CN102437392A - 电动汽车及其动力电池总成散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动力电池总成散热系统，包括：底部设有进风栅格、内部装有并联布置的动力电池包、顶部设有上盖的箱体，动力电池包内的动力电池单体之间的间隙为进风通道，且进风通道与进风栅格的进风口相连通；支撑箱体的安装支架；进口位于箱体顶部且与进风通道相连通的主风道管；与主风道管出口相连的出风管；与出风管相连的风机；和与风机相连的排风管。上述动力电池总成散热系统，使电池包内的动力电池单体间的间隙形成进风通道，通过安装支架、进风栅格、主风道管、出风管、风机、排风管和上盖实现了冷却，无需另外设置风道，解决了并联散热系统受整车布置空间局限的问题，提高了并联散热系统的冷却效率。本发明还提供了一种电动汽车。

Description

电动汽车及其动力电池总成散热系统

技术领域

本发明涉及电动汽车用动力电池应用技术领域，更具体地说，涉及一种电动汽车及其动力电池总成散热系统。

背景技术

动力电池是电动汽车的核心零部件，其性能的高低直接影响整部电动汽车性能的好坏。锂离子电池是上世纪90年代新兴起的电池，具有体积小、比能量和比功率高、电压高、寿命长和环保无污染等优点。但锂离子电池对温度较为敏感，其在不同的温度下表现出不同的充放电曲线特性(容量、内阻、功率等)，同一动力电池总成中动力电池单体之间的温度差异导致电池的一致性较差，最终导致动力电池总成整体寿命大幅度地下降。

对于整车使用的大型动力电池，由于动力电池单体布置较多，且受布置空间的局限影响流场均匀性，大型动力电池本身就存在温度不均匀的潜在问题。仅靠动力电池配方调正(动力电池原料的配制调节)和动力电池包结构设计不能解决动力电池总成散热不均匀的问题，必须配备散热系统，通过散热系统来保证电池箱内动力电池总成温度场的均匀分布，同时动力电池产生的有害气体通过散热系统可快速抽出电池箱体之外，减小对驾驶者的伤害。

散热系统选择合适的冷却方式是均衡各动力电池单体温度的前提。按照冷却介质可以分为：水冷、风冷，其中：水冷方式采用水或乙醇作为冷却介质，具备对位置不敏感，适应温度范围广的优点，但是水冷结构复杂、成本高、维护复杂，所以目前水冷应用较少；风冷方式虽然具有效率较低和适应温度范围较窄等缺点，但是和整车空调系统结合后会有很大程度的改善，再加上具备设计简单、成本较低、易于实现等优点，风冷方式是目前散热系统应用的主要方式。

动力电池散热系统(风冷系统)分为串联和并联两种，其中：串联散热系统具有简单和成本低的特点，但是由于风道较长，风道进口和出口的温差较大，导致位于风道进出口的动力电池单体之间的温差较大；并联散热系统中，动力电池总成中动力电池单体之间的温差较小，其冷却效果较好，但是并联散热系统中，风道占用的空间较大，受到整车布置空间的局限，使得并联散热系统的风道较少，最终导致并联散热系统的冷却效率较低。

考虑到串联散热系统中，动力电池单体之间的温差较大，动力电池总成的温度均匀性较差，目前，动力电池的散热系统主要针对风冷系统中的并联散热进行改进和研发。

综上所述，如何提供一种动力电池总成散热系统，以解决并联散热系统受整车布置空间局限的问题，进而提高并联散热系统的冷却效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种动力电池总成散热系统，解决了并联散热系统受整车布置空间局限的问题，进而提高了并联散热系统的冷却效率。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动力电池总成散热系统，包括：

底部设置有进风栅格、内部装有并联布置的动力电池包、顶部设置有上盖的箱体，所述动力电池包内的动力电池单体之间的间隙为进风通道，且所述进风通道与所述进风栅格的进风口相连通；

