CN109119721A - 一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法 - Google Patents

一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109119721A
CN109119721A CN201810725422.3A CN201810725422A CN109119721A CN 109119721 A CN109119721 A CN 109119721A CN 201810725422 A CN201810725422 A CN 201810725422A CN 109119721 A CN109119721 A CN 109119721A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
runner
liquid cooling
cooling plate
battery modules
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.)
Granted
Application number
CN201810725422.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109119721B (zh
Inventor
徐晓明
李仁政
傅家麒
赵磊
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.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
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 Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201810725422.3A priority Critical patent/CN109119721B/zh
Publication of CN109119721A publication Critical patent/CN109119721A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109119721B publication Critical patent/CN109119721B/zh
Active 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
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • 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
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • 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
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/637—Control systems characterised by the use of reversible temperature-sensitive devices, e.g. NTC, PTC or bimetal devices; characterised by control of the internal current flowing through the cells, e.g. by switching
    • 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
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • 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
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • 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
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • 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
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • 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
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • 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

Abstract

本发明公开了一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法，利用温度传感器感知位于液冷板上的电池模组的温度数据，控制器对电池模组的温度数据分析后控制蓄电池对液冷板的加热接口供电实现对液冷板内部加热丝加热；液冷板的进水口与出水口之间依次连接电磁阀、水泵、储水器和散热装置，形成冷却循环回路。其中，在加热丝加热时，实现对液冷板内部与加热丝对应位置的流道内的记忆金属扰流板或流道入口处的记忆金属流道板的加热，两者受热后能够变形以改变液冷板内部液体的流动状态，实现关闭某流道以停止给对应的电池模组散热，或者调整流道内液体的流动状态使得该流道对应的电池模组实现最佳散热效率。

Description

一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控 制方法
技术领域
本发明涉及轨道交通电池组散热的技术领域，具体涉及一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法。
背景技术
目前国内外城市轨道交通车辆均采用电力电源，供电制式为DC 750 V和DC 1500V。一旦发生故障，将导致牵引供电的中断，影响城市轨道交通运营的质量，造成运营损失。轨道车装载应急牵引电池组系统，在车辆故障情况下，列车转入应急自牵引模式，依靠自身配置的应急牵引电池组系统将列车行驶至最近的站点。由于电池组作为主要应急牵引来源，功率大、电压等级高，所以对电池组热管理尤为重要。电池组在大倍率的放电情况下，电池产生大量的热量，同时由于电池组内部结构的原因，各电池单体的温度上升速率存在差异，长时间工作时，部分电池温度过高，同时电池组内部温度差异过大，会使电池组整体使用性能以及使用寿命降低。为了保证电池组能正常工作，延长其使用寿命并保证其工作性能，电池组的散热系统至关重要。
现在对于应急牵引电池组系统的散热方式与电动汽车的电池组散热方式比较近似，由于放电倍率大的原因，采用液冷板的液冷式散热是主流。通过在电池组下方布置液冷板，冷却液流经液冷板将电池传递至液冷板的热量带走，实现对电池组的降温，但是目前的液冷板结构形式固定，仅能调节流量大小，无法根据电池组实时变化的温度分布进行散热效率的调整，散热模式单一，即无法针对高温区域进行局部强化散热，造成散热效率低下，无法将因为工况变化造成的高温电池控制在合适温度范围，同时电池组热均衡性差，使电池的使用性能与使用寿命受到限制。
专利公开号CN105742693A，公开日2016年7月6日，发明创造的名称为一种高安全性锂离子电池模块，该申请公开了一种高安全性锂离子电池模块，其不足之处是：1、该发明专利公开的高安全性锂离子电池模块所采用的液冷装置无法根据电池组的实时温度分布调整散热效率；2、将电池散热到某一温度值所需要的时间较长。
专利申请号CN201510584799.8，公开日2015年12月23日，发明创造的名称为一种电池水冷散热器，该申请公开了一种电池水冷散热器，其不足之处是采用液冷板对电池组进行散热，但是液冷板结构形式固定，无法根据电池组温度的实时变化进行散热效率的调整，从而降低电池的热均衡性。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种液冷板、及利用该液冷板组成轨道交通电池组散热系统及散热控制方法，用于轨交列车应急牵引电池组系统正常工作时的散热，以保证电池组在工作时始终处于最佳放电温度区间，提高电池组的热均衡性，保证轨道列车在应急牵引电池组系统的使用性能与使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种液冷板，包括进水口和出水口，所述液冷板内部由分隔板划分成上下两层，上层为液体流动区域，下层为加热控制区域；所述液体流动区域由流道隔板划分为若干流道，每个流道内排列若干扰流板，每个流道的入口处设有流道板；所述加热控制区域内设有若干加热隔板，所述加热隔板固定在分隔板底部，相邻加热隔板之间形成凹槽、并且每个凹槽与位于分隔板上面的扰流板或流道板的位置相对应，每个凹槽内设有若干加热丝，所述加热丝的位置与所述扰流板的位置或所述流道板的位置相对应，在加热丝加热时能够给对应位置的扰流板或流道板加热；所述扰流板或所述流道板在加热时能够发生形变，该形变能够改变液体流动状态。
进一步，所述液冷板还包括外部的液冷板壳体；所述进水口和所述出水口设置在所述液冷板壳体的两端。
进一步，所述液冷板壳体上位于进水口的下方还设有加热接口，通过所述加热接口和导线能够对液冷板内部的加热丝加热。
进一步，所述扰流板和所述流道板在发生形变之后均能够恢复原形，优选采用记忆金属制成，即分别为记忆金属扰流板和记忆金属流道板。
