CN105703035B - 基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统 - Google Patents

基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105703035B
CN105703035B CN201610219032.XA CN201610219032A CN105703035B CN 105703035 B CN105703035 B CN 105703035B CN 201610219032 A CN201610219032 A CN 201610219032A CN 105703035 B CN105703035 B CN 105703035B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fan
group
battery modules
sides
cooling system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610219032.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105703035A (zh
Inventor
范光辉
闵凡奇
张邦玲
尉国刚
王睿
胡蕴成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qike Home Furnishing Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Guochuang Power System Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Guochuang Power System Co Ltd filed Critical Shenzhen Guochuang Power System Co Ltd
Priority to CN201610219032.XA priority Critical patent/CN105703035B/zh
Publication of CN105703035A publication Critical patent/CN105703035A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105703035B publication Critical patent/CN105703035B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，包括电池模组、第一风扇组、第二风扇组；第一风扇组包括设置在电池模组上侧的上部风扇、设置在电池模组下侧的下部风扇；第二风扇组包括设置在电池模组左侧的左部风扇、设置在电池模组右侧的右部风扇。本发明中风扇采用上下左右四面排布，增强了系统的健壮性，每组风扇均采取一抽一吸双向通风设计，热交换能力大幅增强，并让气流在多个方向进行强制热交换，且两组风扇周期性交替工作及变换抽吸方向，从实现了对流换热，使内部温度一致性得到进一步优化。

