CN106848478A - 用于电池的冷却系统及其冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电池的冷却系统及其冷却方法，该冷却系统包括电池仓，板式换热器，进液管，出液管，分配管，及其主泵，其中，该电池仓设有进液孔和出液孔，该板式换热器设有主输入孔和主输出孔，该进液管的一端通过该进液孔与该分配管相连，另一端与该主输出孔相连，该出液管的一端与该出液孔相连，另一端与该主输入孔相连，该分配管设置在该电池仓内，其设有喷孔，该主泵设置在两段该出液管之间或两段该进液管之间。该用于电池的冷却系统及其冷却方法，通过板式换热器，能有效地降低电池的温度，使之保持在一定范围的温度内，以提高电池的性能和延迟电池的使用寿命。

Description

用于电池的冷却系统及其冷却方法
技术领域
本发明涉及一种冷却系统及其冷却方法，尤其涉及一种用于电池的液体冷却系统及其冷却方法。
背景技术
电池作为生活中常见的物品，被广泛地应用于各个领域，比如汽车、铁路标志、交通标志、UPS、电力储存、绿色能源的生产和存储、急救力量，军事等。随着电池技术的进步及应用领域地不断开发，电池在放电过程中产生的热量也越来越多，但电池需要在一定的温度范围内才能有一个最佳的性能及较长的使用寿命，而且电池温度超过极限时，会创建一个反应链破坏电池，造成短路，从而引发起火或爆炸，所以在电池的某些使用场景中不可避免地需要冷却，避免因电池温度过高而产生不利影响。
传统的冷却方式为空气通风冷却，需要大面积的空气流动，会产生噪音，而且由于空气的低导热系数，无法有效带动热量地流动，用于空气通风冷却的能源也来源于电池，与冷却效率相比，此冷却方式会增加能用热量，降低了本身的冷却效率，效果十分有限，针对高密度电池组时，往往达不到最高的设计要求。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于电池的冷却系统及其冷却方法，其能有效地降低电池的温度。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于电池的冷却系统，其包括电池仓，板式换热器，进液管，出液管，分配管，及其主泵，其中，该电池仓设有进液孔和出液孔，该板式换热器设有主输入孔和主输出孔，该进液管的一端通过该进液孔与该分配管相连，另一端与该主输出孔相连，该出液管的一端与该出液孔相连，另一端与该主输入孔相连，该分配管设置在该电池仓内，其设有喷孔，该主泵设置在两段该出液管之间或两段该进液管之间。
该冷却系统还包括散热器和散热风扇，其中，该散热器安置于该电池仓，该散热风扇正对着该散热器。
该冷却系统还包括雾化冷却装置，该雾化冷却装置包括雾化水箱，雾化辅泵，雾化喷嘴，雾化风扇，雾化收集器，及其雾化输送管，该板式换热器还包括辅输入孔和辅输出孔，其中，该雾化输送管的一端与该雾化水箱相连，另一端与该雾化喷嘴相连，该雾化辅泵设置在两段该雾化输送管之间，该雾化喷嘴及该雾化风扇均设置在该雾化收集器中，该雾化收集器的一端与该辅输入孔相连。
作为可替换的第一种实施例，该冷却系统还包括被动冷却装置，该被动冷却装置包括被动水箱，被动散热器，及其被动辅泵，该板式换热器还包括辅输入孔和辅输出孔，其中，该辅输出孔，该被动水箱、该被动散热器及该辅输入孔依次连接。
作为可替换的第二种实施例，该冷却系统还包括制冷剂冷却装置，该制冷剂冷却装置包括热膨胀阀，压缩机，制冷剂散热器，该板式换热器还包括辅输入孔和辅输出孔，其中，该辅输出孔、该制冷剂散热器、该压缩机、该热膨胀阀及该辅输入孔依次连接。
