CN105514319A - 电池包冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池包冷却系统。本发明电池包冷却系统，包括：外壳、风道、风扇以及至少两个走风口；外壳包括上盖以及箱体，上盖与箱体连接；风道设置在箱体上，风道包括气流腔、走风通道以及走风口；气流腔设置在箱体的底部；走风通道设置在箱体的侧壁上，且走风通道的底部与气流腔连通；走风口均设置在所述外壳上且与风道连通，其中至少一个走风口设置在上盖上，且与走风通道的顶端相对应；风扇设置在风道内。本发明实现了提高电池包在自然风流动性较差的环境中加速电池包内热量散发，使得电池包内元器件能够在一个稳定的温度范围内工作，提高电池包的使用寿命的效果。

Description

电池包冷却系统
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包冷却系统。
背景技术
目前，随着新能源行业的快速发展，电池应用领域更加广泛，例如在电动汽车中使用，通过使用动力电池系统为电动汽车提供电能，使得汽车可以行驶。
一般的，电池无论是在充电状态还是放电状态都会产生一定的热量，当热量过高时，会造成电池温度超过正常使用的温度范围值，从而电池性能会下降，降低循环寿命。这样我们就需要对动力电池系统进行冷却，使其达到一个最佳状态。
相关技术中电池包冷却系统，多采用风冷或水冷的形式对电池进行冷却，使用风冷进行冷却时，通常利用自然风进行冷却，由于电池包所在的环境内自然风流动性较差，因此冷却效果不理想。
发明内容
本发明提供一种电池包冷却系统，以克服相关技术中的电池包冷却系统，由于电池包所在的环境内自然风流动性较差，导致冷却效果不理想的问题。
本发明提供一种电池包冷却系统，包括：外壳、风道、风扇以及至少两个走风口；
所述外壳包括上盖以及箱体，所述上盖与所述箱体连接；
所述风道设置在所述箱体上，所述风道包括气流腔、走风通道以及走风口；
所述气流腔设置在所述箱体的底部；
所述走风通道设置在所述箱体的侧壁上，且所述走风通道的底部与所述气流腔连通；
所述走风口均设置在所述外壳上且与所述风道连通，其中至少一个所述走风口设置在所述上盖上，且与所述走风通道的顶端相对应；
所述风扇设置在所述风道内。
进一步地，上述电池包冷却系统，所述走风通道为两个，所述走风口为两个；
两个所述走风口均设置在所述上盖上，且分别与一个所述走风通道相对应。
进一步地，上述电池包冷却系统，还包括：风冷板；
所述箱体包括侧壁和底板；
所述侧壁围成两端开口的桶状结构；
所述风冷板与所述侧壁的底部连接；
所述底板设置在所述桶状结构内，且与所述风冷板平行设置，所述底板与所述风冷板之间留有间隙，使所述底板、所述侧壁以及所述风冷板共同围成所述气流腔。
进一步地，上述电池包冷却系统，所述气流腔内设置有多条限流道，多条所述限流道并联设置，所述限流道的一端与其中至少一个所述走风口连通，所述限流道的另一端与至少一个所述走风口连通。
进一步地，上述电池包冷却系统，所述气流腔内设置有垂直于所述风冷板延伸的隔板，所述气流腔通过所述隔板分隔成多个所述限流道。
进一步地，上述电池包冷却系统，每条所述限流道的宽度均相同。
进一步地，上述电池包冷却系统，两个所述走风通道均在所述箱体的同一侧。
进一步地，上述电池包冷却系统，所述限流道内设置有子隔板，所述子隔板沿所述限流道的延伸方向延伸，并将所述限流道分隔为相互并联的限流子道。
进一步地，上述电池包冷却系统，所述箱体的侧壁外间隔设置有多个散热肋片。
进一步地，上述电池包冷却系统，包括走风口密封圈；
所述走风口与所述走风通道的边缘之间通过所述走风口密封圈密封。
