專利名稱：一種鋰電池組均溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于換熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是提出了一種應(yīng)用于鋰電池組換熱方面的新系統(tǒng)一一鋰電池組均溫系統(tǒng)該系統(tǒng)適用于各種采用鋰電池組作為動力源的儀器儀表及設(shè)備、器械等。
背景技術(shù)：
從協(xié)同場理論可知，鋰電池組熱量傳遞的優(yōu)劣直接決定于鋰電池組熱量傳遞的效率，而鋰電池組熱量傳遞的效率不但與高低溫?zé)嵩吹臏夭钣嘘P(guān)，還與熱量傳遞中溫度場的均勻性密切相關(guān)，有效地保證傳熱過程溫度場的均勻性，可以有效提高鋰電池組傳熱效率，這對于當(dāng)前鋰電池組安全有效工作具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于以前經(jīng)典傳熱理論分析，鋰電池組傳熱過程研究大多集中在強(qiáng)化換熱方面，大量鋰電池組強(qiáng)化換熱方法相繼被提煉了出來，增大鋰電池組換熱面積、增大鋰電池組對流換熱系數(shù)、增大鋰電池組冷熱源的溫差。實(shí)質(zhì)上，所有這些研究大大提高的僅僅是強(qiáng)化鋰電池組換熱的數(shù)量，而忽略了強(qiáng)化鋰電池組換熱的質(zhì)量。溫度場協(xié)同理論的研究，實(shí)質(zhì)上揭開了強(qiáng)化換熱質(zhì)量的篇章。強(qiáng)化換熱的數(shù)量固然重要，強(qiáng)化換熱的質(zhì)量同樣不容忽視。某些場合上，特別上隨著節(jié)能減排需求的深入研究，強(qiáng)化換熱的質(zhì)量要求甚至更重于強(qiáng)化換熱的數(shù)量要求。強(qiáng)化換熱的數(shù)量要求僅僅體現(xiàn)了換熱過程實(shí)現(xiàn)的可能性，強(qiáng)化換熱的質(zhì)量要求卻體現(xiàn)了換熱過程實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)性，忽略了強(qiáng)化換熱質(zhì)量要求的強(qiáng)化傳熱研究，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的危險后果和重大的經(jīng)濟(jì)損失。眾所周知，任何熱量傳遞過程都存在高低溫?zé)嵩吹臏夭钕拗?，?dāng)溫差超過限制要求，鋰電池組熱量傳遞過程便會出現(xiàn)問題，甚至?xí)霈F(xiàn)著火燃燒、爆炸等現(xiàn)象。根據(jù)熱量傳遞公式，Q=kFt，所以將鋰電池組強(qiáng)化換熱的研究集中在了盡量提高換熱系數(shù)k或者增大換熱面積F或者增大換熱系數(shù)與換熱面積之積kF上，同時認(rèn)為，熱量傳遞過程是一個整體過程，所有這些觀點(diǎn)，嚴(yán)重影響了鋰電池組熱量傳遞過程的深入研究，影響了鋰電池組熱量傳遞過程本質(zhì)的揭示。當(dāng)然，熱阻理論對于強(qiáng)化換熱過程的研究起到了很大的促進(jìn)作用，盡量減小熱量傳遞過程中的最大熱阻部分的熱阻，而忽略對于熱量傳遞過程中最小熱阻的熱量傳遞的研究。這其實(shí)僅僅對于強(qiáng)化部分熱量傳遞過程適用，對于那些熱阻較為均勻的熱量傳遞過程，就束手無策。熱量傳遞過程中熱阻較為均勻的情況難道就不能進(jìn)行有效的強(qiáng)化傳熱研究嗎？當(dāng)然不是。