作为可替换的第三种实施例，该冷却系统还包括超声波水雾化冷却装置，该超声波水雾化冷却装置包括超声雾化水箱，超声雾化器，超声雾化收集器，超声雾化风扇，及其超声雾化输送管，该板式换热器还包括辅输入孔和辅输出孔，其中，该超声雾化输送管的一端与该超声雾化水箱相连，另一端与该超声雾化器相连，该超声雾化器及该超声雾化风扇均设置在该雾化收集器中，该雾化收集器的一端与该辅输入孔相连。
本发明还提供了一种用于电池的冷却方法，其步骤包括：(a)开启主泵，该主泵通过电池仓的出液孔抽取该电池仓内的冷却液并进行加压；(b)冷却液途径出液管及板式换热器的主输入孔进入该板式换热器；(c)冷却液途径该板式换热器的主输出孔及进液管流至分配管；(d)冷却液通过该分配管的喷孔释放至该电池仓内。
该冷却方法在步骤(b)和步骤(c)之间还包括雾化冷却方法，其步骤包括：(1)开启雾化辅泵，对雾化输送管中的水加压；(2)水经雾化喷嘴喷射而出，形成雾化流；(3)开启雾化风扇，吹动雾化流通过该板式换热器的辅输入孔进入该板式换热器；(4)雾化流通过该板式换热器的辅输出孔流出。
作为可替换的第一种实施例，该冷却方法在步骤(b)和步骤(c)之间还包括被动冷却方法，其步骤包括：(1)开启被动辅泵，对水进行加压；(2)水通过该板式换热器的辅输入孔进入该板式换热器；(3)水通过该板式换热器的辅输出孔进入被动散热器。
作为可替换的第二种实施例，该冷却方法在步骤(b)和步骤(c)之间还包括制冷剂冷却方法，其步骤包括：(1)开启压缩机，将气态制冷剂液态化；(2)制冷剂由该板式换热器的辅输入孔进入该板式换热器；(3)制冷剂通过该板式换热器的辅输出孔进入制冷剂散热器。
本发明用于电池的冷却系统及其冷却方法，通过板式换热器，能有效地降低电池的温度，使之保持在一定范围的温度内，以提高电池的性能和延迟电池的使用寿命。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明用于电池的冷却系统的示意图。
图2是分配器的示意图。
图3是雾化冷却装置的示意图。
图4是被动冷却装置的示意图。
图5是制冷剂冷却装置的示意图。
图6是超声波水雾化冷却装置的示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的阐述。
如图1所示，本发明提供了一种用于电池的冷却系统，包括电池仓1，板式换热器2，进液管3，出液管4，分配管5，及其主泵6，其中，该电池仓1用于安置电池，其设有进液孔11和出液孔12，该板式换热器2设有主输入孔21和主输出孔22，该进液管3的一端通过该进液孔11与该分配管5相连，另一端与该主输出孔22相连，该出液管4的一端与该出液孔12相连，另一端与该主输入孔21相连，该分配管5设置在该电池仓1内，其设有喷孔51，见图2，该主泵6设置在两段该出液管4之间或两段该进液管3之间，为冷却液提供压力，使之在该冷却系统中循环流动。当该冷却系统运作时，该主泵6开启，该主泵6通过该出液孔12抽取该电池仓1内热的冷却液，加压后途径该出液管4及该主输入孔21进入该板式换热器2，然后冷却液经过该板式换热器2冷却后，途径该主输出孔22及该进液管3流至该分配管3，由于该分配管3内的压力大于该电池仓1内的压力，冷却液会通过该喷孔51淋浴花洒式地释放至该电池仓1内与电池表面直接接触，吸收电池发出的热量，依次循环。该冷却系统采用的冷却液可以是芳烃液体冷却剂、硅酸盐液体冷却剂、脂族液体冷却剂、硅酮液体冷却剂、氟碳化合物液体冷却剂或任何其它电介质冷却液。
