液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，包括：風(fēng)冷單元以及冷卻液循環(huán)單元；風(fēng)冷單元包括電池箱體，設(shè)于電池箱體上的進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，以及設(shè)于電池箱體內(nèi)且與電池單體交替排列的散熱件；冷卻液循環(huán)單元包括增壓泵、換熱器、冷卻管道回路以及補(bǔ)液箱；增壓泵的輸入端與換熱器的水冷輸出端相連接，增壓泵的輸出端分別與冷卻管道回路的輸入端以及補(bǔ)液箱的輸出端相連接，冷卻管道回路的輸出端與換熱器的水冷輸入端相連接；冷卻管道回路中設(shè)有冷卻液體，冷卻管道回路的管道表面與散熱片抵觸設(shè)置。該裝置將風(fēng)冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，能夠更好地實(shí)時(shí)監(jiān)控電池溫度，并對(duì)電池進(jìn)行有效的散熱處理。
【專利說明】
液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí)以電池作為主要?jiǎng)恿?，電池充放電效率的高低決定了電動(dòng)汽車的續(xù)航和安全問題。電動(dòng)車的電池包由許多單體電池組成，當(dāng)大量電池以不同倍率充放電時(shí)，會(huì)造成充電不均衡，影響續(xù)航里程，同時(shí)由于有限的裝載空間，不均勻放熱導(dǎo)致熱量迅速聚集，易爆裂漏液，甚至燃燒，直接威脅電動(dòng)汽車使用的安全性。
[0003]目前，電動(dòng)汽車電池包的散熱主要以風(fēng)冷為主，可以在一定程度上排除電池箱內(nèi)的高溫氣體和有害氣體，由于與電池壁面之間換熱系數(shù)低，冷卻速度慢，降溫效果不明顯。相比風(fēng)冷方式，液冷通過水套等換熱設(shè)施對(duì)電池進(jìn)行散熱冷卻，換熱系數(shù)高，冷卻速度快，因此，有逐漸普及的趨勢。此外，電池箱內(nèi)各電池的溫度分布的均勻性也對(duì)汽車的續(xù)航里程影響很大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供了一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，解決了傳統(tǒng)的采用單一的風(fēng)冷或水冷方式，降溫效果不佳或布置復(fù)雜的問題，將風(fēng)冷和液冷的方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，統(tǒng)一進(jìn)行管理，提高了換熱效率的同時(shí)，也保證了電池充電的均衡性。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，所述電動(dòng)汽車電池包具有多個(gè)電池單體，電動(dòng)汽車電池包散熱裝置包括:風(fēng)冷單元以及冷卻液循環(huán)單元;所述風(fēng)冷單元包括電池箱體，設(shè)于電池箱體上的進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，以及設(shè)于電池箱體內(nèi)且與所述電池單體交替排列的散熱件;所述冷卻液循環(huán)單元包括增壓栗、換熱器、冷卻管道回路以及補(bǔ)液箱;所述增壓栗的輸入端與所述換熱器的水冷輸出端相連接，所述增壓栗的輸出端分別與所述冷卻管道回路的輸入端以及所述補(bǔ)液箱的輸出端相連接，所述冷卻管道回路的輸出端與所述換熱器的水冷輸入端相連接;所述冷卻管道回路中設(shè)有冷卻液體，所述冷卻管道回路的管道表面與所述散熱件抵觸設(shè)置。
[0006]優(yōu)選地，還包括中央處理器、溫度傳感器以及壓力傳感器，所述中央處理器與儀表盤相連接，所述溫度傳感器與電池單體相接觸，所述溫度傳感器的輸出端以及壓力傳感器的輸出端分別經(jīng)信號(hào)電路與中央處理器的輸入端相連，所述中央處理器的輸出端與所述增壓栗相連接。
[0007]優(yōu)選地，所述冷卻液體為50%水與50%乙醇的混合液。
[0008]優(yōu)選地，所述散熱件為金屬相變散熱片，所述金屬相變散熱片具有一吸熱腔體，所述吸熱腔體經(jīng)由導(dǎo)熱粘貼層與所述電池單體的發(fā)熱表面相連接。