均溫理論研究認(rèn)為，鋰電池組熱量傳遞過程中，溫差的研究特別是關(guān)鍵傳熱部件最大溫差的研究更為重要，有效降低鋰電池組關(guān)鍵傳熱部件的最大溫差，可以有效避免盲目強(qiáng)化鋰電池組換熱而造成的大量能量損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供一種應(yīng)用于鋰電池組換熱方面的鋰電池組均溫系統(tǒng)，可以有效降低鋰電池組熱量傳遞系統(tǒng)中的溫差的不均勻性，特別是可以有效降低鋰電池組換熱設(shè)備中關(guān)鍵部件處溫差的不均勻性，從而不僅滿足鋰電池組熱量傳遞過程的數(shù)量要求，更有效滿足鋰電池組熱量傳遞過程的質(zhì)量需求，從而有效避免由于盲目強(qiáng)化鋰電池組傳熱而造成的大量能量損失，保證了鋰電池組熱量傳遞過程實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種鋰電池組均溫系統(tǒng)，包括純電動汽車鋰電池組箱體(I)、導(dǎo)熱均溫器(3)、靜態(tài)擾流器(4)、動態(tài)擾流器(5)、均溫控制器(6)、風(fēng)道入口(7)、風(fēng)道出口(8)、溫度傳感器、風(fēng)道(10);電池組(2)均布于純電動汽車鋰電池組電池組箱體(I)內(nèi)，電池組(2)中電池之間空隙形成風(fēng)道(10)，純電動汽車鋰電池組箱體(I)兩端外壁上設(shè)有風(fēng)道入口(7)、風(fēng)道出口(8)，導(dǎo)熱均溫器(3)由優(yōu)良導(dǎo)熱材料制作而成，根據(jù)實(shí)際需求布置在電池組(2)之間；靜態(tài)擾流器(4)由波浪狀優(yōu)良導(dǎo)熱材料制成，安置在導(dǎo)熱均溫器(3)表面，布置在風(fēng)道內(nèi)，起到擾動風(fēng)道(10)內(nèi)氣流作用；動態(tài)擾流器(5)起到增大風(fēng)道內(nèi)氣流流速作用；均溫控制器(6)布置在純電動汽車鋰電池組箱體(I)一側(cè)；溫度傳感器(9)根據(jù)實(shí)際需求布置在電池組(2)之間，監(jiān)視電池組(2)內(nèi)的溫度場；溫度傳感器(9)將純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)各測溫點(diǎn)信號傳遞到均溫控制器(6)中，均溫控制器(6)利用各測溫點(diǎn)信號，控制動態(tài)擾流器(5)的工作狀態(tài)；純電動汽車在行駛過程中電池組(2)產(chǎn)生的熱量除少部分通過純電動汽車鋰電池組箱體(I)散失外，大部分熱量利用行駛過程中流動的空氣從風(fēng)道入口(7)進(jìn)入風(fēng)道(10)經(jīng)風(fēng)道出口(8)處散失。所述的鋰電池組均溫系統(tǒng)，靜態(tài)擾流器(4)是斷面為波浪狀的薄鋁片，根據(jù)純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)溫差信號的變化適時改變波浪的形狀，從而改變風(fēng)道(10)內(nèi)流動空氣的擾動程度。所述的鋰電池組均溫系統(tǒng)，動態(tài)擾流器(5)根據(jù)純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)溫差信號的變化無級改變其風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，在溫差信號低于設(shè)定數(shù)值時，動態(tài)擾流器(5)停止工作。所述鋰電池組均溫系統(tǒng)可以僅僅包含導(dǎo)熱均溫器，或者僅僅包含靜態(tài)擾流器，或者僅僅包含動態(tài)擾流器，或者它們的各種任意組合形式之一。所述鋰電池組均溫系統(tǒng)的導(dǎo)熱均溫器采用優(yōu)良導(dǎo)熱材料根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計制作，其形狀、內(nèi)部構(gòu)造可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計制作，內(nèi)部可以包含相應(yīng)均溫劑、擾流器(靜態(tài)擾流器或動態(tài)擾流器)等部件或者它們的各種組合形式，根據(jù)實(shí)際情況需求，導(dǎo)熱均溫器可以是多級內(nèi)嵌構(gòu)造結(jié)構(gòu)。所述鋰電池組均溫系統(tǒng)的靜態(tài)擾流器不消耗額外的外部能量，是各種不規(guī)則形狀或規(guī)則形狀的物體及其各種組合體。