进一步，所述扰流板和所述流道板均嵌入在位于分隔板上面的固定板的凹槽内；未发生形变时，所述扰流板和所述流道板均和所述固定板的板面平齐；发生形变时，所述扰流板和所述流道板均突出于所述固定板的板面。
一种轨道交通电池组基于记忆金属的散热系统，包括：电气系统、冷却系统，所述电气系统包括电池模组、温度传感器、信号线束、控制器、高压线束、蓄电池、控制线束，所述的冷却系统包括电磁阀、加热接口、液冷板、进水口、出水口、管路、散热装置、储水器、水泵。多个电池模组布置在液冷板上，温度传感器固定在电池模组内各电芯表面，通过信号线束将电池组的详细温度数据传输给控制器，蓄电池通过高压线束与控制器连接，同时控制器通过高压线束与加热接口连接，控制器通过对电池模组的温度数据分析控制蓄电池对加热接口供电以实现对液冷板内部加热，同时控制器通过控制线束与电磁阀、水泵分别连接，实现对电磁阀与水泵工作的控制，进水口与出水口分别布置在液冷板两端，加热接口布置在液冷板上，与进水口在同一端并在高度上低于进水口11，进水口与电磁阀、出水口与散热装置、散热装置与储水器、储水器与水泵以及电磁阀与水泵都分别通过管路连接。
同时，本发明中所述的液冷板包括加热接口、进水口、出水口、加热隔板、加热丝、流道隔板、固定板、记忆金属扰流板、分隔板、液冷板壳体、记忆金属流道板、导线。加热接口与进水口布置在液冷板同一端，并且加热接口处于进水口下方；出水口与进水口相对，布置在液冷板另一端；液冷板壳体由铝合金等轻质高导热系数材料制成，液冷板内部以分隔板分为上下两层，其中上层为液体流动区域，下层为加热控制区域，分隔板由防水绝缘导热的材料制成，并与液冷板壳体内部表面固定，在分隔板上方是固定板、记忆金属扰流板与记忆金属流道板所组成的工作层，记忆金属扰流板一端与固定板相固定不可移动，其余部位不固定，在工作层上方无记忆金属扰流板与记忆金属流道板部位布置流道隔板将液冷板的上层内部进行流道划分，即记忆金属扰流板布置在各流道间，同时流道入口处是记忆金属流道板，记忆金属流道板与流道等宽，达到变形温度变形时可封住对应流道，在分隔板下方设置若干个加热隔板，相邻加热隔板形成凹槽结构，并且凹槽结构凹陷部分直接对应记忆金属扰流板与记忆金属流道板，同时在凹陷部分设置加热丝，加热丝的位置与记忆金属扰流板和记忆金属流道板的位置对应，在加热丝加热时能够对位置对应的记忆金属扰流板或记忆金属流道板加热，加热丝通过导线连接至加热接口，通过选择某根特定的导线通电使对应的加热丝发热。
结合所述的轨道交通电池组散热系统，本发明提供如下散热控制方法：
首先，对液冷板内部的流道进行初步划分，将不需要散热的电池模组下方对应的流道封住，具体地：控制器通过温度传感器检测各电池模组温度，结合电池模组的合适工作温度范围判断是否有电池模组达到散热要求，若有，则控制器控制电磁阀打开、水泵打开促使冷却液循环、散热装置打开对冷却液进行散热，同时通过给不需要散热的电池模组下方对应的流道入口处的记忆金属流道板下方对应的加热丝通电，使对应的记忆金属流道板受热，在达到变形温度值后发生变形封住对应的流道；
其次，控制器进一步通过温度传感器对需要散热的电池模组的温度分布进行分析，判断需要散热的电池模组内部的高低温度分布情况，进一步计算分析得出最佳散热效率的流道内部形状，通过对需要散热的电池模组对应流道内记忆金属扰流板下方的加热丝通电，使根据分析结果得出的需要发生变形的记忆金属扰流板受热达到变形温度发生变形，从而使流经该流道的水流流动形式发生变化，达到最佳换热效率；具体地：
散热开始后，控制器通过温度传感器实时监测需要散热的电池模组的温度变化，根据实时的温度变化状态时刻进行最佳散热效率对应的流道内部形状的分析，实时对各加热丝的通电进行控制，从而对流道内部形状进行实时控制，使散热效率始终维持在最佳状态。
在上述散热过程中，控制器判断需要散热的电池模组内部最高温度Tmax是否小于合适温度上限值T0以及内部温差Tdiff是否小于温差上限值T1，若两个小于条件都满足，则散热完成，停止对各加热丝供电，使液冷板内部流道重置为初始状态，若两个小于条件未同时满足，则继续按照上述步骤进行散热。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明公开的一种轨道交通电池组基于记忆金属的散热系统及控制方法根据电池组的实时温度分布变化情况进行散热效率的调整，可以针对性的提高高温位置的散热效率。
(2)本发明公开的一种轨道交通电池组基于记忆金属的散热系统及控制方法使电池组散热所需要的时间极大降低，从而极大地提升了电池组的使用性能与使用寿命。
(3)本发明公开的一种轨道交通电池组基于记忆金属的散热系统及控制方法使电池组内部温差控制在比较小的范围之内，提高电池模组的热均衡性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电池组散热系统图；
图2为本发明实施例提供的液冷板侧面剖视图；
图3为本发明实施例提供的液冷板俯视剖视图；
