CN102501775A - 一种电动汽车顶置储能系统装置的冷却方法及系统装置 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车顶置储能系统装置的冷却方法及系统装置，将储能系统装置置于电动汽车车顶上面，采用反射、隔热、风冷三种方式相结合的方式对顶置储能系统装置进行冷却；其中，所述的反射是在储能系统装置的外罩外表面涂一层反射涂料，将太阳的可见光及红外光高能量反射出去，同时在整个电动汽车车顶中部安装储能系统装置的外罩的区域周边范围内（两侧圆弧内）的表面上也涂一层反射涂料，避免车顶积温通过热桥效应传递到储能系统装置内。通过此方法可以直接把热量阻隔在储能系统装置罩之外，热量不再传递到储能系统装置内，从而避免高温辐射下储能系统装置内大量积温的产生。

Description

一种电动汽车顶置储能系统装置的冷却方法及系统装置
技术领域
本发明属于一种电动汽车的防护方法及装置，尤其是指一种电动汽车顶置储能系统的冷却方式及装置。 
背景技术
 一般电动汽车都会有一个储能系统装置，而且储能系统装置相对结构比较庞大，由于储能系统装置布置在车内及车身两侧，受车身结构限制，无法满足客户对车内空间充分利用的需求，无法满足如低地板、低入口等不同形式的车身结构的需求，所以将储能系统装置布置在车顶是电动汽车储能系统装置布置的最佳方式，是未来电动汽车储能系统装置布置的发展趋势。但电动汽车，在驻车或行驶过程中，由于受外界环境高温及强太阳光中的红外线辐射的影响，使储能系统装置内将产生大量的积温；同时储能系统装置在工作过程中自身会产生大量的热，如不对这些热进行处理，将会大大影响储能系统装置的性能和使用寿命，甚至出现储能系统装置过热烧损的现象，因此需要对储能系统装置进行冷却散热。 
  一直以来，由于受温度对储能系统装置的影响，将储能系统装置布置在车顶的案例不多，普遍仍都采用将储能系统装置布置在车内及车身两侧的方式。 
目前行业内，对于顶置储能系统装置的冷却方式，主要是靠电子风扇进行强制风冷，要达到有效对储能系统装置冷却散热，需要增加电子风扇功率，势必增加整车能耗，同时使噪声增大。 
经国家知识产权局网站检索，发现有一个专利号为200620016344.2，发明名称为“电动汽车电池包冷却系统”也提出了一种电动汽车电池包冷却系统，该电池包冷却系统是利用现有的车载空调冷却系统并配合动力抽风装置进行冷却的。因此只有在车载空调系统的运转才能进行冷却，很有局限性，同时对于非空调情况下如何冷却储能系统装置则没有加以考虑。通过车载空调冷却系统散热，使部分冷气损失，增加空调能耗，从而增加整车能耗。 
通过国内知识产权局网站的检索尚未发现有其它解决车载储能装置散热冷却的方法。因此很有必要对此加以研究。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在不增加整车能耗的条件下，有效解决了电动汽车顶置储能系统装置冷却散热的问题，满足了顶置储能系统装置对工作环境温度的要求，达到了理想的冷却效果。 
本发明所提出的技术实施方案是：一种电动汽车顶置储能系统装置冷却方法，将储能系统装置置于电动汽车车顶，采用反射、隔热、风冷三种方式相结合的方式对顶置储能系统装置进行冷却；其中，所述的反射是在储能系统装置罩外表面涂一层反射涂料，将太阳的可见光及红外光高能量反射出去，同时在整个车顶中部（两侧圆弧内）涂一层该反射涂料，避免车顶积温通过热桥效应传递到储能系统装置内。通过此方法可以直接把热量阻隔在储能系统装置罩之外，热量不再传递到储能系统装置内，从而避免高温辐射下储能系统装置内大量积温产的生。 
所述的隔热是在储能系统装置罩内表面贴一层隔热材料，对储能系统装置罩外表面接触温度进一步衰减，在储能系统装置底部（车顶接触面）贴一层隔热材料，避免车顶热桥效应。从而使储能系统装置放置在一个接近环境温度的空间内，储能系统装置罩外表面的积温不再对储能系统装置产生热影响。 
所述的风冷是在储能系统装置外罩内放置一个箱体，作为冷却风道，再将储能电池模块布置在风道内，在储能系统装置外罩（车辆行驶方向一端）开一个具有防水装置的进风口，在外罩底部、车顶两侧增加排水口。车辆行驶时储能系统装置罩外气流通过防水进风口进入风道。在风道出风口与储能系统装置外罩之间连接排风管道，使热风直接通过出风口排出，不在储能系统装置外罩内形成热风内循环。同时在风道出风口安装电子风扇进行强排风，从而在风道内形成风冷式冷却循环系统，带走储能系统在工作过程中产生大量的热，达到冷却效果。 
