[發明專利]電池箱液冷散熱結構建立方法和相應結構

在審

• 申請號: 201810337093.5
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108390128A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 胡廣地;任冰禹;郭峰;黃文才;李妮檜
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6568
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

本發明屬于電動汽車鋰電池領域，具體是電池箱液冷散熱結構建立方法和相應結構，電池箱液冷散熱結構優化設計方法包括電池箱模型的建立，優化目標的確定以及計算仿真的模擬；電池箱液冷散熱結構包括主冷板，電池組包括多個電池組單元，電池組單元之間設置有間隙，該間隙內設置有與主冷板熱傳遞連接的導熱冷板。本發明增加電池間隙的導熱冷板方案，散熱效果提升2.7?8.6％；改變冷板中冷卻液管道管徑方案中，隨著管徑的增大，電池的散熱效果改善較為明顯。

技術領域

本發明屬于電動汽車鋰電池領域，具體是電池箱液冷散熱結構建立方法和相應結構。

背景技術

新能源汽車早已成為世界各國爭相發展的熱點，也是當今汽車產業發展的必然趨勢，也是汽車行業的一次革命。電池管理是電動汽車幾大關鍵模塊之一，其優劣直接影響電動汽車的各項性能及安全穩定性。

新能源電動汽車主要以動力電池作為主要動力源，動力電池的主要性能指標有:容量、能量密度、功率、自放電率、充放電時間、循環使用壽命等。高容量、高能量密度、高功率、低放電率、高使用壽命、快速充電等是衡量動力電池優劣的關鍵參數動力電池依賴電池技術的發展，主要分為鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池和燃料電池池等四個關鍵節點。其中，燃料電池還處在理論研究階段，存在能量存儲瓶頸問題。而前三種電池類型己經初步應用到電動汽車中，且對比這三種類型的電池性能，鋰離子電池比能量、能量密度、比功率和循環使用壽命都遠遠高于其他兩類電池。但是，鋰電池相比前面兩種電池也存在缺陷:(1)鋰電池單體電壓小，需要通過巨大數量的單體電池串聯組合成動力電池，給電池管理帶來更大的難度；(2)鋰電池對溫度、過流、過壓敏感，電池性能易受其影響，會出現永久性損壞，嚴重時會出現電池燃燒、爆炸等危險。為了解決上述特殊問題，針對鋰電池的熱管理技術研究尤為重要。而其中的電池箱散熱是電池熱管理系統的重中之重，但是現在對電池組的散熱結構設計一般只是根據相關參數做結構設計，還沒有一種較好的電池組的散熱結構的設計優化方法，沒有對建立時的有一個明確較好的優化目標，現在的散熱結構設計上，設計出的散熱結構散熱效果也依然較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電池箱液冷散熱結構建立方法和電池箱液冷散熱結構結構，以期望解決目前還沒有一種較好的電池組的散熱結構的建立方法，設計出的散熱結構散熱效果較差的問題。

為了實現上述目的，提供了一種電池箱液冷散熱結構建立方法，包括以下操作步驟：

1)向計算機模擬系統輸入相關參數建立電池組模型；

2)向計算機模擬系統輸入相關參數，在電池組模型上下兩側分別建立主冷板；

3)向計算機模擬系統輸入參數調節主冷板冷卻液流量；

4)當調節流量后依然無法達到期望要求時，操作以下步驟：向電池組內的間隙內建立導熱冷板，并調節導熱冷板內的冷卻液流量。

進一步的是，當調節流量后依然無法達到期望要求時進行該操作：調節主冷板的冷卻水管管徑大小，使電池箱的溫度場分布達到最佳均衡。

進一步的是，上述對電池組建模、對主冷板和導熱冷板建模時的劃分采用結構網格和非結構網格混合的網格劃分方式，包括以下步驟：

a、對電池組的電池單體，采用結構網絡進行劃分；

b、對散熱結構模型的主冷板，采用非結構網格進行劃分；

c、在兩種網格劃好之后，進行網格的組合和連接。

由于電池單體的結構簡單，可以很輕松的劃分出結構網格。對于主冷板部分，由于管道的存在結構化網格劃分困難，為了更高的效率，故采用非結構網格進行劃分，同樣可以達到較好的效果。