本发明电池包冷却系统，通过设置在箱体上的风道，风道包括气流腔、走风通道以及至少两个走风口，其中气流腔设置在电池包的底部，走风通道设置在箱体的侧壁上，通过走风口均与风道连通的方式，使得空气在进入电池包内，能够沿着一定的方向进行流动，且增加了风扇，促进空气流动性，解决了相关技术中的电池包冷却系统，由于电池包所在的环境内自然风流动性较差，导致冷却效果不理想的问题，加速电池包内热量散发，使得电池包内元器件能够在一个稳定的温度范围内工作，提高电池包的使用寿命的效果。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明电池包冷却系统实施例的整体结构示意图；
图2为本发明电池包冷却系统实施例的局部结构示意图；
图3为本发明电池包冷却系统实施例的上盖结构示意图；
图4为本发明电池包冷却系统实施例的分解结构示意图；
图5为本发明电池包冷却系统实施例的气流腔内部结构示意图；
图6为本发明电池包冷却系统实施例的限流道结构示意图；
图7为本发明电池包冷却系统实施例的另一整体结构示意图。
附图标记：
1—上盖
11—走风口
2—箱体
21—风道
211—气流腔
2111—限流道
2112—隔板
2113—子隔板
212—走风通道
22—散热肋片
23—底板
3—风扇
4—风冷板
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
图1为本发明电池包冷却系统实施例的整体结构示意图，图2为本发明电池包冷却系统实施例的局部结构示意图，如图1和图2所示，本实施例的电池包冷却系统，可以包括：外壳、风道21。
本实施例中的电池包冷却系统可以应用在电动汽车等空气流通性较差的环境中，其中，外壳包括上盖1以及箱体2，风道21设置在箱体2上，且风道21包括气流腔211、走风通道212以及至少两个走风口11，走风口11均设置在外壳上，空气通过风道21，实现对箱体2内的元器件，如电池、电路板等进行冷却。因对电池底面散热会有较好的效果，因此将气流腔211设置在箱体2的底部，为保证风道21内的空气可以带走最多的热量，使其能够得到充分的利用，优选将走风通道212设置在箱体2的侧壁上，且走风通道212的底端与气流腔211连通。
由于箱体2多采用长方体结构，因此，可以将走风通道212设置在同一侧壁上，也可以设置在不同的侧壁上，具体以实际应用中所需要的为准。将箱体2内的元器件安装完成后，使用上盖1与箱体2连接，以防止有灰尘或其他杂物进入到箱体2内，而造成箱体2内元器件的损坏，因需要实现空气在电池包内即可以进入又可以出去，设置有至少两个走风口11，走风口11均与风道21连通，其中至少一个走风口11设置在上盖1上，且与走风通道212的顶端相对应以供空气从上盖1处进入或从上盖1处出去。另外的走风口11设置在外壳上，以供空气从上盖1处进入或从上盖1处出去。空气可以在电池箱体2内形成一个循环，即空气从其中至少一个走风口11进入后，在气流腔211内流动带走热量后，从另外的至少一个走风口11出去到电池包外界环境中。
图3为本发明电池包冷却系统实施例的上盖结构示意图，如图3所示，其中，走风通道212为两个，走风口11为两个。将两个走风口11均设置在上盖上1，两个走风口11分别对应着一个走风通道212，使得空气可以从一个走风口11进入，从另一个走风口11出去。图3仅为示意性说明，在具体实施过程中可以采用多种组合方式，例如，优选的，可以将一个走风口11设置在上盖1，另一个走风口11设置在箱体2的底部；还可以将一个走风口11设置在上盖1，另一个走风口11设置在箱体1的侧壁下部。
为实现良好的冷却效果，本实施例的电池包冷却系统还设置有风扇3，通过风扇3的转动，加速空气的流动的同时还提高对流系数，使得空气可以快速的带走电池包内产生的热量，从而使得电池包内的元器件可以在一个良好的温度范围内工作，实现了明显改善电池箱的散热效果的同时，延长了电池包内元器件的使用寿命的效果。