所述鋰電池組均溫系統(tǒng)的動態(tài)擾流器可以是風(fēng)扇、泵、風(fēng)機(jī)等任一設(shè)備或它們的組合形式。所述鋰電池組均溫系統(tǒng)適用于電冰箱、電冰柜、冷飲機(jī)、冰激凌機(jī)、低溫箱及簡短式工作的制冷機(jī)等各種制冷設(shè)備，適用于汽車中冷器、散熱器等各種換熱設(shè)備，適用于空調(diào)設(shè)備。所述鋰電池組均溫系統(tǒng)采用模塊化組裝方式，根據(jù)實(shí)際需求，選用相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化均溫模塊或非標(biāo)準(zhǔn)化均溫模塊。
所述標(biāo)準(zhǔn)化模塊鋰電池組均溫系統(tǒng)是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化紫冷設(shè)備、通用化換熱設(shè)備設(shè)計制造，安裝簡便快捷，通用性、互換性好。所述非標(biāo)準(zhǔn)化模塊鋰電池組均溫系統(tǒng)則是根據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)化制冷設(shè)備，非通用化換熱設(shè)備的實(shí)際需求設(shè)計制成，安裝可實(shí)現(xiàn)快捷簡便，但通用性、互換性差。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本發(fā)明針對采用鋰電池組作為動力源的系統(tǒng)及設(shè)備、器械等實(shí)際運(yùn)行的特點(diǎn)，從溫度場協(xié)同理論的角度出發(fā)，提出了一種鋰電池組均溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效降低各種鋰電池組換熱設(shè)備中熱量傳遞過程溫差的不均勻性，特別是可以有效降低鋰電池組換熱設(shè)備中關(guān)鍵部件處溫差的不均勻性，保證了熱量傳遞過程實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)性。(2)本發(fā)明系統(tǒng)適用于各種采用鋰電池組作為動力源的系統(tǒng)及設(shè)備、器械等。(3)本發(fā)明系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)際情況需求，取舍相應(yīng)模塊構(gòu)件，安裝維護(hù)快捷方便。準(zhǔn)化模塊鋰電池組均溫系統(tǒng)通用性、互換性好。(4)本發(fā)明系統(tǒng)中均溫控制器利用換熱設(shè)備中溫差信號，控制導(dǎo)熱均溫器、靜態(tài)擾流器、動態(tài)擾流器的具體工作狀態(tài)，從而有效降低換熱設(shè)備中換熱溫差，特別是可有效降低換熱設(shè)備中關(guān)鍵換熱部件的最大溫差，實(shí)現(xiàn)了鋰電池組換熱設(shè)備內(nèi)部溫度場波動更小、更平穩(wěn)的效果。(5)本發(fā)明系統(tǒng)有效避免由于盲目強(qiáng)化鋰電池組傳熱而造成的大量能量損失，有效避免了由于強(qiáng)化鋰電池組換熱而造成的換熱設(shè)備成本的大幅度增加以及換熱運(yùn)行費(fèi)用的增加。(6)本發(fā)明系統(tǒng)不僅能滿足熱量傳遞過程的數(shù)量要求，更有效滿足熱量傳遞過程的質(zhì)量需求，有效避免了鋰電池組內(nèi)部溫差極度不均勻而可能導(dǎo)致的嚴(yán)重危險后果以及重大的經(jīng)濟(jì)損失。