[0009]優(yōu)選地，相鄰的所述金屬相變散熱片之間設(shè)有供所述冷卻管道回路中的液體管道穿設(shè)的管道安裝空間，所述冷卻管道回路中的液體管道呈盤蛇狀纏繞所述金屬相變散熱片的吸熱腔體。
[0010]優(yōu)選地，所述金屬相變散熱片具有12個(gè)管道通道，所述金屬相變散熱片的吸熱腔體左右連通有從上至下的12個(gè)所述管道通道，12個(gè)所述管道通道呈六排分布，每2個(gè)所述管道通道為一排且平齊設(shè)置。
[0011]優(yōu)選地，所述冷卻管道回路中的進(jìn)液管道上設(shè)有第一節(jié)流閥，所述補(bǔ)液箱與增壓栗連接的管路上設(shè)有第二節(jié)流閥。
[0012]優(yōu)選地，所述電池箱體呈立方體，所述電池箱體的底面、左側(cè)、右側(cè)以及前側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述電池箱體的后側(cè)以及頂面設(shè)有出風(fēng)口。
[0013]優(yōu)選地，所述進(jìn)風(fēng)口以及出風(fēng)口均為百葉窗式構(gòu)件，所述百葉窗式構(gòu)件的格柵為45度角傾斜設(shè)置。
[0014]優(yōu)選地，所述電池箱體還包括設(shè)于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口上的過濾網(wǎng)。
[0015]本實(shí)用新型提供了一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，基于液冷與風(fēng)冷結(jié)合，將風(fēng)冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，能夠更好地實(shí)時(shí)監(jiān)控電池溫度，并對(duì)電池進(jìn)行有效的散熱處理。
[0016]另外，增設(shè)了壓力傳感器和溫度傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控管路中液體的壓力和溫度；采用中央處理器根據(jù)溫度的大小調(diào)節(jié)增壓栗的工作頻率，從而保證電池運(yùn)行安全性。
[0017]另外，將液體管道分為前、后進(jìn)液管道，可以很好的防止循環(huán)液體在單邊出液口溫度過高的問題;管路形狀采用蛇形，增大了管路與金屬材料散熱片腔體內(nèi)表面的接觸面積；電池箱體的周圍采用百葉窗式設(shè)計(jì)，排放電池工作時(shí)產(chǎn)生的高溫氣體;進(jìn)風(fēng)口的過濾網(wǎng)設(shè)計(jì)，使得灰塵、雜質(zhì)等不易進(jìn)入。具有環(huán)保、散熱效果好和便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型中電池箱的示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型中散熱件的示意圖；
[0021]圖4為控制電路部分的原理圖。
[0022]圖中:1-增壓栗、2_換熱器、3-總出液管道、4_后出液管道、5-前出液管道、6-后出風(fēng)口格柵、7-后出風(fēng)口、8-電池箱體、9-螺紋孔、I O-電池箱體上蓋、11 -頂面出風(fēng)口、12-過濾網(wǎng)、13-散熱件、14-電池單體、15-前進(jìn)風(fēng)口格柵、16-前側(cè)進(jìn)風(fēng)口、17-前出液管道、18-第一節(jié)流閥、19-液體管道1、20-液體管道2、21-液體管道3、22-液體管道4、23-液體管道5、24-液體管道6、25_溫度傳感器、26-溫度傳感器、27-壓力傳感器和溫度傳感器、28-第二節(jié)流閥、29-補(bǔ)液箱、30-左進(jìn)風(fēng)口格柵、31-下側(cè)風(fēng)口格柵、32-散熱件的吸熱腔體、33-散熱件的散熱肋片、34-管道通道。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為利于對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)的了解，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0024]圖1為本實(shí)用新型液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型中電池箱的示意圖，圖3為本實(shí)用新型中散熱件的示意圖，圖4為控制電路部分的原理圖。結(jié)合圖1至圖4所示，本實(shí)用新型提供了一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，所述電動(dòng)汽車電池包具有多個(gè)電池單體14，該電動(dòng)汽車電池包散熱裝置包括:風(fēng)冷單元以及冷卻液循環(huán)單元。