为了实现优化的散热效果，本实施例中的电池包冷却系统中的箱体2优选采用导热系数较大的铝合金材料。风扇3可以使用主动式静音风扇3，其可以实现降低噪声的效果。图7为本发明电池包冷却系统实施例的另一整体结构示意图，如图7所示，风扇3的数量可以根据需要进行设置，至少有一个，图7中所示的为两个风扇。走风通道212优选采用与箱体2为一体式结构，使得不会出现因空气进入到箱体2内部而影响电池内元器件工作的效果。
本实施例中的电池包冷却系统在应用到电动汽车内时，由于电动汽车内放置电池包的空间有限，为了能够减小电池包的体积，又能达到良好的散热效果，可以将气流腔211设置在箱体2内，这就需要使用风冷板4与箱体2配合实现。图4为本发明电池包冷却系统实施例的分解结构示意图，如图4所示，箱体2包括侧壁和底板23，且侧壁围成两端开口的桶状结构，风冷板4设置在箱体2的底部，即与侧壁的底部连接，形成密闭的箱体2结构，可以使用螺母等方式将风冷板4与箱体2的侧壁进行固定。为了能在箱体2内形成气流腔211，将底板23设置在桶状结构内，因电池的底部是平的，底板23还需要与风冷板4平行设置，风冷板4与底板23之间留有间隙，使得底板23、侧壁以及风冷板4共同围成气流腔211。将气流腔211设置在箱体2内，可以实现良好的散热效果的同时，提高集成率，减小电池包体积的效果。
本实施例中的风冷板4，优选采用钢板或铝合金板制成，使用焊接的工艺将风冷板4与箱体2固定，在起到密封作用的同时，还能够实现防水防尘(例如IP67级)的效果。
上述结构中的气流腔211为空腔结构，空气在进入到气流腔211内时是无序的，对于电池的冷却效率相对不高，因此可以在气流腔211内设置有多条限流道2111，图5为本发明电池包冷却系统实施例的气流腔内部结构示意图，如图5所示，多条限流道2111并联设置，为实现连通且空气可以沿着一定的方向流动的效果，限流道2111的一端需要与其中一个走风口11连通，限流道2111的另一端与另一个走风口11连通，限流道2111可以设置成弯曲状，如S型、Z型等，为使得多条限流道2111内空气量以及风速相同，优选将多条风道21设置成相同的宽度，其在实现空气可以沿着一定的方向流动的同时，还可以实现各条限流道2111内风速相同的效果，提高了冷却效率。
将气流腔211内形成多条限流道2111通过在气流腔211内设置隔板2112来实现，垂直于风冷板4延伸的隔板2112将气流腔211分隔成多个限流道2111。隔板2112可以与底板23连接，还可以与风冷板4连接，隔板2112与底板23连接时可以为一体结构，在实际生产工艺上较为简单，还可使用凹槽来固定隔板2112，以根据实际需要来限定限流道2111的数量，通过拆卸或增加隔板2112的数量来实现，具有方便拆卸的效果。隔板2112的高度同底板23与风冷板4之间的间隙的高度相同，实现了可以更好的限定气流腔211内空气的走向的效果。
根据流体力学原理，流入空气的风阻较小需要使用直线型，因气流腔211的形状限制，直线型的限流道2111路程较短，对于电池散热不是很理想。因此，将限流道2111设置为U型，在具有直线型部分的同时，还具有弯度较小、宽度均匀、截面积变化较小的弯道部分，最大程度上使得由走风通道212进入气流腔211内的空气受到的风阻较小，实现了增大空气流量的作用。
由于电池包内元器件的排布具有一定的规则，因走风通道212的位置也是固定的，为了加强局部散热效果，原始的限流道2111会出现宽度不统一的情况，为了使得各条限流道2111宽度的统一，可以在限流道2111内设置有子隔板2113，图6为本发明电池包冷却系统实施例的限流道结构示意图，如图6所示，子隔板2113沿限流道2111的延伸方向延伸，将限流道2111分隔为相互并联的限流子道，从而可以解决限流道2111宽度不统一的问题。而且，局部需要加强散热的地方分布的限流道2111或限流子道也会比其他需要散热的地方多，在实现了提高散热效率的同时，还能起到散热均匀的效果。