Description

基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统
技术领域
本发明涉及散热系统，具体地，涉及基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统。
背景技术
随着全球能源危机与环境问题日益加剧，传统汽车工业正面临着前所未有的严峻的挑战。纯电动汽车作为一种新型的节能环保汽车具有低能耗、结构简单、振动及噪声低、无污染物排放等优点，成为未来汽车发展的重要方向。动力电池组在汽车运行过程中产生大量的热，如果热量未及时散出将导致电池组温度上升。过高的温度不仅降低锂电池的使用效率和循环寿命，还有可能导致电池永久性失效，甚至出现爆炸火灾的危险。因此，动力电池组充放电过程中的温度必须予以控制。
传统电动汽车的换热系统通常有风冷散热、水冷散热以及相变散热等方式。风冷散热主要以空气为媒介，具有结构简单、工艺性好等特点，但有时会出现散热能力不足、热交换不彻底、内部温度不均匀。动力电池组内部温度均匀性直接影响电池单体工作状态的一致性。由于电动汽车动力电池组体积大、电池单元(cell)数量多、排布稠密复杂，其温度呈现中间高四周低的整体分布。在风扇强制对流散热的作用下，中心高温现状有所改善，高温区向电池另一侧偏移。针对这种散热不均匀不彻底的问题，本发明基于四面双向强迫周期对流理论设计一款针对电动汽车动力电池组散热系统。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统。
根据本发明提供的一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，包括电池模组、第一风扇组、第二风扇组；
第一风扇组包括设置在电池模组上侧的上部风扇、设置在电池模组下侧的下部风扇；
第二风扇组包括设置在电池模组左侧的左部风扇、设置在电池模组右侧的右部风扇。
优选地，上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均为双向风扇。
优选地，多个上部风扇在电池模组上侧均匀布置，多个下部风扇在电池模组下侧均匀布置，多个左部风扇在电池模组左侧均匀布置，多个右部风扇在电池模组右侧均匀布置。
优选地，上部风扇、下部风扇之间的旋转方向一致；左部风扇、右部风扇之间的旋转方向一致。
优选地，还包括双向电机；上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均由双向电机驱动。
优选地，上部风扇、下部风扇通过一双向同步电机驱动；左部风扇、右部风扇通过另一双向同步电机驱动。
优选地，第一风扇组、第二风扇组交替工作。
优选地，在一个工作周期内：
首先由第一风扇组正向旋转，第二风扇组静止；
然后由第一风扇组反向旋转，第二风扇组静止；
再是由第二风扇组正向旋转，第一风扇组静止；
最后由第二风扇组反向旋转，第一风扇组静止。
优选地，第一风扇组、第二风扇组在旋转过程中的速率随时间的分布不均匀。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、风扇采用上下左右四面排布，即散热系统有两组风扇(上下面布置一组，左右面布置另一组)进行散热，增强了系统的健壮性。即使其中的一组风扇出现问题，动力电池组也可以正常使用。
2、每组风扇均采取一抽一吸双向通风设计，上下风扇、左右风扇均采用一抽一吸的设计，热交换能力大幅增强。
3、风扇的旋转方向采用周期性发生变化，这一设计可以让气流在多个方向进行强制热交换，使内部温度一致性得到进一步优化。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1本发明的整体结构示意图。
图2本发明的爆炸效果图。
图中：
1-上部风扇
2-下部风扇
3-左部风扇
4-右部风扇
5-电池模组
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据流体传热理论和大量实验表明，采用单向强制对流换热都会在流动方向上产生一定的温度梯度，即表现为温度不均匀分布。为了降低温度梯度，提升散热系统温度分布均匀性，采用双向强制对流换热可以获得较好的散热效果。如果双向强制换热可以实现周期性的变化，将会进一步提升温度分布的一致性。
根据本发明提供的一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，包括电池模组、第一风扇组、第二风扇组；第一风扇组包括设置在电池模组上侧的上部风扇、设置在电池模组下侧的下部风扇；第二风扇组包括设置在电池模组左侧的左部风扇、设置在电池模组右侧的右部风扇。上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均为双向风扇。多个上部风扇在电池模组上侧均匀布置，多个下部风扇在电池模组下侧均匀布置，多个左部风扇在电池模组左侧均匀布置，多个右部风扇在电池模组右侧均匀布置。
上部风扇、下部风扇之间的旋转方向一致；左部风扇、右部风扇之间的旋转方向一致。上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均由双向电机驱动。上部风扇、下部风扇通过一双向同步电机驱动；左部风扇、右部风扇通过另一双向同步电机驱动。
第一风扇组、第二风扇组交替工作。在一个工作周期内：首先由第一风扇组正向旋转，第二风扇组静止；然后由第一风扇组反向旋转，第二风扇组静止；再是由第二风扇组正向旋转，第一风扇组静止；最后由第二风扇组反向旋转，第一风扇组静止。优选地，第一风扇组、第二风扇组在旋转过程中的速率随时间的分布不均匀。
更为具体地，根据流体力学传热学的理论基础，本发明以四模组组合而成的动力电池组为例，上下左右布置散热风扇组。图1为四面双向强迫周期对流散热系统设计示意图，图2是散热系统爆炸效果图。该散热系统的工作过程为：当电池管理系统(BMS)检测动力电池组温度过高时，左右风扇高速运行。当左右风扇运行过程中，上下风扇处于停转状态。运行120s以后，左右风扇改变旋转方向，继续运行120s。240s以后左右风扇停止选择，上下风扇开始旋转，120s后改变旋转方向，继续旋转120s后停止。随后左右风扇重新启动，如此循环往复。风扇启动停止的控制策略由BMS程序控制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，包括电池模组、第一风扇组、第二风扇组；
第一风扇组包括设置在电池模组上侧的上部风扇、设置在电池模组下侧的下部风扇；
第二风扇组包括设置在电池模组左侧的左部风扇、设置在电池模组右侧的右部风扇；
在一个工作周期内：
首先由第一风扇组正向旋转，第二风扇组静止；
然后由第一风扇组反向旋转，第二风扇组静止；
再是由第二风扇组正向旋转，第一风扇组静止；
最后由第二风扇组反向旋转，第一风扇组静止。
2.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均为双向风扇。
3.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，多个上部风扇在电池模组上侧均匀布置，多个下部风扇在电池模组下侧均匀布置，多个左部风扇在电池模组左侧均匀布置，多个右部风扇在电池模组右侧均匀布置。
4.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，上部风扇、下部风扇之间的旋转方向一致；左部风扇、右部风扇之间的旋转方向一致。
5.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，还包括双向电机；上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均由双向电机驱动。
6.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，上部风扇、下部风扇通过一双向同步电机驱动；左部风扇、右部风扇通过另一双向同步电机驱动。
7.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，第一风扇组、第二风扇组交替工作。
8.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，第一风扇组、第二风扇组在旋转过程中的速率随时间的分布不均匀。
CN201610219032.XA 2016-04-08 2016-04-08 基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统 Expired - Fee Related CN105703035B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610219032.XA CN105703035B (zh) 2016-04-08 2016-04-08 基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610219032.XA CN105703035B (zh) 2016-04-08 2016-04-08 基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105703035A CN105703035A (zh) 2016-06-22
CN105703035B true CN105703035B (zh) 2018-06-26

