CN107017446A - 电池热管理系统 - Google Patents

Abstract

本专利申请公开了一种电池热管理系统，包括用来放置电池且装有水的水箱，设置在水箱侧向的滤水板和设置在水箱下方的集水盒；所述滤水板将凝结的水导向所述集水盒；所述水箱靠近汽车车头的一侧设有进风管，所述水箱靠近汽车车尾的一侧设有出风管；所述出风管与所述滤水板正相对。本专利申请解决了现有电池热管理系统仅能够对汽车电池进行散热且散热效果不好的问题。

Description

电池热管理系统

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及汽车电池热管理领域。

背景技术

汽车电池是汽车上的重要部件，为汽车上的各个电器转换及储备能量。电池在工作中，会随着工作时间的增加而产生大量的热量，使汽车电池的温度升高。而因为现有技术的限制，汽车电池无法在高温情况下保持良好的工作状态。为了解决这一问题，现有的电池热管理系统在汽车电池的一侧设置了风扇，用来及时将汽车电池产生的热量吹走，降低汽车电池周围的温度，使汽车电池始终处于一个相对恒定的工作温度中。虽然风扇在一定程度上能够带走汽车电池表面的一些热量，但是当汽车电池周围空气都处于高温状态的时候，风扇产生的风本身就具有较高的温度，对汽车电池的降温效果不好。因此，现在的电池热管理系统的散热效果并不好。

而且，现在的电池热管理系统往往功能比较单一，仅仅是通过风扇来对汽车电池进行降温，没有其他有益于人们工作生活的附加功能。在当前竞争激烈的汽车市场中，很难为汽车产品增加附加价值。

此外，汽车电池除了不能在高温中保持良好的工作状态，在低温状态下也不能保持良好的工作状态。为了使汽车电池一直处在一个稳定的良好的工作环境下，不仅是要在温度高时对汽车电池进行散热，还需要在温度低时对汽车电池进行保温。而现有的电池热管理系统并不能使汽车电池处在这样一个相对合适的工作温度环境中。

发明内容

本发明意在提供一种电池热管理系统，以解决现有电池热管理系统功能单一且散热效果不好的问题。

为解决以上问题，提供如下方案：

方案一：本方案中的电池热管理系统，包括用来放置电池且装有水的水箱，设置在水箱侧向的滤水板和设置在水箱下方的集水盒；所述水箱靠近汽车车头的一侧设有开口朝向车头的进风管，所述水箱靠近汽车车尾的一侧设有出风管；所述滤水板将凝结的水导向所述集水盒；所述出风管上设有与所述滤水板正相对的出风口。

工作原理：

在汽车前进的时候，汽车因为运动而产生风。风从进风管进入到水箱中。水箱中的水将电池上产生的热量热传导到水中，使一些水汽化带走热量。从水箱外进入的风，将这些汽化的水蒸汽从出风管吹出到滤水板上。滤水板上的水蒸汽遇冷，重新凝结成水，滤水板将水导向集水盒中收集起来。因为水蒸汽在汽化的过程中，已经将原来水中的杂质脱离开来，只有水分子进行了形态变化，在这些水蒸汽再次凝结为水的时候，这些被集水盒收集起来的水相比于装进水箱中的水更加干净无杂质，可以使人直接饮用。

而将电池直接放置在水箱中，可以利用水的导热性比空气好的特点，将电池表面的热量全部传到水中。当环境温度高的时候，利用风将汽化的水蒸汽吹走，带走热量，进行降温。

有益效果：

1.利用水来吸收电池表面的热量，利用汽车行驶过程中产生的风来吹走水蒸汽来对电池进行降温，不仅结构简单，构思巧妙，且不会额外增加电池热管理系统的动力机构。

2.出风口正对滤水板，滤水板又将凝结的水导向集水盒，使用来对电池进行降温的水在完成降温的过程中，通过形态的变化，得到了过滤和净化。将不可以直接饮用的装进水箱中的自来水、河水、湖水等种类的水直接变为了可直接饮用的饮用水。整个过程没有额外增加动力源和净化机构，在对电池进行降温的同时完成了饮用水过滤和收集。