[0025]所述風(fēng)冷單元包括電池箱體8，設(shè)于電池箱體8上的進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，以及設(shè)于電池箱體8內(nèi)且與所述電池單體14交替排列的散熱件13。
[0026]進(jìn)一步地，所述電池箱體8呈立方體，所述電池箱體8的底面、左側(cè)、右側(cè)以及前側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述電池箱體8的后側(cè)以及頂面設(shè)有出風(fēng)口。更進(jìn)一步地，所述進(jìn)風(fēng)口以及出風(fēng)口均為百葉窗式構(gòu)件，所述百葉窗式構(gòu)件的格柵為45度角傾斜設(shè)置。實(shí)際應(yīng)用中，所述電池箱體8還包括設(shè)于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口上的過濾網(wǎng)12。另外，電池箱體8還具有拆卸式連接的電池箱體上蓋I O。
[0027]所述冷卻液循環(huán)單元包括增壓栗1、換熱器2、冷卻管道回路以及補(bǔ)液箱29。所述增壓栗I的輸入端與所述換熱器2的水冷輸出端相連接，所述增壓栗I的輸出端分別與所述冷卻管道回路的輸入端以及所述補(bǔ)液箱29的輸出端相連接，所述冷卻管道回路的輸出端與所述換熱器2的水冷輸入端相連接。所述冷卻管道回路中設(shè)有冷卻液體，所述冷卻管道回路的管道表面與所述散熱件13抵觸設(shè)置。
[0028]該電動(dòng)汽車電池包散熱裝置還包括中央處理器、溫度傳感器(溫度傳感器25、溫度傳感器26)以及(壓力傳感器和溫度傳感器)27，所述中央處理器與儀表盤相連接，所述溫度傳感器與電池單體14相接觸，所述溫度傳感器的輸出端以及壓力傳感器的輸出端分別經(jīng)信號(hào)電路與中央處理器的輸入端相連，所述中央處理器的輸出端與所述增壓栗I相連接。
[0029]本實(shí)施例中，所述冷卻液體為50%水與50 %乙醇的混合液。所述散熱件13為金屬相變散熱片，所述金屬相變散熱片具有一吸熱腔體，所述吸熱腔體經(jīng)由導(dǎo)熱粘貼層與所述電池單體14的發(fā)熱表面相連接。該金屬相變散熱片包括吸熱腔體32、散熱肋片33以及管道通道34。
[0030]進(jìn)一步地，相鄰的所述金屬相變散熱片之間設(shè)有供所述冷卻管道回路中的液體管道穿設(shè)的管道安裝空間，所述冷卻管道回路中的液體管道呈盤蛇狀纏繞所述金屬相變散熱片的吸熱腔體。
[0031]更進(jìn)一步地，所述金屬相變散熱片具有12個(gè)管道通道34，所述金屬相變散熱片的吸熱腔體32左右連通有從上至下的12個(gè)所述管道通道34，12個(gè)所述管道通道34呈六排分布，每2個(gè)所述管道通道34為一排且平齊設(shè)置。另外，所述冷卻管道回路中的進(jìn)液管道上設(shè)有第一節(jié)流閥18，所述補(bǔ)液箱與增壓栗連接的管路上設(shè)有第二節(jié)流閥28，所述中央處理器的輸出端分別與第一節(jié)流閥18以及第二節(jié)流閥28相連接。
[0032]另外，冷卻管道回路中的液體管道分為前、后進(jìn)液管道，前、后出液管道以及位于冷卻管道回路中部的冷卻管道，所述前、后進(jìn)液管道上均設(shè)置有第一節(jié)流閥18。
[0033]以下對(duì)本實(shí)用新型提供的液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置的具體應(yīng)用細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0034]在電動(dòng)汽車電池包工作過程中，電池包內(nèi)電池單體14產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，發(fā)出熱量，夕卜接的溫度傳感器26接收到電池包內(nèi)電池溫度變化，通過信號(hào)電路將電池包溫度升高的信號(hào)傳到中央處理器。