一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括動力電池箱本體、箱蓋、電池組、電池固定殼、微通道換熱器、水泵、溫度傳感器、可編輯自動控制器、風(fēng)扇控制器和風(fēng)扇；所述微通道換熱器由第一集流室，第二集流室，微通道鋁扁管，進(jìn)液口，出液口組成，所述第一集流室和第二集流室分別設(shè)置于所述微通道換熱器兩端，所述微通道鋁扁管設(shè)置在所述第一集流室和第二集流室之間，所述第一集流室上設(shè)置有出液口，所述第二集流室上設(shè)置有進(jìn)液口，所述出液口通過管道與所述水泵連接，所述水泵通過管道與所述進(jìn)液口連接。本發(fā)明對電池組進(jìn)行直接、統(tǒng)一、均勻散熱，使電池工作在合適的溫度范圍內(nèi)，完善了電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，提高電動汽車整體性能。
【專利說明】
一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及動力電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域，尤其涉及一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源汽車銷量的增長，安全事故也會日益增多。國內(nèi)2015年3月份至今，出現(xiàn)多起電動車電池起火事件中，均是動力電池受熱后出現(xiàn)溫度不可控，才導(dǎo)致了燃燒爆炸。而電池溫度升高和內(nèi)部溫差是起火燃燒的主要原因，熱量產(chǎn)生的原因主要為以下四點(diǎn):電池中副反應(yīng)放熱、過充產(chǎn)熱、電觸發(fā)短路產(chǎn)熱以及碰撞后電觸發(fā)產(chǎn)熱。電池溫度過高或內(nèi)部溫差過大，均導(dǎo)致電池?zé)崾Э兀瑖?yán)重降低整車安全性。
[0003]目前，電池組的熱管理方式主要以空氣冷卻和液體冷卻為主。市場上多采用最為簡單的空氣冷卻方式，然而空氣冷卻表面換熱系數(shù)低，換熱效率低，難以滿足快速加熱和冷卻的要求。采用液體冷卻由于要考慮管道布置、泄漏等問題，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。而對于傳統(tǒng)的液體冷卻方式，同樣存在系統(tǒng)復(fù)雜、散熱效果一般的問題。
[0004]微通道換熱器是通道當(dāng)量直徑在10-1000μπι的微尺寸換熱器。這種換熱器的扁平管內(nèi)有數(shù)十條細(xì)微流道，在扁平管的兩端與圓形集管相聯(lián)。集管內(nèi)設(shè)置隔板，將換熱器流道分隔成數(shù)個(gè)流程。當(dāng)管內(nèi)徑小到0.5?Imm時(shí)，對流換熱系數(shù)可增大50%?100%。與常規(guī)換熱器相比，微通道換熱器不僅體積小換熱系數(shù)大，換熱效率高，可滿足更高的能效標(biāo)準(zhǔn)，而且具有優(yōu)良的耐壓性能，是一種一類結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、高效的換熱器。將這種強(qiáng)化傳熱技術(shù)用于電動汽車電池?zé)峁芾?，適當(dāng)改變換熱器結(jié)構(gòu)、工藝及空氣側(cè)的強(qiáng)化傳熱措施，可有效增強(qiáng)電池的散熱，提高其安全性能和循環(huán)壽命，換熱器的耐壓性能可改善電池模組的機(jī)械力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是對動力電池進(jìn)行有效的熱管理使其工作在合適的溫度范圍，并針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種采用微通道換熱器對電池進(jìn)行散熱的熱管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)固、散熱效率高、安全性高，機(jī)械力學(xué)性能良好。
[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括動力電池箱本體、箱蓋、電池組、電池固定殼、微通道換熱器、水栗、溫度傳感器、可編輯自動控制器、風(fēng)扇控制器和風(fēng)扇;所述微通道換熱器由第一集流室，第二集流室，微通道鋁扁管，進(jìn)液口，出液口組成，所述第一集流室和第二集流室分別設(shè)置于所述微通道換熱器兩端，所述微通道鋁扁管設(shè)置在所述第一集流室和第二集流室之間，所述第一集流室上設(shè)置有出液口，所述第二集流室上設(shè)置有進(jìn)液口，所述出液口通過管道與所述水栗連接，所述水栗通過管道與所述進(jìn)液口連接;所述微通道鋁扁管的一端設(shè)置有翅片，另一端設(shè)置有所述電池組并放置于所述電池固定殼上，所述微通道換熱器和所述電池固定殼放入所述動力電池箱本體中；所述溫度傳感器、可編輯自動控制器、風(fēng)扇控制器和風(fēng)扇設(shè)置在所述箱蓋上。
[0007]進(jìn)一步地，所述箱蓋的右側(cè)設(shè)置有內(nèi)陷結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)陷結(jié)構(gòu)上設(shè)置有相匹配的蓋體，所述所述溫度傳感器、可編輯自動控制器和風(fēng)扇控制器設(shè)置在所述內(nèi)陷結(jié)構(gòu)上。
[0008]進(jìn)一步地，當(dāng)所述箱蓋閉合于所述動力電池箱本體時(shí)，所述溫度傳感器的溫度探頭與所述電池組接觸并將所述電池組的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和溫度分布情況傳輸?shù)剿隹删庉嬜詣涌刂破鳌?br>[0009]進(jìn)一步地，所述風(fēng)扇固定連接在所述箱蓋下并正對所述翅片設(shè)置，且所述風(fēng)扇通過風(fēng)扇控制器與可編程自動控制器連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述水栗用于所述微通道換熱器中工質(zhì)流量的控制，并與所述可編程自動控制器連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述電池組通過電池單體串聯(lián)、并聯(lián)組成。