根据上述方法所提出的一种电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置，包括储能系统装置，储能系统装置安装在电动汽车的顶部，在储能系统装置外罩有一个外罩，外罩也固定安装在汽车的顶部，并罩在储能系统装置上，其特点在于，在外罩的外表面涂有一层反射涂料，同时在整个车顶中部（两侧圆弧内）也涂一层该反射涂料；在储能系统装置罩内表面贴有隔热材料，在储能系统装置底部（车顶接触面）也贴有隔热材料，避免车顶热桥效应。从而使储能系统装置放置在一个接近环境温度的空间内，储能系统装置罩外表面的积温不再对储能系统装置产生热影响；在储能系统装置外罩内放置一个箱体，作为冷却风道，再将储能电池模块布置在风道内，在储能系统装置外罩（车辆行驶方向一端）开一个具有防水装置的进风口，在外罩底部、车顶两侧增加排水口；车辆行驶时储能系统装置罩外气流通过防水进风口进入风道；在风道出风口与储能系统装置外罩之间连接排风管道，使热风直接通过出风口排出，不在储能系统装置外罩内形成热风内循环；同时在风道出风口安装电子风扇进行强排风，从而在风道内形成风冷式冷却循环系统，带走储能系统在工作过程中产生大量的热，达到冷却效果。通过反射、隔热和通风冷却使储能系统装置处于相对稳定的冷却环境中。 
本发明的效果或特点是： 
通过一种反射隔热涂料广泛在建筑、石化、化工等贮罐表面及输送管道、设备、容器等的外表面的应用受到启发。该冷却系统是在常规的隔热、通风措施基础上增加了反射热量的措施，形成了一种反射、隔热、风冷的系统冷却方式装置系统，在不增加整车能耗的基础上，取得了非常好的冷却效果。解决了储能系统装置因受太阳强辐射影响，产生很高积温，散热困难的技术难题。
在环境温度34-36.4℃范围内，强太阳辐射下，车辆驻车4小时。通过 FLUKETi25热成像仪采集静态储能系统装置外罩表面积温，从FLUKE Ti25热成像仪器拍摄红外线热成像图片数据可以看出，未增加反射涂料的表面温度最高值65.5℃,最低值57.9℃,平均值63.2℃; 表面喷反射涂料后,其外表面温度最高值41.4℃,最低值34.6℃,平均值37.2℃;两者表面平均值相差26℃。 
 在环境温度34-38.4℃范围内，强太阳辐射下，车辆在模拟公交运行工况,运行3小时，每个停车站点模拟公交运行状态进行驻车制动, 储能系统装置冷却电子风扇为开启状态, 通过BY8126A数显温度传感器读取动态储能系统装置的单体电容上、下表面的温度；通过仪表显示屏读取动态储能系统装置单体电容内部温度，采集数据（平均值）如表1: 
从表Ⅰ中的数据为试验测试采集的16组数据平均值，从平均数据可以分析得出顶置储能系统装置通过喷涂一种反射涂料，结合隔热、风冷的系统冷却方式，储能系统单体外表面温度已控制在接近于环境温度，储能系统单体面内部温度最高值稳定在46℃以下，该顶置储能系统装置的冷却方式达到预期效果。
附图说明
图1为一种混合电动汽车顶置储能系统装置的冷却方式结构图。 
 图中： 
1.  防水装置的进风口；
2.  储能系统装置外表面喷反射涂料；
3.  储能系统装置罩内表面贴隔热材料； 
4.  储能系统装置的外罩；
5.  储能系统装置放置的箱体，作为冷却风道；
6.  储能系统装置；
7.  冷却电子风扇；
8.  连接排风管道；
9.  车顶外表面喷反射涂料；
10.  排水口；
11.  车顶表面贴25 mm隔热材料。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的描述。 
从附图可以看出，本发明涉及一种电动汽车顶置储能系统装置冷却方法，将储能系统装置6置于电动汽车车顶9上面，采用反射、隔热、风冷三种方式相结合的方式对顶置储能系统装置6进行冷却；其中，所述的反射是在储能系统装置的外罩4外表面涂一层反射涂料2，将太阳的可见光及红外光高能量反射出去，同时在整个电动汽车车顶9中部安装储能系统装置的外罩4的区域周边范围内（两侧圆弧内）的表面上也涂一层反射涂料，避免车顶积温通过热桥效应传递到储能系统装置内。通过此方法可以直接把热量阻隔在储能系统装置罩之外，热量不再传递到储能系统装置内，从而避免高温辐射下储能系统装置内大量积温的产生。 