Family

ID=56219648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610219032.XA Expired - Fee Related CN105703035B (zh) 2016-04-08 2016-04-08 基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105703035B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108123187A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 北京科易动力科技有限公司 一种分布式冷却系统
CN112737052A (zh) * 2021-01-08 2021-04-30 深圳市成晟新能源技术有限公司 一种便携式储能电源
WO2023288042A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 Spear Power Systems, Inc. Adaptable battery ventilation enclosure with integrated turbulence enhancing cover
CN114156562B (zh) * 2021-12-03 2022-11-18 西安交通大学 一种周期性往复流动空冷电池热管理系统及控制方法
CN114883687A (zh) * 2022-04-27 2022-08-09 清安储能技术(重庆)有限公司 电池模组寿命温控方法及电池模组

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1295812C (zh) * 2002-08-26 2007-01-17 松下电池工业株式会社 电池电源装置
JP5881140B2 (ja) * 2011-07-15 2016-03-09 日本電気株式会社 蓄電装置
CN202352798U (zh) * 2011-12-14 2012-07-25 中聚電池研究院有限公司 一种带有加热防潮功能的锂离子动力电池箱
CN205646059U (zh) * 2016-04-08 2016-10-12 深圳市国创动力系统有限公司 基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105703035A (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105703035B (zh) 基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统
CN106004336B (zh) 一种混动汽车的整车热管理系统
CN205194809U (zh) 电动汽车动力电池的热管理系统和电动汽车
CN102709618B (zh) 一种用于锂电池散热的微通道冷却均温系统
CN107196013B (zh) 商用车动力电池热管理系统
CN103287252B (zh) 电动车热管理系统
CN204885359U (zh) 一种电池组温度调节系统
CN205194808U (zh) 电动汽车动力电池的热管理系统和电动汽车
CN108621832A (zh) 一种基于相变材料的电动汽车集成式热管理系统
CN203512059U (zh) 高效航天器热管理系统
CN205039216U (zh) 长方体电池组的热管理系统
CN205282611U (zh) 一种电池模组
CN103465770B (zh) 增程式电动汽车热管理系统及方法
CN207818836U (zh) 电池模组、导热件以及电池包
CN207368172U (zh) 一种应用相变材料的电池组热管理系统
CN108428816A (zh) 相变和风冷结合的高效散热动力电池包
CN109301111A (zh) 一种新能源汽车动力电池组散热结构
CN110120566A (zh) 一种电动汽车动力电池冷却系统及电动汽车
CN107702360B (zh) 一种基于太阳能的冷热电综合利用系统
CN105720325A (zh) 一种多选择的pack热管理装置
CN205646059U (zh) 基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统
CN206116560U (zh) 一种电动汽车动力电池加热模块
CN208570863U (zh) 一种基于相变耦合风冷的冷热两用电池包热管理结构
CN203787535U (zh) 用于电动汽车被动热管理的全铝散热电池箱
CN106602170A (zh) 一种可变接触式电池热管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Pingshan Pingshan street Shenzhen city Guangdong province 518118 six community Jinlong Avenue intersection Baoshan Road No. 16 sea Kexing strategic emerging industry park A building 02 District 1 Building 2 and building 02 floor 2-4 District A

Applicant after: SHENZHEN GUOCHUANG POWER SYSTEM Co.,Ltd.

Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Futian District Huaqiang North Street, Road No. 1003, Shenzhen science and Technology Museum on the third floor

Applicant before: SHENZHEN GUOCHUANG POWER SYSTEM Co.,Ltd.

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221019

Address after: 215300 Room 2105, Building 18, Weiye Road, Kunshan Development Zone, Suzhou, Jiangsu Province

Patentee after: Qike Home Furnishing Co.,Ltd.

Address before: 518118 No.2, 1st Floor, Zone 02, Building A and 2-4th Floor, Zone 02, Building A, Haikexing Strategic Emerging Industrial Park, No. 16, Baoshan Road, intersection of Jinlong Avenue, Liulian Community, Pingshan Street, Pingshan New District, Shenzhen, Guangdong

Patentee before: SHENZHEN GUOCHUANG POWER SYSTEM Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180626

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee