CN105406147B - 一种电池水冷板水路结构及电池水冷散热方法 - Google Patents

Abstract

一种电池水冷板水路结构及电池水冷散热方法，电池水冷板水路结构包括用于对前端电池模组及后端电池模组串联散热的主冷却管路及用于对后端电池模组散热的辅助冷却管路，所述辅助冷却管路上设有根据后端电池模组温度控制辅助冷却管路液体通断的控制阀。电池水冷散热方法包括如下步骤：步骤1)：输入冷却液，对前端电池模组及后端电池模组进行串联散热；步骤2)：检测后端电池模组温度，当检测温度高于设定温度时，增加后端电池模组冷却液流量；当检测温度低于设定温度时，减少后端电池模组冷却液流量。本发明具有结构简单、且保证系统流量分布均匀的同时，实现后端电池模组温度控制的优点。

Description

一种电池水冷板水路结构及电池水冷散热方法

技术领域

本发明涉及电池散热技术领域，具体涉及一种电池水冷板水路结构及电池水冷散热方法。

背景技术

在电动汽车行驶过程中，动力电池在充放电过程中发生复杂的化学反应，容易在电池内部积累大量热量，造成电池工作温度上升，电池性能下降(电池转换效率及循环寿命降低等)及电池燃烧爆炸等问题，有效解决电池散热问题对电动汽车安全行驶非常重要。

现有的电池散热方式主要采用串联水冷散热及并联水冷散热两种方式：

1)在串联水冷散热中，由于各电池模组采用串联方式水冷，不会出现分流不均的问题，系统流量控制简单，但由于串联冷却水路较长，流经前后端电池模组的冷却水温逐渐增加，容易出现前后端电池模组模组温差大，后端电池模组过温现象，影响电池性能及寿命。

2)在并联水冷散热中，各电池模组采用并联方式水冷，各电池模组温差小，但由于流阻受水道结构、加工工艺、管路布置等因素影响，容易出现各电池模组分流不均的问题，从而容易造成电池单体间散热不均。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、且保证系统流量分布均匀的同时，实现后端电池模组温度控制的电池水冷板水路结构及电池水冷散热方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电池水冷板水路结构，包括用于对前端电池模组及后端电池模组串联散热的主冷却管路，还包括用于对后端电池模组散热的辅助冷却管路，所述辅助冷却管路上设有根据后端电池模组温度控制辅助冷却管路液体通断的控制阀。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述辅助冷却管路包括输送段及冷却段，所述冷却段设于所述后端电池模组的位置。

所述辅助冷却管路与所述主冷却管路并联设置。

所述控制阀为节温器。

还包括控制器及用于检测主冷却管路后端区域电池温度的温度传感器，所述控制阀为电控阀，所述控制器根据温度传感器的检测信号发出控制指令至电控阀。

所述主冷却管路呈S形布置。

一种电池水冷散热方法，包括如下步骤：

步骤1)：输入冷却液，对前端电池模组及后端电池模组进行串联散热；

步骤2)：检测后端电池模组温度，当检测温度高于设定温度时，增加后端电池模组冷却液流量；当检测温度低于设定温度时，减少后端电池模组冷却液流量。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤1)中，利用主冷却管路输送冷却液。

在步骤2)中，利用辅助冷却管路输送冷却液控制后端电池模组的冷却液流量。

辅助冷却管路上设置节温器，辅助冷却管路的冷却液通过节温器进行流量控制。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在串联设置的主冷却管路的基础上增加辅助冷却管路，并通过控制阀增加辅助冷却管路的水流量，即根据后端电池模组的热负荷及散热能力情况增加该区域散热能力，从而减小前后端电池模组间的温差。采用串联布置方式结构简单，且在实现系统流量分布均匀的同时，有效解决了后端电池模组温度偏高的问题。本发明控制阀进一步设置为节温器，通过节温器可自动判断水温并进行水路控制，系统检测简单可靠、且精确。本发明的电池水冷散热方法同样具有上述优点。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明在具体应用中的结构示意图。

图3是本发明的电池水冷散热方法的流程图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

图中各标号表示：

1、主冷却管路；2、辅助冷却管路；21、输送段；22、冷却段；3、节温器；4、电池模组；5、电池水冷板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本实施例的电池水冷板水路结构，用于对电池进行散热，电池由多个电池模组4组成，包括前端电池模组及后端电池模组，前端电池模组及后端电池模组布置于电池水冷板5上，电池水冷板5采用整块板或独立设置的多块单板。电池水冷板水路结构包括主冷却管路1及辅助冷却管路2，主冷却管路1用于对前端电池模组及后端电池模组串联散热，冷却液依次通过前端电池模组、后端电池模组从而将电池热量带走；辅助冷却管路2用于对后端电池模组散热，辅助冷却管路2上设有控制阀，控制阀根据后端电池模组温度控制辅助冷却管路2液体的通断。本发明在串联设置的主冷却管路1的基础上增加辅助冷却管路2，并通过控制阀增加辅助冷却管路2的水流量，即根据后端电池模组的热负荷及散热能力情况增加该区域散热能力，从而减小前后端电池模组间的温差。采用串联布置方式结构简单，且在实现系统流量分布均匀的同时，有效解决了后端电池模组温度偏高的问题。