该冷却系统还包括散热器7和散热风扇8，其中，该散热器7安置于该电池仓1，用于吸收该电池仓1内的热量并向外散发，该散热风扇8正对着该散热器7，用于加快该散热器7表面的空气流动，以提高散热效率。为了进一步提高该散热器7的效率，该散热器7可以安置于该电池仓1的最高温度处或冷却液的最高流量处。
如图3所示，该冷却系统还包括辅助冷却装置，该辅助冷却装置为雾化冷却装置91，其包括雾化水箱911，雾化辅泵912，雾化喷嘴913，雾化风扇914，雾化收集器915，及其雾化输送管916。该板式换热器2还包括辅输入孔23和辅输出孔24，其中，该雾化输送管916的一端与该雾化水箱911相连，另一端与该雾化喷嘴913相连，该雾化辅泵912设置在两段该雾化输送管916之间，该雾化喷嘴913及该雾化风扇914均设置在该雾化收集器915中，该雾化收集器915的一端与该辅输入孔23相连。当该雾化冷却装置91运作时，该雾化辅泵912开启，对该雾化输送管916中的水加压，加压后的水经该雾化喷嘴913喷射而出，形成雾化流，该雾化风扇914有助于雾化流流动，雾化流通过该辅输入孔23进入该板式换热器2后进行热量交换，冷却该板式换热器2，然后通过该辅输出孔24流出，这样，就可以大大提高该板式换热器2的散热效率。值得提醒的是，该雾化冷却装置91采用的冷却剂并不局限于水，也可以采用水以外的其他冷却剂。
如图4所示，作为可以替换的第一种实施例，该辅助冷却装置为被动冷却装置92，其包括被动水箱921，被动散热器922，及其被动辅泵923，其中，该辅输出孔24，该被动水箱921、该被动散热器922及该辅输入孔23依次连接，以形成一个闭环，该被动辅泵923可以设置在该闭环的任意位置。当该被动冷却装置92运作时，该被动辅泵923开启，对水进行加压，促使水在该闭环内流动，从该板式换热器2中吸收热量，然后通过该被动散热器922散发热量。值得提醒的是，该被动散热器922只使用了外部环境的空气冷却，没有使用水雾化，制冷剂或其他人工冷却来源，所以称为被动冷却。
如图5所示，作为可以替换的第二种实施例，该辅助冷却装置为制冷剂冷却装置93，其包括热膨胀阀931，压缩机932，制冷剂散热器933，其中，该辅输出孔24、该制冷剂散热器933、该压缩机932、该热膨胀阀931及该辅输入孔23依次连接，以形成一个闭环。当该制冷剂冷却装置93运作时，该压缩机932开启，液态制冷剂由该辅输入孔23进入该板式换热器2，进行汽化，吸收热量，然后通过该辅输出孔24进入该制冷剂散热器933散发热量，在此过程中，该板式换热器2起到蒸发器的作用。
如图6所示，作为可以替换的第三种实施例，该辅助冷却装置为超声波水雾化冷却装置94，其包括超声雾化水箱941，超声雾化器942，超声雾化收集器943，超声雾化风扇944，及其超声雾化输送管945，其中，该超声雾化输送管945的一端与该超声雾化水箱941相连，另一端与该超声雾化器942相连，该超声雾化器942及该超声雾化风扇944均设置在该雾化收集器943中，该雾化收集器943的一端与该辅输入孔23相连。当该超声波水雾化冷却装置94运作时，该超声雾化器942开启，对水进行超声雾化，以形成雾化流，该超声雾化风扇944有助于雾化流流动，雾化流通过该辅输入孔23进入该板式换热器2后进行热量交换，冷却该板式换热器2，然后通过该辅输出孔24流出。
值得提醒的是，当该冷却系统运作时，该散热风扇8和该辅助冷却装置并不是一直工作着，当现有的冷却方式无法满足要求时，才开启该散热风扇8和/或该辅助冷却装置，来进行辅助冷却。