所述的隔热是在储能系统装的外罩4内表面贴一层隔热材料3，对储能系统装置的外罩4外表面接触温度进一步衰减，在储能系统装置6底部（车顶接触面）也贴一层隔热材料11，避免车顶热桥效应。从而使储能系统装置6放置在一个接近环境温度的空间内，储能系统装置的外罩4外表面的积温不再对储能系统装置6产生热影响。 
所述的风冷是在储能系统装置的外罩4内放置一个箱体5，作为冷却风道，再将储能系统装置6布置在风道内，在储能系统装置的外罩4（车辆行驶方向一端）开一个具有防水装置的进风口1，在外罩底部、车顶两侧增加排水口10。车辆行驶时储能系统装置罩外气流通过防水进风口进入风道。在风道出风口与储能系统装置外罩之间连接排风管道8，使热风直接通过出风口排出，不在储能系统装置外罩内形成热风内循环。同时在风道出风口安装电子风扇7进行强排风，从而在风道内形成风冷式冷却循环系统，带走储能系统在工作过程中产生大量的热，达到冷却效果。 
实施例一 
一种电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置，包括储能系统装置6，储能系统装置6安装在电动汽车的顶部9，在储能系统装置外罩有一个外罩4，外罩4也固定安装在汽车的顶部，并罩在储能系统装置6上，其特点在于，在外罩4的外表面涂有一层反射涂料2，同时在整个车顶中部（两侧圆弧内）也涂一层该反射涂料；在储能系统装置的外罩4内表面贴有隔热材料3，在储能系统装置底部（车顶接触面）也贴有隔热材料11，避免车顶热桥效应。从而使储能系统装置放置在一个接近环境温度的空间内，储能系统装置的外罩4外表面的积温不再对储能系统装置产生热影响；在储能系统装置的外罩4内放置一个箱体5，作为冷却风道，再将储能系统装置6布置在风道内；在储能系统装置的外罩4（车辆行驶方向一端）开一个具有防水装置的进风口1，在外罩底部、车顶两侧增加有排水口10；车辆行驶时储能系统装置罩外气流通过防水进风口进入风道；在风道出风口与储能系统装置外罩之间连接排风管道8，使热风直接通过出风口排出，不在储能系统装置的外罩4内形成热风内循环；同时在风道出风口安装电子风扇7进行强排风，从而在风道内形成风冷式冷却循环系统，带走储能系统在工作过程中产生大量的热，达到冷却效果。通过反射装置、隔热装置和风冷装置使储能系统装置使储能系统装置处于相对稳定的冷却环境中。
所述的反射装置是：在储能系统装置的外罩4外表面涂一层0.15～0.2mm厚的反射涂料，该涂料是一种附着力强、有效防腐、耐候性强、具有高太阳光反射比和高半球发射率的复合涂料，（如大金Zeffle4F型隔热氟涂料，北京ZS-221）。对太阳的可见光及红外光高能量光谱具有很强的反射能力，使储能系统装置罩外表面吸收的太阳辐射能量衰减，大大降低储能系统装置罩外表面接触温度。同时在整个车顶中部（位于车顶外罩4四周的周边约500mm的范围内）也涂一层该反射涂料，避免车顶积温通过热桥效应传递到储能系统装置内。通过此方法可以直接把热量阻隔在储能系统装置罩之外，热量不再传递到储能系统装置内，从而避免高温辐射下储能系统装置内大量积温产生。 
所述的隔热装置：在储能系统装置的外罩4内表面贴一层20－30mm的隔热材料（纳能超效隔热材料），对储能系统装置罩外表面接触温度进一步衰减，在储能系统装置底部（车顶接触面）贴一层20－30mm的隔热材料，避免车顶热桥效应。从而使储能系统装置放置在一个接近环境温度的空间内，储能系统装置罩外表面的积温不再对储能系统装置产生热影响； 
所述的风冷装置：在储能系统装置的外罩4内放置一个箱体5，作为冷却风道；所述的储能系统装置6为储能电池模块，再将储能电池模块按照间隔10-20mm的间距布置在风道内，在储能系统装置的外罩4（车辆行驶方向一端）开一个具有防水装置的进风口，在外罩底部、车顶两侧增加排水口10。车辆行驶时储能系统装置罩外气流通过防水进风口进入风道5。所述风道5可以是方形或圆形风道；在风道出风口与储能系统装置外罩之间连接排风管道8，使热风直接通过出风口排出，不在储能系统装置外罩内形成热风内循环。同时在风道出风口安装电子风扇7进行强排风，从而在风道内形成风冷式冷却循环系统，带走储能系统在工作过程中产生大量的热，达到冷却效果。

Claims (10)