[0012]進(jìn)一步地，所述翅片呈波浪狀設(shè)置并與所述微通道鋁扁管焊接連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述動力電池箱本體和所述箱蓋正對所述風(fēng)扇的位置設(shè)置有通風(fēng)槽孔。
[0014]進(jìn)一步地，所述電池固定殼底部設(shè)置有微通道管孔，所述微通道鋁扁管的一端穿過所述微通道管孔與所述電池固定殼緊密接觸。
[0015]進(jìn)一步地，所述微通道鋁扁管的寬度大于所述電池單體的寬度。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:(I)本發(fā)明采用微通道鋁扁管作為電池?zé)峁芾矸绞?，因其通道?dāng)量直徑在ΙΟ-ΙΟΟΟμπι之間，當(dāng)管道當(dāng)量直徑小到0.5-lmm時(shí)，對流換熱系數(shù)可增大50%-100%，另外應(yīng)用翅片增強(qiáng)散熱，極大提高電池?zé)峁芾淼纳嵝屎碗姵氐难h(huán)壽命；(2)本發(fā)明的微通道換熱器有數(shù)個(gè)平行的流程，壓降較小，而且流程較短，大大減少系統(tǒng)的復(fù)雜度、體積和重量，可滿足更高的能效標(biāo)準(zhǔn)；(3)本發(fā)明微通道換熱器具有優(yōu)良的耐壓性能，大大提高了動力電池組的機(jī)械力學(xué)性能，從而提高了使用的安全性；(4)本發(fā)明微通道換熱器避免采用價(jià)格昂貴、資源短缺的銅材，大大降低了電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明動力電池箱裝配圖；
[0018]圖2為本發(fā)明動力電池箱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明動力電池箱局部剖面圖；
[0020]圖4為本發(fā)明熱管理控制系統(tǒng)工作原理圖[0021 ]圖5為本發(fā)明微通道換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明微通道換熱器剖面圖；
[0023]圖7為本發(fā)明電池固定殼結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0025]如圖1所示，一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括動力電池箱本體1、箱蓋4、電池組5、電池固定殼6、微通道換熱器2、水栗10、溫度傳感器8、可編輯自動控制器9、風(fēng)扇控制器7和風(fēng)扇3;所述微通道換熱器2由第一集流室201，第二集流室206，微通道鋁扁管202，進(jìn)液口203，出液口204組成，所述第一集流室201和第二集流室206分別設(shè)置于所述微通道換熱器2兩端，所述微通道鋁扁管202設(shè)置在所述第一集流室201和第二集流室206之間，所述第一集流室201上設(shè)置有出液口 204，所述第二集流室206上設(shè)置有進(jìn)液口 203，所述出液口 204通過管道與所述水栗10連接，所述水栗10通過管道與所述進(jìn)液口 203連接;所述微通道鋁扁管202的一端設(shè)置有翅片205，另一端設(shè)置有所述電池組5并放置于所述電池固定殼6上，所述微通道換熱器2和所述電池固定殼6放入所述動力電池箱本體I中；所述溫度傳感器8、可編輯自動控制器9、風(fēng)扇控制器7和風(fēng)扇3設(shè)置在所述箱蓋4上。
[0026]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，兩相鄰所述微通道鋁扁管202之間的距離與電池單體的厚度相匹配，微通道鋁扁管202的寬度與電池單體的高度相匹配，微通道鋁扁管202沒有翅片的一端與電池組5緊密接觸并吸收電池放出的熱量;所述第一集流室201和所述第二集流室206用于使工質(zhì)均勻分布在微通道鋁扁管202中；兩根微通道鋁扁管202之間通過焊接與翅片205連接，翅片205用于增強(qiáng)微通道鋁扁管202的散熱。
[0027]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述箱蓋4的右側(cè)設(shè)置有內(nèi)陷結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)陷結(jié)構(gòu)上設(shè)置有相匹配的蓋體11，所述所述溫度傳感器8、可編輯自動控制器9和風(fēng)扇控制器7設(shè)置在所述內(nèi)陷結(jié)構(gòu)上。
[0028]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，當(dāng)所述箱蓋4閉合于所述動力電池箱本體I時(shí)，所述溫度傳感器8的溫度探頭與所述電池組5接觸并將所述電池組5的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和溫度分布情況傳輸?shù)剿隹删庉嬜詣涌刂破?。
[0029]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述風(fēng)扇3固定連接在所述箱蓋4下并正對所述翅片205設(shè)置，且所述風(fēng)扇3通過風(fēng)扇控制器7與可編程自動控制器9連接。
[0030]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述水栗10用于所述微通道換熱器2中工質(zhì)流量的控制，并與所述可編程自動控制器9連接。
[0031]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述電池組5通過電池單體串聯(lián)、并聯(lián)組成。
[0032]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述翅片205呈波浪狀設(shè)置并與所述微通道鋁扁管202焊接連接。