中央處理器通過信號(hào)電路將具體溫度值傳給電動(dòng)汽車的儀表盤上的顯示器，當(dāng)溫度異常時(shí)，中央處理器通過信號(hào)電路對(duì)增壓栗I和第一節(jié)流閥18發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)增壓栗I，同時(shí)開啟第一節(jié)流閥18。當(dāng)多個(gè)第一節(jié)流閥18部分開啟或者全開時(shí)，對(duì)應(yīng)的前后進(jìn)液管道1、進(jìn)液管道3、進(jìn)液管道5部分流通或者全部流通，使冷卻液從前后進(jìn)液管道進(jìn)入冷卻管道，在冷卻管道回路中循環(huán)，帶走電池包的熱量。從前后出液口流出的高溫冷卻液進(jìn)入換熱器2，在換熱器2中降溫。實(shí)際應(yīng)用中，換熱器2安放在空調(diào)出風(fēng)口處，該處的冷風(fēng)對(duì)冷卻液降溫。降溫后的冷卻液在增壓栗I的作用下，再次從前后進(jìn)液管道進(jìn)入冷卻管道，完成循環(huán)。增壓栗I和前后液體管道之間裝有壓力傳感器27和溫度傳感器27，并通過電路將相應(yīng)信號(hào)傳到中央處理器。中央處理器接受信號(hào)并處理之后，通過信號(hào)電路把前后進(jìn)液口的溫度和壓力顯示在儀表盤的顯示器上。如果進(jìn)液口溫度過高，中央處理器根據(jù)得到反饋信號(hào)，使空調(diào)出風(fēng)口處的冷風(fēng)速度加快，及時(shí)降低進(jìn)入冷卻管道的液體溫度。如果冷卻液壓力過低中央處理器會(huì)通過電路將信號(hào)傳遞到補(bǔ)液箱29，補(bǔ)液箱29出液管道處的第二節(jié)流閥28打開，冷卻液進(jìn)入液冷循環(huán)。當(dāng)壓力達(dá)到要求值后，關(guān)閉第二節(jié)流閥28。
[0035]電動(dòng)汽車啟動(dòng)后，動(dòng)力電池箱體8四周會(huì)有氣流流過，氣流經(jīng)過濾網(wǎng)12從左、右側(cè)進(jìn)風(fēng)口、前側(cè)進(jìn)風(fēng)口 16、底面進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入電池箱體8內(nèi)，由過濾網(wǎng)12對(duì)空氣進(jìn)行干燥和過濾。單體電池14、金屬材料散熱片13、冷卻管道之間的間隙形成冷卻風(fēng)道，冷卻氣流從頂面出風(fēng)口 11和后側(cè)出風(fēng)口 7處流出。下端進(jìn)風(fēng)口對(duì)單體電池14下表面進(jìn)行散熱，左側(cè)、右側(cè)和前側(cè)進(jìn)風(fēng)口 16對(duì)單體電池14之間的金屬材料散熱片13和冷卻管道熱量進(jìn)行冷卻，使得電池箱8的溫度分布均勻，同時(shí)帶走電池化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。電動(dòng)汽車行駛速度越快，進(jìn)入電池箱的氣流速度也越快，帶走電池包內(nèi)的熱量越多，可以使電池箱8的溫度分布更加均勻。
[0036]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0037]本實(shí)用新型提供了一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，基于液冷與風(fēng)冷結(jié)合，將風(fēng)冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，能夠更好地實(shí)時(shí)監(jiān)控電池溫度，并對(duì)電池進(jìn)行有效的散熱處理。
[0038]另外，增設(shè)了壓力傳感器和溫度傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控管路中液體的壓力和溫度；采用中央處理器根據(jù)溫度的大小調(diào)節(jié)增壓栗的工作頻率，從而保證電池運(yùn)行安全性。
[0039]另外，將液體管道分為前、后進(jìn)液管道，可以很好的防止循環(huán)液體在單邊出液口溫度過高的問題;管路形狀采用蛇形，增大了管路與金屬材料散熱片腔體內(nèi)表面的接觸面積；電池箱體的周圍采用百葉窗式設(shè)計(jì)，排放電池工作時(shí)產(chǎn)生的高溫氣體;進(jìn)風(fēng)口的過濾網(wǎng)設(shè)計(jì)，使得灰塵、雜質(zhì)等不易進(jìn)入。具有環(huán)保、散熱效果好和便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