圖1為純電動汽車鋰電池組均溫系統(tǒng)原理圖；圖中I為純電動汽車鋰電池組箱體、2為電池組、3為導(dǎo)熱均溫器、4為靜態(tài)擾流器、5為動態(tài)擾流器、6為均溫控制器、7為風(fēng)道入口、8為風(fēng)道出口、9為溫度傳感器、10為風(fēng)道。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。在圖1中，鋰電池組均溫系統(tǒng)，包括純電動汽車鋰電池組箱體1、導(dǎo)熱均溫器3、靜態(tài)擾流器4、動態(tài)擾流器5、均溫控制器6、風(fēng)道入口 7、風(fēng)道出口 8、溫度傳感器9、風(fēng)道10 ;電池組(2 )均布于純電動汽車鋰電池組電池組箱體(I)內(nèi)，電池組(2 )中電池之間空隙形成風(fēng)道(10)，純電動汽車鋰電池組箱體(I)兩端外壁上設(shè)有風(fēng)道入口(7)、風(fēng)道出口(8)，導(dǎo)熱均溫器(3)由優(yōu)良導(dǎo)熱材料制作而成，根據(jù)實(shí)際需求布置在電池組(2)之間；靜態(tài)擾流器(4)由波浪狀優(yōu)良導(dǎo)熱材料制成，安置在導(dǎo)熱均溫器(3 )表面，布置在風(fēng)道(10 )內(nèi)，起到擾動風(fēng)道(10)內(nèi)氣流作用；動態(tài)擾流器(5)起到增大風(fēng)道內(nèi)氣流流速作用，可設(shè)置為風(fēng)扇；均溫控制器(6)布置在純電動汽車鋰電池組箱體(I) 一側(cè)空閑處；溫度傳感器(9)根據(jù)實(shí)際需求布置在電池組(2)之間，可以監(jiān)視電池組(2)內(nèi)的溫度場。
電池組(2)在充放電過程中會產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)部溫度升高，溫度傳感器(9)將純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)各測溫點(diǎn)信號傳遞到均溫控制器(6)中，均溫控制器(6)利用各測溫點(diǎn)信號，控制動態(tài)擾流器(5)的具體工作狀態(tài)。純電動汽車在行駛過程中電池組(2)產(chǎn)生的熱量除少部分通過純電動汽車鋰電池組箱體(I)散失外，大部分熱量利用行駛過程中流動的空氣從風(fēng)道入口(7)進(jìn)入風(fēng)道(10)經(jīng)風(fēng)道出口
(8)處散失。導(dǎo)熱均溫器(3)可以將電池組⑵內(nèi)部在充放電過程中產(chǎn)生的熱量快速的傳遞出來，或通過純電動汽車鋰電池組箱體(I)散失或通過從風(fēng)道入口(7)經(jīng)風(fēng)道出口(8)處的空氣散失到純電動汽車鋰電池組箱體(I)外部。靜態(tài)擾流器(4)是斷面為波浪狀的薄鋁片，它可以根據(jù)純電動汽車鋰電池組箱體(O內(nèi)溫差信號的變化適時改變波浪的形狀，從而改變風(fēng)道(10)內(nèi)流動空氣的擾動程度。動態(tài)擾流器(5)可以根據(jù)純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)溫差信號的變化無級改變其風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，在溫差信號低于某一數(shù)值時(譬如3°C )，動態(tài)擾流器(5 )停止工作。導(dǎo)熱均溫器(3)、靜態(tài)擾流器(4)、動態(tài)擾流器(5)最終目的僅僅是為了實(shí)現(xiàn)純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)部熱量傳遞的盡量均勻性，實(shí)現(xiàn)純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)部傳熱過程最大溫差的最小化，同時又盡可能保證在該過程中消耗最少的外部能量甚至不消耗外部能量。導(dǎo)熱均溫器(3)、靜態(tài)擾流器(4)、動態(tài)擾流器(5)均采用模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)，可根據(jù)純電動汽車鋰電池組箱體(I)大小進(jìn)行靈活增減。