支撑所述箱体的安装支架；

进口位于所述箱体的顶部，且与所述进风通道相连通的主风道管；

与所述主风道管的出口相连的出风管；

与所述出风管相连的风机；

和与所述风机相连的排风管。

优选的，上述动力电池总成散热系统中，所述主风道管位于相并联的所述动力电池包之间。

优选的，上述动力电池总成散热系统中，所述主风道管的内部为漏斗形。

优选的，上述动力电池总成散热系统中，所述主风道管为塑料管。

优选的，上述动力电池总成散热系统，还包括与所述动力电池单体相连、测量所述动力电池单体表面温度的温度传感器。

优选的，上述动力电池总成散热系统，还包括与所述温度传感器相连，并根据所述温度传感器测量的温度数据控制所述风机的风量的控制器。

基于上述提供的动力电池总成散热系统，本发明还提供了一种电动汽车，其具有上述任意一项所述的动力电池总成散热系统。

上述动力电池总成散热系统的工作原理：

整个动力电池总成散热系统的动力源为风机，因为主风道管和出风管相连、出风管和风机相连，且主风道管与进风通道相连通，进风通道与进风栅格的进风口相连通，所以启动风机后，使得箱体内产生负压，因为安装支架支撑箱体，使得冷却风由箱体底部的进风栅格进入到箱体内。冷却风流经由动力电池单体之间的间隙形成的进风通道，到达箱体的顶部，即上盖的底部，然后冷却风进入与进风通道相连通的主风道管，流经出风管，再到风机，最后通过排风管排出箱体之外，即使现了冷却风对动力电池单体的冷却。

本发明提供的动力电池总成散热系统，充分利用了并联布置的电池包内的动力电池单体之间的间隙，使该间隙形成进风通道，通过箱体底部的安装支架、进风栅格、主风道管、出风管、风机、排风管和上盖，实现了冷却风对动力电池单体的冷却。上述动力电池总成散热系统，无需再另外设置风道，有效地减小了并联散热系统占用的空间，解决了并联散热系统受整车布置空间局限的问题，增加了冷却风的风道，进而提高了并联散热系统的冷却效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的动力电池总成散热系统的外部的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的动力电池总成散热系统的内部的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的动力电池总成散热系统中箱体的部分结构示意图。

上图1-3中：

箱体1、安装支架2、出风管3、风机4、排风管5、管理系统检修口6、动力电池单体7、进风通道8、主风道管9、上盖11、进风栅格12。

具体实施方式

本发明提供了一种动力电池总成散热系统，解决了并联散热系统受整车布置空间局限的问题，进而提高了并联散热系统的冷却效率。本发明还提供了一种具有上述动力电池总成散热系统的电动汽车。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1-3，图1为本发明实施例提供的动力电池总成散热系统的外部的结构示意图；图2为本发明实施例提供的动力电池总成散热系统的内部的结构示意图；图3为本发明实施例提供的动力电池总成散热系统中箱体1的部分结构示意图。

本发明实施例提供的动力电池总成散热系统，包括：底部设置有进风栅格12、内部装有并联布置的动力电池包、顶部设置有上盖11的箱体1，动力电池包内的动力电池单体7之间的间隙为进风通道8，且进风通道8与进风栅格12的进风口相连通；支撑箱体1的安装支架2；进口位于箱体1的顶部，且与进风通道8相连通的主风道管9；与主风道管9的出口相连的出风管3；与出风管3相连的风机4；和与风机4相连的排风管5。

上述动力电池总成散热系统中，安装支架2支撑箱体1，使得箱体1与安装面之间留有间隙，进而使冷却风可以由箱体1的底部，通过进风栅格12进入到箱体1的内部；上盖11用于阻挡由进风通道8出来的冷却风，使其进入主风道管9，进而完成对动力电池总成的冷却。

上述动力电池总成散热系统的工作原理：

整个动力电池总成散热系统的动力源为风机4，因为主风道管9和出风管3相连、出风管3和风机4相连，且主风道管9与进风通道8相连通，进风通道8与进风栅格12的进风口相连通，所以启动风机4后，使得箱体1内产生负压，因为安装支架2支撑箱体1，使得冷却风由箱体1底部的进风栅格12进入到箱体1内。冷却风流经由动力电池单体7之间的间隙形成的进风通道8，到达箱体1的顶部，即上盖11的底部，然后冷却风进入与进风通道8相连通的主风道管9，流经出风管3，再到风机4，最后通过排风管5排出箱体1之外，即使现了冷却风对动力电池单体7的冷却。