3.本发明仅包括水箱、滤水板和集水盒，结构简单，且直接与汽车的行驶相关联，在不增加额外动力源的前提下有效解决了现在的电池热管理系统散热效果不好的问题。

方案二：进一步，所述进风管包括与水箱连通的直管以及与直管连通且向外扩口的锥管。

风从锥管进入到直管，再由直管进入到水箱。因为锥管逐渐变小的管径，使通过锥管大管径端进入的大量空气逐渐被压缩进锥管的小管径端，并在气流的推动下通过直管进入到水箱中。这些被压缩的空气在水箱中，失去了原来压缩着空气的管壁的压迫，重新恢复到原来的体积，在恢复体积的过程中吸收散发在空气中的热量，对电池表面进行进一步的降温。

方案三：进一步，所述水箱设置在集水盒上。

集水盒对水箱起到了支撑作用，集水盒和水箱的紧凑结构有利于将电池热管理系统安装到汽车上，而不用占用额外的空间位置。

方案四：进一步，所述水箱中设置有用来包裹电池的导热绝缘膜。

电池直接与水接触，如果电池表面的防水膜较差则有可能使水浸入到电池里面，影响电池正常的运行。将电池放置在导热绝缘膜中，既能将电池表面的热量快速传导出来，又能起到进一步防水保护电池的作用。

方案五：进一步，所述进风管上设置有可用来封堵进风管的盖子。

当天气较寒冷的时候，主要是需要对电池进行保温。因为水的导热性比空气好，水中的热量比在空气中更能快速将热量传递给电池表面。通过盖子关闭进风口，使水箱处在一个相对封闭的环境下，电池工作时产生的热量传递到水中，当电池需要保温的时候，水将这些热量又不断传递给电池，对电池进行保温。

方案六：进一步，所述滤水板从远离水箱的一端到靠近水箱的一端倾斜向下设置。

水箱中带出来的水蒸汽，直接打落在滤水板上遇冷凝结。滤水板在承接水蒸汽的同时，因为风迎面吹到滤水板上，使滤水板上有一个向下作用的压力，加大了整个汽车的抓地力。

方案七：进一步，所述水箱内设置有用来覆盖水液面的透水膜。

在水箱内设置覆盖水液面的透水膜，既不会妨碍水蒸汽的进出，又避免了水箱内的水随着汽车运动而溅起水花的情况。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：水箱1、电池2、进风管3、出风管4、滤水板5、集水盒6。

实施例基本如附图1所示：电池2热管理系统，包括用来放置电池2且装有水的水箱1，设置在水箱1左侧的滤水板5和设置在水箱1下方的集水盒6；滤水板5靠近水箱1的方向倾斜向下设置。滤水板5将凝结的水导向集水盒6。滤水板5的表面上安装有滤网膜，可以进一步对凝结的水珠进行过滤。

水箱1靠近汽车车头的一侧即右侧，设有进风管3。述水箱1靠近汽车车尾的一侧即左侧，设有出风管4；出风管4与滤水板5正相对。进风管3安装在汽车的底部，且进风管3的进风口前方没有遮挡物，可以在汽车正常行驶过程中或者在汽车静止的时候都能与外界空气连通。在汽车行驶过程中，能够将风从进风管3吹进水箱1，并由出风管4吹出。

进风管3包括与水箱1连通的直管以及与直管连通且远离直管的方向直径逐渐变大的锥管。出风管4仅为一个直管。为了快速地将水箱1中的水蒸汽吹走，进风管3和出风管4同轴。

风从锥管进入到直管，再由直管进入到水箱1。因为锥管逐渐变小的管径，使通过锥管大管径端进入的大量空气逐渐被压缩进锥管的小管径端，并在形成风的空气的推动下通过直管进入到水箱1中。这些被压缩的空气在水箱1中，失去了压缩着的管壁，重新恢复到原来的体积，在恢复体积的过程中吸收散发在空气中的热量，对电池2表面进行进一步的降温。

水箱1直接设置在集水盒6的上表面上。集水盒6的上表面上安装有一个竖直向上，供滤水板5伸入的矩形结构的集水口。通过集水口可以使经过滤水板5过滤凝结的水全部落到集水盒6中，避免造成飞溅。集水盒6与滤水板5之间还设置有用来支撑滤水板5的支撑板。