1.一种电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置，包括储能系统装置，储能系统装置安装在电动汽车的顶部，在储能系统装置外罩有一个外罩，外罩也固定安装在汽车的顶部，并罩在储能系统装置上，其特点征于：在外罩的外表面涂有一层反射涂料，同时在整个车顶中部也涂一层该反射涂料；在储能系统装置的外罩内表面贴有隔热材料，在储能系统装置底部也贴有隔热材料；在储能系统装置的外罩内放置一个箱体，作为冷却风道，再将储能系统装置布置在风道内；在储能系统装置的外罩开一个具有防水装置的进风口；车辆行驶时储能系统装置罩外气流通过防水进风口进入风道；在风道出风口与储能系统装置外罩之间连接排风管道，使热风直接通过出风口排出，不在储能系统装置的外罩内形成热风内循环；同时在风道出风口安装电子风扇进行强排风，从而在风道内形成风冷式冷却循环系统；通过反射装置、隔热装置和风冷装置使储能系统装置处于相对稳定的冷却环境中。
2.如权利要求1所述的电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置，其特征在于：所述的反射装置是：在储能系统装置的外罩外表面涂一层0.15～0.2mm厚的反射涂料，同时在整个车顶中部，位于车顶外罩四周的周边约500mm的范围内也涂一层反射涂料。
3.如权利要求1所述的电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置，其特征在于：所述的隔热装置是：在储能系统装置的外罩内表面贴一层20－30mm的隔热材料，在储能系统装置底部贴一层20－30mm的隔热材料。
4.如权利要求1所述的电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置，其特征在于：所述的风冷装置是：在储能系统装置的外罩内放置一个箱体，作为冷却风道；在储能系统装置的外罩开一个具有防水装置的进风口；车辆行驶时储能系统装置罩外气流通过防水进风口进入风道；在风道出风口与储能系统装置外罩之间连接排风管道，使热风直接通过出风口排出，不在储能系统装置外罩内形成热风内循环；同时在风道出风口安装电子风扇进行强排风，从而在风道内形成风冷式冷却循环系统，带走储能系统在工作过程中产生大量的热。
5.如权利要求4所述的电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置，其特征在于：所述的储能系统装置为储能电池模块，再将储能电池模块按照间隔10-20mm的间距布置在风道内。
6.如权利要求4所述的电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置，其特征在于：在外罩底部、车顶两侧增加排水口。
7.一种如权利要求1所述电动汽车顶置储能系统装置冷却系统装置的冷却方法，将储能系统装置置于电动汽车车顶上面，其特征在于：采用反射、隔热、风冷三种方式相结合的方式对顶置储能系统装置进行冷却。
8.一种如权利要求1所述的冷却方法，其特征在于：所述的反射是在储能系统装置的外罩外表面涂一层反射涂料，将太阳的可见光及红外光高能量反射出去，同时在整个电动汽车车顶中部安装储能系统装置的外罩的区域周边范围内的表面上也涂一层反射涂料，避免车顶积温通过热桥效应传递到储能系统装置内。
9.一种如权利要求1所述的冷却方法，其特征在于：所述的隔热是在储能系统装的外罩内表面贴一层隔热材料，对储能系统装置的外罩外表面接触温度进一步衰减，在储能系统装置底部也贴一层隔热材料，避免车顶热桥效应。
10.一种如权利要求1所述的冷却方法，其特征在于：所述的风冷是在储能系统装置的外罩内放置一个箱体，作为冷却风道，再将储能系统装置布置在风道内，在储能系统装置的外罩开一个具有防水装置的进风口；车辆行驶时储能系统装置罩外气流通过防水进风口进入风道；在风道出风口与储能系统装置外罩之间连接排风管道，使热风直接通过出风口排出，不在储能系统装置外罩内形成热风内循环；同时在风道出风口安装电子风扇进行强排风，从而在风道内形成风冷式冷却循环系统，带走储能系统在工作过程中产生大量的热，达到冷却效果。
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