图4为本发明实施例提供的电池模组布置示意图；
图5为本发明实施例提供的散热系统工作流程图；
其中：1-电池模组、2-温度传感器、3-信号线束、4-控制器、5-高压线束、6-蓄电池、7-电磁阀、8-控制线束、9-加热接口、10-液冷板、11-进水口、12-出水口、13-管路、14-散热装置、15-储水器、16-水泵、17-加热隔板、18-加热丝、19-流道隔板、20-固定板、21-记忆金属扰流板、22-分隔板、23-液冷板壳体、24-记忆金属流道板、25-导线。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种轨道交通电池组基于记忆金属的散热系统及控制方法，用于轨交列车的应急牵引电池组系统，能保证应急牵引电池组系统在工作时处于最佳温度区间。
下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1与图4所示，本发明实施例提供的轨道交通电池用基于记忆金属的散热系统包括电气系统、冷却系统，所述电气系统包括电池模组1、温度传感器2、信号线束3、控制器4、高压线束5、蓄电池6、控制线束8，所述的冷却系统包括电磁阀7、加热接口9、液冷板10、进水口11、出水口12、管路13、散热装置14、储水器15、水泵16；多个电池模组1布置在液冷板10上，温度传感器2固定在电池模组1内各电芯表面，通过信号线束3将电池模组1的详细温度数据传输给控制器4，蓄电池6通过高压线束5与控制器4连接，同时控制器4通过高压线束5与加热接口9连接，控制器4通过对电池模组1的温度数据分析控制蓄电池6对加热接口9的供电，同时控制器4通过控制线束8与电磁阀7、水泵16分别连接，实现对电磁阀7与水泵16工作的控制，进水口11与出水口12分别布置在液冷板10两端，加热接口9布置在液冷板10上、与进水口11在同一端并在高度上低于进水口11，进水口11与电磁阀7、出水口12与散热装置14、散热装置14与储水器15、储水器15与水泵16以及电磁阀7与水泵16都分别通过管路13连接，形成冷却循环回路。其中，散热装置14为散热器或换能器。
如图2与图3所示，本发明实施例提供的轨道交通电池用基于记忆金属的散热系统中所述的液冷板10包括加热接口9、进水口11、出水口12、加热隔板17、加热丝18、流道隔板19、固定板20、记忆金属扰流板21、分隔板22、液冷板壳体23、记忆金属流道板24、导线25；
加热接口9与进水口11布置在液冷板10同一端，并且加热接口9处于进水口11下方，出水口12与进水口11相对、布置在液冷板10另一端，液冷板壳体23由铝合金等轻质高导热系数材料制成；
液冷板10内部以分隔板22分为上下两层，其中上层为液体流动区域，下层为加热控制区域，分隔板22由防水绝缘导热的材料制成，并与液冷板壳体23内部表面固定；在分隔板22上方是固定板20、记忆金属扰流板21与记忆金属流道板24所组成的工作层，记忆金属扰流板21和记忆金属流道板24的底端与固定板20相固定不可移动，其余部位不固定，在记忆金属扰流板21和记忆金属流道板24不发生形变时，两者均嵌入在固定板内，表面和固定板的板面平齐，在发生形变时，两者突出于固定板的板面；在工作层上方无记忆金属扰流板21与记忆金属流道板24部位布置流道隔板19将液冷板10内部进行流道划分，即记忆金属扰流板21布置在各流道间，同时流道入口处是记忆金属流道板24，记忆金属流道板24与流道等宽，达到变形温度变形时可封住对应流道，在分隔板22下方设置加热隔板17，相邻加热隔板17之间形成凹槽结构，并且凹槽结构凹陷部分直接对应记忆金属扰流板21与记忆金属流道板24，同时在凹陷部分设置加热丝18，加热丝18通过导线25连接至加热接口9，通过选择特定的导线25通电使对应的加热丝18发热，在加热丝发热时能够给对应位置处的记忆金属扰流板21或者记忆金属流道板24加热。
如图5所示，本发明实施例提供的一种轨道交通电池用基于记忆金属的散热系统的散热控制方法如下：控制器4通过温度传感器2检测各电池模组1温度，结合电池模组1的合适工作温度范围判断是否有电池模组1达到散热要求，若有，则控制器4控制电磁阀7打开、水泵16打开促使冷却液循环、散热装置14打开对冷却液进行散热，同时通过给不需要散热的电池模组1下对应的流道入口处的记忆金属流道板24下方对应的加热丝18通电，使对应的记忆金属流道板24受热，在达到变形温度值后发生变形封住对应的流道，实现对液冷板10内部的流道进行初步划分，即不需要散热的电池模组1下方对应的流道被封住；
控制器4进一步通过温度传感器2对需要散热的电池模组1的温度分布进行分析，判断需要散热的电池模组1内部的高低温度分布情况，进一步计算分析最佳散热效率的流道内部形状，通过对对应流道内记忆金属扰流板21下方的加热丝18通电，使根据分析结果得出的需要发生变形的记忆金属扰流板21受热达到变形温度发生变形，从而使流经该流道的水流流动形式发生变化，达到最佳换热效率；散热开始后，控制器4通过温度传感器2实时监测需要散热的电池模组1的温度变化，根据实时的温度变化状态时刻进行最佳散热效率的流道内部形状的分析，实时对各加热丝18的通电进行控制，从而对流道内部形状进行实时控制，使散热效率始终维持在最佳状态；