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池組均溫系統(tǒng)，其特征在于，包括純電動汽車鋰電池組箱體(I)、導(dǎo)熱均溫器(3)、靜態(tài)擾流器(4)、動態(tài)擾流器(5)、均溫控制器(6)、風(fēng)道入口(7)、風(fēng)道出口(8)、溫度傳感器(9)、風(fēng)道(10);電池組(2)均布于純電動汽車鋰電池組電池組箱體(I)內(nèi)，電池組(2)中電池之間空隙形成風(fēng)道(10)，純電動汽車鋰電池組箱體(I)兩端外壁上設(shè)有風(fēng)道入口(7)、風(fēng)道出口(8)，導(dǎo)熱均溫器(3)由優(yōu)良導(dǎo)熱材料制作而成，根據(jù)實(shí)際需求布置在電池組(2)之間；靜態(tài)擾流器(4)由波浪狀優(yōu)良導(dǎo)熱材料制成，安置在導(dǎo)熱均溫器(3)表面，布置在風(fēng)道(10)內(nèi)，起到擾動風(fēng)道(10)內(nèi)氣流作用；動態(tài)擾流器(5)起到增大風(fēng)道內(nèi)氣流流速作用；均溫控制器(6)布置在純電動汽車鋰電池組箱體(I) 一側(cè)；溫度傳感器(9)根據(jù)實(shí)際需求布置在電池組(2)之間，監(jiān)視電池組(2)內(nèi)的溫度場；溫度傳感器(9)將純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)各測溫點(diǎn)信號傳遞到均溫控制器(6)中，均溫控制器(6)利用各測溫點(diǎn)信號，控制動態(tài)擾流器(5)的工作狀態(tài)；純電動汽車在行駛過程中電池組(2)產(chǎn)生的熱量除少部分通過純電動汽車鋰電池組箱體(I)散失外，大部分熱量利用行駛過程中流動的空氣從風(fēng)道入口(7)進(jìn)入風(fēng)道(10)經(jīng)風(fēng)道出口(8)處散失。
2.權(quán)利要求1所述的鋰電池組均溫系統(tǒng)，其特征在于，靜態(tài)擾流器(4)是斷面為波浪狀的薄鋁片，根據(jù)純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)溫差信號的變化適時改變波浪的形狀，從而改變風(fēng)道(10)內(nèi)流動空氣的擾動程度。
3.權(quán)利要求1所述的鋰電池組均溫系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)擾流器(5)根據(jù)純電動汽車鋰電池組箱體(I)內(nèi)溫差信號的變化無級改變其風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，在溫差信號低于設(shè)定數(shù)值時，動態(tài)擾流器(5)停止工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰電池組均溫系統(tǒng)，包括純電動汽車鋰電池組箱體(1)、導(dǎo)熱均溫器(3)、靜態(tài)擾流器(4)、動態(tài)擾流器(5)、均溫控制器(6)、風(fēng)道入口(7)、風(fēng)道出口(8)、溫度傳感器(9)、風(fēng)道(10)；本發(fā)明利用鋰電池組換熱設(shè)備內(nèi)溫差信號控制導(dǎo)熱均溫器、靜態(tài)擾流器、動態(tài)擾流器的具體工作狀態(tài)，從而有效降低鋰電池組換熱設(shè)備中換熱溫差，特別是可有效降低鋰電池組換熱設(shè)備中關(guān)鍵換熱部件的最大溫差，從而不僅使鋰電池組換熱過程滿足熱量傳遞過程的數(shù)量要求，更有效滿足熱量傳遞過程的質(zhì)量要求，實(shí)現(xiàn)了鋰電池組換熱設(shè)備內(nèi)部溫度場波動更小、更平穩(wěn)的效果。
文檔編號H02J7/00GK103078373SQ20121059453
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者馬永志, 張鐵柱, 鄭藝華, 張紀(jì)鵬, 張洪信 申請人:青島大學(xué)