本发明提供的动力电池总成散热系统，充分利用了并联布置的电池包内的动力电池单体7之间的间隙，使该间隙形成进风通道8，通过箱体1底部的安装支架2、进风栅格12、主风道管9、出风管3、风机4、排风管5和上盖11，实现了冷却风对动力电池单体7的冷却。上述动力电池总成散热系统，无需再另外设置风道，有效地减小了并联散热系统占用的空间，解决了并联散热系统受整车布置空间局限的问题，增加了冷却风的风道，进而提高了并联散热系统的冷却效率。

同时，上述动力电池总成散热系统中，动力电池单体7之间的间隙相同，即该间隙形成的进风通道8的宽度也相同，流经每个动力电池单体7的冷却风量相同，即冷却风对每个动力电池单体7的冷却效果相同，而且进风通道8较短，有效地减小了动力电池单体7之间的温差，保证了动力电池总成的温度的均匀性，有效地提高了动力电池总成的使用寿命；而且，上述动力电池总成散热系统，结构简单，安装维护简便，制造工艺简单，成本较低。

上述实施例提供的动力电池总成散热系统，还包括位于箱体1侧壁上的管理系统检修口6，便于对动力电池总成进行管理和检修。

具体的，上述实施例提供的动力电池总成散热系统中，主风道管9位于相并联的动力电池包之间。

上述实施例提供的动力电池总成散热系统中，主风道管9的内部为漏斗形，有利于冷却风由进风通道8进入主风道管9，便于风机4工作，进一步提高了该动力电池总成散热系统的冷却效率。

优选的，上述实施例提供的动力电池总成散热系统中，主风道管9为塑料管，便于取材，减低制造成本。

上述实施例提供的动力电池总成散热系统，还包括与动力电池单体7相连、测量该动力电池单体7表面温度的温度传感器。动力电池单体7表面布置温度传感器，当动力电池单体7的表面温度达到设定值时，启动风机4对动力电池总成进行散热。增大风机4的风量(或功率)，可加快动力电池单体7的散热速度；减小风机4的风量(或功率)，可降低动力电池单体7的散热速度。实现了对动力电池总成内部的动力电池单体7的表面温度进行调节，进而实现了对动力电池单体7的表面温度的控制。

上述实施例提供的动力电池总成散热系统，还包括与，温度传感器相连，并根据温度传感器测量的温度数据控制风机4的风量的控制器，实现了自动控制风机4，进而实现了自动控制动力电池单体7的表面温度。

本发明还提供了一种电动汽车，其具有上述实施例中所述的动力电池总成散热系统。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种动力电池总成散热系统，其特征在于，包括：

底部设置有进风栅格(12)、内部装有并联布置的动力电池包、顶部设置有上盖(11)的箱体(1)，所述动力电池包内的动力电池单体(7)之间的间隙为进风通道(8)，且所述进风通道(8)与所述进风栅格(12)的进风口相连通；

支撑所述箱体(1)的安装支架(2)；

进口位于所述箱体(1)的顶部，且与所述进风通道(8)相连通的主风道管(9)；

与所述主风道管(9)的出口相连的出风管(3)；

与所述出风管(3)相连的风机(4)；

和与所述风机(4)相连的排风管(5)。

2.根据权利要求1所述的动力电池总成散热系统，其特征在于，所述主风道管(9)位于相并联的所述动力电池包之间。

3.根据权利要求1所述的动力电池总成散热系统，其特征在于，所述主风道管(9)的内部为漏斗形。

4.根据权利要求3所述的动力电池总成散热系统，其特征在于，所述主风道管(9)为塑料管。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的动力电池总成散热系统，其特征在于，还包括与所述动力电池单体(7)相连、测量所述动力电池单体(7)表面温度的温度传感器。

6.根据权利要求5所述的动力电池总成散热系统，其特征在于，还包括与所述温度传感器相连，并根据所述温度传感器测量的温度数据控制所述风机(4)的风量的控制器。

7.一种电动汽车，其特征在于，其具有上述权利要求1-6中任意一项所述的动力电池总成散热系统。

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