上述散热过程中，控制器4判断需要散热的电池模组1内部最高温度Tmax是否小于合适温度上限值T0以及内部温差Tdiff是否小于温差上限值T1，若两个小于条件都满足，则散热完成，停止对各加热丝18供电，使液冷板10内部流道重置为初始状态，若两个小于条件未同时满足，则继续按照上述步骤进行散热。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供一种轨道交通电池组基于记忆金属的散热系统及控制方法，解决轨道交通车辆应急牵引电池系统在工作时的散热问题，保证应急牵引电池组系统在工作时在短时间内达到电池组工作的最佳温度区间，提高电池组的热均衡性，保证轨道列车在应急牵引电池组系统的使用性能与使用寿命。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷板，包括进水口(11)和出水口(12)，其特征在于，所述液冷板内部由分隔板(22)划分成上下两层，上层为液体流动区域，下层为加热控制区域；所述液体流动区域由流道隔板(19)划分为若干流道，每个流道内排列若干扰流板，每个流道的入口处设有流道板；所述加热控制区域内设有若干加热隔板(17)，所述加热隔板(17)固定在分隔板(22)底部，相邻加热隔板(17)之间形成凹槽、并且每个凹槽与位于分隔板(22)上面的扰流板或流道板的位置相对应，每个凹槽内设有若干加热丝(18)，所述加热丝(18)的位置与所述扰流板的位置或所述流道板的位置相对应，在加热丝(18)加热时能够给对应位置的扰流板或流道板加热；所述扰流板或所述流道板在加热时能够发生形变，该形变能够改变液体流动状态。
2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，还包括外部的液冷板壳体(23)；所述进水口(11)和所述出水口(12)设置在所述液冷板壳体(23)的两端。
3.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板壳体(23)上位于进水口(11)的下方还设有加热接口(9)，通过所述加热接口(9)能够对液冷板内部的加热丝(18)加热。
4.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述扰流板和所述流道板在发生形变之后均能够恢复原形，优选采用记忆金属制成，即分别为记忆金属扰流板(21)和记忆金属流道板(24)。
5.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述扰流板和所述流道板均嵌入在位于分隔板(22)上面的固定板(20)的凹槽内；未发生形变时，所述扰流板和所述流道板均和所述固定板(20)的板面平齐；发生形变时，所述扰流板和所述流道板均突出于所述固定板(20)的板面。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述液冷板组成的轨道交通电池组散热系统，其特征在于，包括电气系统和冷却系统；所述电气系统包括温度传感器(2)、控制器(4)、蓄电池(6)；所述冷却系统包括电磁阀(7)、液冷板(10)、散热装置(14)、储水器(15)、水泵(16)；
所述温度传感器(2)、所述蓄电池(6)均与所述控制器(4)相连；所述温度传感器(2)能够感知位于液冷板(10)上的电池模组(1)的温度数据信息，所述控制器(4) 对电池模组(1)的温度数据分析后控制蓄电池(6)对液冷板(10)的加热接口(9)供电实现对液冷板(10)内部加热；
所述控制器(4)分别与所述电磁阀(7)、所述水泵(16)连接，实现对电磁阀(7)与水泵(16)工作的控制；所述液冷板(10)的进水口(11)与出水口(12)之间依次连接电磁阀(7)、水泵(16)、储水器(15)和散热装置(14)，形成冷却循环回路。
7.根据权利要求6所述的轨道交通电池组散热系统，其特征在于，所述散热装置为散热器或换能器。
8.根据权利要求6所述的轨道交通电池组散热系统，其特征在于，所述控制器(4)对电池模组(1)的温度数据分析后控制蓄电池(6)对液冷板(10)的加热接口(9)供电实现对液冷板(10)内部加热时，包括如下两种情况：
若某电池模组(1)不需要散热，则对该电池模组(1)对应的流道入口处的记忆金属流道板(24)下方的加热丝(18)通电加热，使得对应的记忆金属流道板(24)受热变形，将该流道封住；
若对某需要散热的电池模组(1)进行最佳散热，则对该电池模组(1)对应的流道内的记忆金属扰流板(21)下方的加热丝(18)通电加热，使得对应的记忆金属扰流板(21)受热变形，改变液体流动状态，达到最佳散热效率。
9.根据权利要求6所述的轨道交通电池组散热系统的散热控制方法，其特征在于，包括如下：