为了能对该电池仓1内的电池进行全方位的降温冷却，电池在安置时可以斜向并间隔一定空间，这样，冷却液直接接触电池表面，没有通过其他装置、元件或管子，同时也有利于冷却液在该电池仓1内流动，促进热量的传递。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电池的冷却系统，其特征在于：包括电池仓，板式换热器，进液管，出液管，分配管，及其主泵，其中，该电池仓设有进液孔和出液孔，该板式换热器设有主输入孔和主输出孔，该进液管的一端通过该进液孔与该分配管相连，另一端与该主输出孔相连，该出液管的一端与该出液孔相连，另一端与该主输入孔相连，该分配管设置在该电池仓内，其设有喷孔，该主泵设置在两段该出液管之间或两段该进液管之间。
2.如权利要求1所述的用于电池的冷却系统,其特征在于：还包括散热器和散热风扇，其中，该散热器安置于该电池仓，该散热风扇正对着该散热器。
3.如权利要求2所述的用于电池的冷却系统，其特征在于：还包括雾化冷却装置，该雾化冷却装置包括雾化水箱，雾化辅泵，雾化喷嘴，雾化风扇，雾化收集器，及其雾化输送管，该板式换热器还包括辅输入孔和辅输出孔，其中，该雾化输送管的一端与该雾化水箱相连，另一端与该雾化喷嘴相连，该雾化辅泵设置在两段该雾化输送管之间，该雾化喷嘴及该雾化风扇均设置在该雾化收集器中，该雾化收集器的一端与该辅输入孔相连。
4.如权利要求2所述的用于电池的冷却系统，其特征在于：还包括被动冷却装置，该被动冷却装置包括被动水箱，被动散热器，及其被动辅泵，该板式换热器还包括辅输入孔和辅输出孔，其中，该辅输出孔，该被动水箱、该被动散热器及该辅输入孔依次连接。
5.如权利要求2所述的用于电池的冷却系统，其特征在于：还包括制冷剂冷却装置，该制冷剂冷却装置包括热膨胀阀，压缩机，制冷剂散热器，该板式换热器还包括辅输入孔和辅输出孔，其中，该辅输出孔、该制冷剂散热器、该压缩机、该热膨胀阀及该辅输入孔依次连接。
6.如权利要求2所述的用于电池的冷却系统，其特征在于：还包括超声波水雾化冷却装置，该超声波水雾化冷却装置包括超声雾化水箱，超声雾化器，超声雾化收集器，超声雾化风扇，及其超声雾化输送管，该板式换热器还包括辅输入孔和辅输出孔，其中，该超声雾化输送管的一端与该超声雾化水箱相连，另一端与该超声雾化器相连，该超声雾化器及该超声雾化风扇均设置在该雾化收集器中，该雾化收集器的一端与该辅输入孔相连。
7.一种用于电池的冷却方法，其步骤包括：(a)开启主泵，该主泵通过电池仓的出液孔抽取该电池仓内的冷却液并进行加压；(b)冷却液途径出液管及板式换热器的主输入孔进入该板式换热器；(c)冷却液途径该板式换热器的主输出孔及进液管流至分配管；(d)冷却液通过该分配管的喷孔释放至该电池仓内。
8.如权利要求7所述的用于电池的冷却方法，其特征在于：在步骤(b)和步骤(c)之间还包括雾化冷却方法，其步骤包括：(1)开启雾化辅泵，对雾化输送管中的水加压；(2)水经雾化喷嘴喷射而出，形成雾化流；(3)开启雾化风扇，吹动雾化流通过该板式换热器的辅输入孔进入该板式换热器；(4)雾化流通过该板式换热器的辅输出孔流出。
9.如权利要求7所述的用于电池的冷却方法，其特征在于：在步骤(b)和步骤(c)之间还包括被动冷却方法，其步骤包括：(1)开启被动辅泵，对水进行加压；(2)水通过该板式换热器的辅输入孔进入该板式换热器；(3)水通过该板式换热器的辅输出孔进入被动散热器。
10.如权利要求7所述的用于电池的冷却方法，其特征在于：在步骤(b)和步骤(c)之间还包括制冷剂冷却方法，其步骤包括：(1)开启压缩机，将气态制冷剂液态化；(2)制冷剂由该板式换热器的辅输入孔进入该板式换热器；(3)制冷剂通过该板式换热器的辅输出孔进入制冷剂散热器。
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