为了防止空气进入到箱体2内，在上盖1的走风口与走风通道212的边缘之间通过走风口11密封圈(图中未示出)密封。空气中会夹杂一些灰尘、细屑等杂质，通过走风口密封圈的密封的作用，在一定程度上还可以保障电池包内元器件在一个相对无尘的环境中工作，一定程度上可以延长电池包的使用寿命。同时，空气可以直接从走风口进入气流腔211，带有一定热量的空气从另一个走风口出来，不会存在分流，提高散热的效率。
在提高电池包内部散热效果的同时，还可以同时加强电池包外部散热，通过在箱体2的侧壁外间隔设置有多个散热肋片22，箱体2与肋板为一体结构，优选采用散热良好的铝合金材料制成，实现了增大散热面积的效果。采用铝合金材料，相较于其他材料，在保障一定强度的同时，还能减轻重量。
此外，本实施例中的电池包冷却系统所在的电池包，还可以有用于检测电池温度的元器件、电池管理系统等，通过随时检测电池的温度，来判断是否需要对电池进行散热，当电池的温度高于其正常使用范围内时，需要对电池进行散热的时候，打开风扇3，提高空气流速；当电池的温度处于其正常使用范围内时，不需要对电池进行散热，关闭风扇3，节约资源，还可以延长风扇3的使用寿命。
本发明的电池包冷却系统，解决了相关技术中的电池包冷却系统，由于电池包所在的环境内自然风流动性较差，导致冷却效果不理想的问题，提高了空气的流动速度，提高了散热的效果，同时，在气流腔211内设置有限流道2111，从而空气可以按照一定的方向流动，提高了散热效率，使得电池内的元器件可以在一个适合的温度范围内进行工作，提高了电池包的使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池包冷却系统，其特征在于，包括：外壳、风道、风扇以及至少两个走风口；
所述外壳包括上盖以及箱体，所述上盖与所述箱体连接；
所述风道设置在所述箱体上，所述风道包括气流腔、走风通道以及走风口；
所述气流腔设置在所述箱体的底部；
所述走风通道设置在所述箱体的侧壁上，且所述走风通道的底部与所述气流腔连通；
所述走风口均设置在所述外壳上且与所述风道连通，其中至少一个所述走风口设置在所述上盖上，且与所述走风通道的顶端相对应；
所述风扇设置在所述风道内。
2.根据权利要求1所述的电池包冷却系统，其特征在于，所述走风通道为两个，所述走风口为两个；
两个所述走风口均设置在所述上盖上，且分别与一个所述走风通道相对应。
3.根据权利要求1所述的电池包冷却系统，其特征在于，还包括：风冷板；
所述箱体包括侧壁和底板；
所述侧壁围成两端开口的桶状结构；
所述风冷板与所述侧壁的底部连接；
所述底板设置在所述桶状结构内，且与所述风冷板平行设置，所述底板与所述风冷板之间留有间隙，使所述底板、所述侧壁以及所述风冷板共同围成所述气流腔。
4.根据权利要求1所述的电池包冷却系统，其特征在于，所述气流腔内设置有多条限流道，多条所述限流道并联设置，所述限流道的一端与至少一个所述走风口连通，所述限流道的另一端与至少一个所述走风口连通。
5.根据权利要求4所述的电池包冷却系统，其特征在于，所述气流腔内设置有垂直于所述风冷板延伸的隔板，所述气流腔通过所述隔板分隔成多个所述限流道。
6.根据权利要求5所述的电池包冷却系统，其特征在于，每条所述限流道的宽度均相同。
7.根据权利要求2所述的电池包冷却系统，其特征在于，两个所述走风通道均在所述箱体的同一侧。
8.根据权利要求4所述的电池包冷却系统，其特征在于，所述限流道内设置有子隔板，所述子隔板沿所述限流道的延伸方向延伸，并将所述限流道分隔为相互并联的限流子道。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电池包冷却系统，其特征在于，所述箱体的侧壁外间隔设置有多个散热肋片。
10.根据权利要求1-8任一项所述的电池包冷却系统，其特征在于，包括走风口密封圈；
所述走风口与所述走风通道的边缘之间通过所述走风口密封圈密封。
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