流動(dòng)風(fēng)冷散熱裝置，在各種惡劣的工況下，可以保證整個(gè)電池組良好的溫度一致性，使電池組最高溫度和溫差都處于正常工作范圍內(nèi)。具體技術(shù)方案如下：

一種動(dòng)力電池循環(huán)流動(dòng)風(fēng)冷散熱裝置，包括內(nèi)設(shè)有鋁合金材料的L形支撐板的電池箱、步進(jìn)式風(fēng)機(jī)、用于監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池各部分溫差的溫度傳感器、控制裝置，所述電池箱的一側(cè)由上而下依次設(shè)置用于排出電池箱內(nèi)空氣的頂部空氣出風(fēng)口、通過(guò)步進(jìn)式風(fēng)機(jī)向電池箱輸入空氣的空氣進(jìn)風(fēng)口、用于排出電池箱內(nèi)空氣的底部空氣出風(fēng)口，所述頂部空氣出風(fēng)口、底部空氣出風(fēng)口以及電池箱內(nèi)的進(jìn)風(fēng)通道上均設(shè)置有電控閥門(mén)，所述控制裝置與溫度傳感器和各閥門(mén)電路連接，用于根據(jù)溫度傳感器采集的動(dòng)力電池各部分溫差值控制各閥門(mén)的開(kāi)閉，以切換空氣在電池箱內(nèi)的流動(dòng)路徑，實(shí)現(xiàn)相反方向?qū)﹄姵亟M進(jìn)行通風(fēng)散熱。

進(jìn)一步地，所述支撐板相對(duì)各動(dòng)力電池間的空氣流道處開(kāi)有大小及位置與空氣流道一一對(duì)應(yīng)的通風(fēng)孔，便于空氣在各動(dòng)力電池間均勻流動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述電池箱的頂部和底部對(duì)稱地傾斜設(shè)置有開(kāi)口朝向空氣進(jìn)風(fēng)口端的頂部集流板和底部集流板，所述頂部集流板和動(dòng)力電池之間形成頂部空氣通道，底部集流板和和動(dòng)力電池之間形成底部空氣通道，保證空氣流入電池間各空氣流道內(nèi)的空氣流量與流速均勻，利于保證整個(gè)電池組良好的溫度一致性。

進(jìn)一步地，所述支撐板與電池箱設(shè)有空氣進(jìn)風(fēng)口一側(cè)之間設(shè)置分別連通頂部空氣通道、底部空氣通道和空氣進(jìn)風(fēng)口的三通型導(dǎo)流通道，所述導(dǎo)流通道的上、下端分別通過(guò)頂部空氣進(jìn)口閥門(mén)和底部空氣進(jìn)口閥門(mén)連接頂部空氣通道和底部空氣通道，所述頂部空氣出風(fēng)口、底部空氣出風(fēng)口分別通過(guò)頂部空氣出口閥門(mén)和底部空氣出口閥門(mén)連接頂部空氣通道和底部空氣通道，通過(guò)各閥門(mén)的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)對(duì)電池箱內(nèi)空氣流通路徑的切換，從相反方向?qū)﹄姵亟M進(jìn)行通風(fēng)散熱。

進(jìn)一步地，所述頂部集流板和底部集流板的傾斜角度的范圍為2-5°，傾斜角度在此范圍內(nèi)進(jìn)入電池間各空氣流道內(nèi)的空氣流量均勻，流速均勻，整個(gè)電池組具有良好的散熱效果。

進(jìn)一步地，所述各動(dòng)力電池以2-8mm的間距等間距均勻排列在所述支撐板上，等間距的設(shè)置保證空氣能均勻流經(jīng)各動(dòng)力電池，高效換熱。

進(jìn)一步地，所述頂部空氣通道、底部空氣通道、頂部空氣出風(fēng)口、底部空氣出風(fēng)口、空氣進(jìn)風(fēng)口高度尺寸相同，且其尺寸為各動(dòng)力電池間距的4-10倍。

進(jìn)一步地，所述的溫度傳感器包括頂端溫度傳感器，設(shè)置在離空氣進(jìn)風(fēng)口最遠(yuǎn)端的動(dòng)力電池的頂端，底端溫度傳感器，設(shè)置在離空氣進(jìn)風(fēng)口最遠(yuǎn)端的動(dòng)力電池的底端，通過(guò)溫度傳感器采集單體電池上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度值即可獲得電池不通過(guò)區(qū)域的溫差值。

進(jìn)一步地，所述控制裝置還用于在控制各閥門(mén)的開(kāi)閉，以切換空氣在電池箱內(nèi)的流動(dòng)方向之前控制步進(jìn)式風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)5-10s，利于電池箱內(nèi)空氣流速漸漸減小，即減小該流通路徑下空氣流速，免于與相反方向的空氣形成沖擊，同時(shí)風(fēng)機(jī)間歇式工作也可以節(jié)約電池電量，而步進(jìn)式風(fēng)機(jī)可以滿足電機(jī)的頻繁啟動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述溫差值范圍為3-5℃，在此溫差范圍內(nèi)電池組具有良好的溫度均勻性。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：