[0040]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對(duì)本實(shí)用新型做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，所述電動(dòng)汽車電池包具有多個(gè)電池單體，其特征在于，電動(dòng)汽車電池包散熱裝置包括:風(fēng)冷單元以及冷卻液循環(huán)單元； 所述風(fēng)冷單元包括電池箱體，設(shè)于電池箱體上的進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，以及設(shè)于電池箱體內(nèi)且與所述電池單體交替排列的散熱件； 所述冷卻液循環(huán)單元包括增壓栗、換熱器、冷卻管道回路以及補(bǔ)液箱;所述增壓栗的輸入端與所述換熱器的水冷輸出端相連接，所述增壓栗的輸出端分別與所述冷卻管道回路的輸入端以及所述補(bǔ)液箱的輸出端相連接，所述冷卻管道回路的輸出端與所述換熱器的水冷輸入端相連接;所述冷卻管道回路中設(shè)有冷卻液體，所述冷卻管道回路的管道表面與所述散熱件抵觸設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，其特征在于，還包括中央處理器、溫度傳感器以及壓力傳感器，所述中央處理器與儀表盤相連接，所述溫度傳感器與電池單體相接觸，所述溫度傳感器的輸出端以及壓力傳感器的輸出端分別經(jīng)信號(hào)電路與中央處理器的輸入端相連，所述中央處理器的輸出端與所述增壓栗相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，其特征在于，所述散熱件為金屬相變散熱片，所述金屬相變散熱片具有一吸熱腔體，所述吸熱腔體經(jīng)由導(dǎo)熱粘貼層與所述電池單體的發(fā)熱表面相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，其特征在于，相鄰的所述金屬相變散熱片之間設(shè)有供所述冷卻管道回路中的液體管道穿設(shè)的管道安裝空間，所述冷卻管道回路中的液體管道呈盤蛇狀纏繞所述金屬相變散熱片的吸熱腔體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，其特征在于，所述金屬相變散熱片具有12個(gè)管道通道，所述金屬相變散熱片的吸熱腔體左右連通有從上至下的12個(gè)所述管道通道，12個(gè)所述管道通道呈六排分布，每2個(gè)所述管道通道為一排且平齊設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，其特征在于，所述冷卻管道回路中的進(jìn)液管道上設(shè)有第一節(jié)流閥，所述補(bǔ)液箱與增壓栗連接的管路上設(shè)有第二節(jié)流閥。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，其特征在于，所述電池箱體呈立方體，所述電池箱體的底面、左側(cè)、右側(cè)以及前側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述電池箱體的后側(cè)以及頂面設(shè)有出風(fēng)口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，其特征在于，所述進(jìn)風(fēng)口以及出風(fēng)口均為百葉窗式構(gòu)件，所述百葉窗式構(gòu)件的格柵為45度角傾斜設(shè)置。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液冷與風(fēng)冷相結(jié)合的電動(dòng)汽車電池包散熱裝置，其特征在于，所述電池箱體還包括設(shè)于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口上的過濾網(wǎng)。
【文檔編號(hào)】H01M10/613GK205646058SQ201620248289
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】王維強(qiáng), 丁攀, 許小偉, 嚴(yán)運(yùn)兵, 劉穎, 李文杰, 周吉偉
【申請人】武漢科技大學(xué)