首先，对液冷板(10)内部的流道进行初步划分，将不需要散热的电池模组(1)下方对应的流道封住，具体地：控制器(4)通过温度传感器(2)检测各电池模组(1)温度，结合电池模组(1)的合适工作温度范围判断是否有电池模组(1)达到散热要求，若有，则控制器(4)控制电磁阀(7)打开、水泵(16)打开促使冷却液循环、散热装置(14)打开对冷却液进行散热，同时通过给不需要散热的电池模组(1)下方对应的流道入口处的记忆金属流道板(24)下方对应的加热丝(18)通电，使对应的记忆金属流道板(24)受热，在达到变形温度值后发生变形封住对应的流道；
其次，控制器(4)进一步通过温度传感器(2)对需要散热的电池模组(1)的温度分布进行分析，判断需要散热的电池模组(1)内部的高低温度分布情况，分析得出最佳散热效率的流道内部形状，通过对需要散热的电池模组(1)对应流道内记忆金属扰流板(21)下方的加热丝(18)通电，使根据分析结果得出的需要发生变形的记忆金属扰流板(21)受热达到变形温度发生变形，从而使流经该流道的液体流动形式发生变化，达到最佳换热效率；具体地：
散热开始后，控制器(4)通过温度传感器(2)实时监测需要散热的电池模组(1)的温度变化，根据实时的温度变化状态进行最佳散热效率对应的流道内部形状的分析，实时对各加热丝(18)的通电进行控制，对流道内部形状进行实时控制，使散热效率始终维持在最佳状态。
10.根据权利要求9所述的轨道交通电池组散热系统的散热控制方法，其特征在于，还包括：控制器(4)判断需要散热的电池模组(1)内部最高温度Tmax是否小于合适温度上限值T0以及内部温差Tdiff是否小于温差上限值T1，若两个小于条件都满足，则散热完成，停止对各加热丝供电，使液冷板内部流道重置为初始状态；若两个小于条件未同时满足，则继续进行散热。
CN201810725422.3A 2018-07-04 2018-07-04 一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法 Active CN109119721B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810725422.3A CN109119721B (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810725422.3A CN109119721B (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109119721A true CN109119721A (zh) 2019-01-01
CN109119721B CN109119721B (zh) 2021-01-15

Family

ID=64823002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810725422.3A Active CN109119721B (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109119721B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110289460A (zh) * 2019-05-13 2019-09-27 江苏大学 一种动力电池热管理系统
CN110660941A (zh) * 2019-10-08 2020-01-07 宋智勇 一种新能源汽车用电池散热系统
CN111048867A (zh) * 2019-11-26 2020-04-21 江苏大学 一种风液耦合散热系统及其控制方法
CN111540983A (zh) * 2020-05-12 2020-08-14 西华大学 电动汽车中电池组用分布式温度均衡装置及温度均衡方法
CN112151912A (zh) * 2020-09-29 2020-12-29 东风汽车集团有限公司 冷却液流向可控电池包、电池包热管理系统及控制方法
CN112397806A (zh) * 2019-08-19 2021-02-23 格朗吉斯铝业（上海）有限公司 集成加热功能的电池冷板、动力电池系统及新能源车辆
CN114503345A (zh) * 2020-08-24 2022-05-13 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
CN116130828A (zh) * 2023-01-07 2023-05-16 广东永光新能源设计咨询有限公司 一种新能源汽车电池包散热系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012042642A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 株式会社 日立製作所 蓄電装置