[0033]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述動力電池箱本體I和所述箱蓋4正對所述風(fēng)扇3的位置設(shè)置有通風(fēng)槽孔。
[0034]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述電池固定殼6底部設(shè)置有微通道管孔601，所述微通道鋁扁管202的一端穿過所述微通道管孔601與所述電池固定殼緊密接觸。
[0035]在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述微通道鋁扁管202的寬度大于所述電池單體的寬度。
[0036]結(jié)合圖1至圖7，本發(fā)明一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是依據(jù)以下工作過程實(shí)現(xiàn)的，其中有動力電池箱工作過程和控制管理系統(tǒng)工作過程相配合完成:
[0037](I)動力電池箱工作:通過水栗10控制工質(zhì)從進(jìn)液口 203經(jīng)過第一集流室201進(jìn)入微通道鋁扁管202無翅片的一端與電池組5相接觸并吸收電池組5放出的熱量，工質(zhì)與電池組5完成熱交換后流經(jīng)微通道鋁扁管202有翅片205的一端，通過風(fēng)扇3進(jìn)行散熱后流進(jìn)入第二集流室206后經(jīng)出液口 204回到水栗10，該循環(huán)過程工質(zhì)所需的動力由水栗10提供。
[0038](2)控制管理系統(tǒng)工作:當(dāng)電池組5的溫度達(dá)到可編程自動控制平臺9設(shè)定的最高溫度值Uax，將會使風(fēng)扇控制器7和水栗10對此做出響應(yīng)，從而提高風(fēng)扇3轉(zhuǎn)速，加強(qiáng)空氣對流，通過翅片205對微通道鋁扁管202進(jìn)行散熱，增大工質(zhì)流量對電池組5進(jìn)行熱管理;可編程自動控制平臺9通過溫度傳感器8對電池組5進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制水栗10工作并通過風(fēng)扇控制器7控制風(fēng)扇3工作，直至電池溫度降至設(shè)定的合適工作溫度范圍內(nèi)。
[0039]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易得到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括動力電池箱本體、箱蓋、電池組、電池固定殼、微通道換熱器、水栗、溫度傳感器、可編輯自動控制器、風(fēng)扇控制器和風(fēng)扇；所述微通道換熱器由第一集流室，第二集流室，微通道鋁扁管，進(jìn)液口，出液口組成，所述第一集流室和第二集流室分別設(shè)置于所述微通道換熱器兩端，所述微通道鋁扁管設(shè)置在所述第一集流室和第二集流室之間，所述第一集流室上設(shè)置有出液口，所述第二集流室上設(shè)置有進(jìn)液口，所述出液口通過管道與所述水栗連接，所述水栗通過管道與所述進(jìn)液口連接;所述微通道鋁扁管的一端設(shè)置有翅片，另一端設(shè)置有所述電池組并放置于所述電池固定殼上，所述微通道換熱器和所述電池固定殼放入所述動力電池箱本體中；所述溫度傳感器、可編輯自動控制器、風(fēng)扇控制器和風(fēng)扇設(shè)置在所述箱蓋上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:所述箱蓋的右側(cè)設(shè)置有內(nèi)陷結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)陷結(jié)構(gòu)上設(shè)置有相匹配的蓋體，所述所述溫度傳感器、可編輯自動控制器和風(fēng)扇控制器設(shè)置在所述內(nèi)陷結(jié)構(gòu)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:當(dāng)所述箱蓋閉合于所述動力電池箱本體時(shí)，所述溫度傳感器的溫度探頭與所述電池組接觸并將所述電池組的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和溫度分布情況傳輸?shù)剿隹删庉嬜詣涌刂破鳌?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)扇固定連接在所述箱蓋下并正對所述翅片設(shè)置，且所述風(fēng)扇通過風(fēng)扇控制器與可編程自動控制器連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:所述水栗用于所述微通道換熱器中工質(zhì)流量的控制，并與所述可編程自動控制器連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:所述電池組通過電池單體串聯(lián)、并聯(lián)組成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:所述翅片呈波浪狀設(shè)置并與所述微通道鋁扁管焊接連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:所述動力電池箱本體和所述箱蓋正對所述風(fēng)扇的位置設(shè)置有通風(fēng)槽孔。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:所述電池固定殼底部設(shè)置有微通道管孔，所述微通道鋁扁管的一端穿過所述微通道管孔與所述電池固定殼緊密接觸。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于:所述微通道鋁扁管的寬度大于所述電池單體的寬度。
【文檔編號】H01M10/6551GK106025430SQ201610525955
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】司徒文甫, 張國慶
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)