本实施例中，辅助冷却管路2包括输送段21及冷却段22，冷却段22设于后端电池模组的位置，冷却段22可根据后端电池模组的实际散热需求增加管路绕行长度及管路直径以增加散热面积。

本实施例中，辅助冷却管路2与主冷却管路1为并联设置，辅助冷却管路2及主冷却管路1的冷却液均由同一进液口进入、同一出液口排出，结构简单、输液方便。在其他实施例中，辅助冷却管路2与主冷却管路1只要保证各自输液需求即可，也可采用独立设置的进出液口。如图2，辅助冷却管路2的输送段21沿主冷却管路1的长度方向布置，在其他实施例中，只要能够保证冷却液输送至冷却段22的输送段21的布置方式均应在本发明的保护范围内，比如输送段21垂直于电池水冷板5输送冷却液。

本实施例中，控制阀为节温器3，通过节温器3可自动判断水温并进行辅助冷却管路2通断控制，系统检测简单可靠、且精确；在其他实施例中，电池水冷板水路结构还可包括控制器及温度传感器，温度传感器检测主冷却管路1后端区域电池温度，控制阀为电控阀，控制器根据温度传感器的检测信号发出控制指令至电控阀。

本实施例中，主冷却管路1呈S形布置，S形布置增加了主冷却管路1在单位面积内的绕行长度，增加了电池散热能力。

本实施例中，由于电池工作温度范围较窄，当电池模组4数较多时容易导致前后电池模组温差大，后端电池模组在系统热负荷较大时容易出现过温现象。本发明通过节温器3实现后端电池模组的温度控制，当检测温度高于设定温度时，节温器3导通，温度低的冷却液直接通过辅助冷却管路2流至后端电池模组区域，增加该区域的散热能力，实现后端电池模组的加速冷却，减少前后端电池模组间的温差；当检测后端电池模组温度低于设定温度时，节温器3复位/关闭，系统仅由主冷却管路1提供循环冷却液。

如图3，本实施例中，电池水冷板水路结构的电池水冷散热方法包括如下步骤：

步骤1)：输入冷却液，对前端电池模组及后端电池模组进行串联散热；

步骤2)：检测后端电池模组温度，当检测温度高于设定温度时，增加后端电池模组冷却液流量；当检测温度低于设定温度时，减少后端电池模组冷却液流量。

本发明在根据后端电池模组的热负荷及散热能力情况增加该区域散热能力，从而减小前后端电池模组间的温差，在实现系统流量分布均匀的同时，有效解决了后端电池模组温度偏高的问题。

本实施例中，在步骤1)中，利用主冷却管路1输送冷却液。

本实施例中，在步骤2)中，利用辅助冷却管路2输送冷却液控制后端电池模组的冷却液流量。

本实施例中，辅助冷却管路2上设置节温器3，辅助冷却管路2的冷却液通过节温器3进行流量控制。通过节温器3可自动判断水温并进行水路控制，系统检测简单可靠、且精确。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种电池水冷板水路结构，包括用于对前端电池模组及后端电池模组串联散热的主冷却管路，其特征在于，还包括用于对后端电池模组散热的辅助冷却管路，所述辅助冷却管路上设有根据后端电池模组温度控制辅助冷却管路液体通断的控制阀，所述辅助冷却管路与所述主冷却管路并联设置；

所述辅助冷却管路包括输送段及冷却段，所述冷却段设于所述后端电池模组的位置；

所述主冷却管路在对应所述前端电池模组和后端电池模组的位置呈S形分布。

2.根据权利要求1所述的电池水冷板水路结构，其特征在于，所述控制阀为节温器。

3.根据权利要求1所述的电池水冷板水路结构，其特征在于，还包括控制器及用于检测主冷却管路后端区域电池温度的温度传感器，所述控制阀为电控阀，所述控制器根据温度传感器的检测信号发出控制指令至电控阀。

4.根据权利要求1-3中任一项所述电池水冷板水路结构的电池水冷散热方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)：输入冷却液，对前端电池模组及后端电池模组进行串联散热；

步骤2)：检测后端电池模组温度，当检测温度高于设定温度时，增加后端电池模组冷却液流量；当检测温度低于设定温度时，减少后端电池模组冷却液流量。

5.根据权利要求4所述的电池水冷散热方法，其特征在于，在步骤1)中，利用主冷却管路输送冷却液。

6.根据权利要求5所述的电池水冷散热方法，其特征在于，在步骤2)中，利用辅助冷却管路输送冷却液控制后端电池模组的冷却液流量。

7.根据权利要求6所述的电池水冷散热方法，其特征在于，辅助冷却管路上设置节温器，辅助冷却管路的冷却液通过节温器进行流量控制。