集水盒6对水箱1和滤水板5起到了支撑作用，集水盒6和水箱1的紧凑结构有利于将电池2热管理系统安装到汽车上，而不用占用额外的空间位置。

水箱1中设置有用来包裹电池2的导热绝缘膜。导热绝缘膜呈凹槽形状设置，导热绝缘膜与水箱1的顶板连接。导热绝缘膜上方正对的位置上设置有可用来将电池2固定在水箱1内的压板。电池的正极和负极穿过压板上设置的两个孔与外面的结构连接。压板和导热绝缘膜一起将电池固定在水箱中的同时，使电池与水箱中的水隔开。该压板一端铰接在水箱1顶板上，另一端与水箱1顶板上设置的扣件扣接。压板和水箱1的顶板构成一个完整的箱板。导热绝缘膜可以选用参杂有内表面涂覆有氮化铝的硅橡胶膜材料，或者选用其他常用的导热绝缘膜。

为了方便对水箱1进行加水，水箱1上连接有可伸出车外的进水管。为了方便获取饮用水，集水盒6的左侧上设置有出水管。进水管和出水管上都安装有用来封堵管子的螺纹盖，而进水管和出水管可以选用食用级橡胶制成。

在水箱1的内壁上设置有用来覆盖水液面的透水膜。其中透水膜与水箱1连接的高度位置为进风管3的下方。在水箱内设置覆盖水液面的透水膜，既不会妨碍水蒸汽的出入，又避免了水箱内的水随着汽车运动而溅起水花的情况。透水膜可以选用开有网格的食用塑料膜，或者纸膜或者其它的透水材料。

导热绝缘膜既可以防止电池2与水直接接触，又能将电池2表面的热量快速传导出来。

进风管3上设置有可用来封堵进风管3的盖子。

当天气较寒冷的时候，主要是需要对电池2进行保温。因为水的导热性比空气好，水中的热量比在空气中更能快速将热量传递给电池2表面。通过盖子关闭进风口，使水箱1处在一个相对封闭的环境下，电池2工作时产生的热量进入水中，水将这些热量又不断传递给电池2，对电池2进行保温。

在汽车前进的时候，汽车因为运动而产生风。风从进风管3进入到水箱1中。风在通过进风管3的锥管进入的过程中，因为锥管到直管管径大小的变化，使空气被压缩。同时，水箱1中的水将电池2上产生的热量热传导到水中，使一些水汽化带走热量。从水箱1外进入的风，在进入水箱1后因为失去了压迫，重新吸热膨胀成原来的体积，进一步对水箱1内的环境和电池2表面进行降温。同时随着越来越多压缩后的冷空气形成的风，将这些汽化的水蒸汽以及吸收膨胀后的空气从出风管4吹出到滤水板5上。

滤水板5上的水蒸汽在运动到滤水板5的过程中逐渐遇冷，重新凝结成水，并沿着滤水板5通过集水口流向集水盒6中收集起来。因为水蒸汽在汽化的过程中，已经将原来水中的杂质舍弃，只有水分子进行了形态变化，在这些水蒸汽再次凝结为水的时候，这些被集水盒6收集起来的水相比于装进水箱1中的水更加干净无杂质，可以使人直接饮用。

而将电池2直接放置在水箱1中，可以利用水的导热性比空气好的特点，将电池2表面的热量全部带到水中。当环境温度高的时候，利用风将汽化的水蒸汽吹走，带走热量，进行降温。当环境温度低的时候，可以堵住进风管3，使热量不断进入水中对电池2进行保温。这样，热管理系统不仅可以使电池2在高温环境下得到降温散热，还能使低温环境下得到保温。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.电池热管理系统，其特征在于：包括用来放置电池且装有水的水箱，设置在水箱侧向的滤水板和设置在水箱下方的集水盒；所述水箱靠近汽车车头的一侧设有开口朝向车头的进风管，所述水箱靠近汽车车尾的一侧设有出风管；所述滤水板将凝结的水导向所述集水盒；所述出风管上设有与所述滤水板正相对的出风口。

2.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于：所述进风管包括与水箱连通的直管以及与直管连通且向外扩口的锥管。

3.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于：所述水箱设置在集水盒上。

4.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于：所述水箱中设置有用来包裹电池的导热绝缘膜。

5.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于：所述进风管上设置有可用来封堵进风管的盖子。

6.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于：所述滤水板从远离水箱的一端到靠近水箱的一端倾斜向下设置。

7.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于：所述水箱内设置有用来覆盖水液面的透水膜。