CN204732500U (zh) * 2015-07-15 2015-10-28 惠州市亿能电子有限公司 一种电动汽车液冷电池模组
KR20160128697A (ko) * 2015-04-29 2016-11-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 냉각 시스템
DE102015007799A1 (de) * 2015-06-19 2016-12-22 Mann + Hummel Gmbh Wärmeübertragerelement, Wärmeübertrager und Energiespeicher
CN106602175A (zh) * 2017-01-26 2017-04-26 合肥国轩高科动力能源有限公司 电池液冷装置及电池系统
CN106762088A (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 浙江吉利控股集团有限公司 一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统及其方法
CN108110156A (zh) * 2018-02-01 2018-06-01 陈荣华 一种金属锂电池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012042642A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 株式会社 日立製作所 蓄電装置
KR20160128697A (ko) * 2015-04-29 2016-11-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 냉각 시스템
DE102015007799A1 (de) * 2015-06-19 2016-12-22 Mann + Hummel Gmbh Wärmeübertragerelement, Wärmeübertrager und Energiespeicher
CN204732500U (zh) * 2015-07-15 2015-10-28 惠州市亿能电子有限公司 一种电动汽车液冷电池模组
CN106762088A (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 浙江吉利控股集团有限公司 一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统及其方法
CN106602175A (zh) * 2017-01-26 2017-04-26 合肥国轩高科动力能源有限公司 电池液冷装置及电池系统
CN108110156A (zh) * 2018-02-01 2018-06-01 陈荣华 一种金属锂电池

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHAO, JIATENG; RAO, ZHONGHAO; LI, YIMIN: "Thermal performance of mini-channel liquid cooled cylinder based battery thermal management for cylindrical lithium-ion power battery", 《ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT》 *
袁昊等: "基于液体冷却和加热的电动汽车电池热管理系统(英文)", 《汽车安全与节能学报》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110289460A (zh) * 2019-05-13 2019-09-27 江苏大学 一种动力电池热管理系统
CN112397806A (zh) * 2019-08-19 2021-02-23 格朗吉斯铝业（上海）有限公司 集成加热功能的电池冷板、动力电池系统及新能源车辆
CN110660941A (zh) * 2019-10-08 2020-01-07 宋智勇 一种新能源汽车用电池散热系统
CN110660941B (zh) * 2019-10-08 2020-11-06 泉州睿郎机电技术有限公司 一种新能源汽车用电池散热系统
CN111048867A (zh) * 2019-11-26 2020-04-21 江苏大学 一种风液耦合散热系统及其控制方法
CN111048867B (zh) * 2019-11-26 2022-06-21 江苏大学 一种风液耦合散热系统及其控制方法
CN111540983A (zh) * 2020-05-12 2020-08-14 西华大学 电动汽车中电池组用分布式温度均衡装置及温度均衡方法
CN114503345A (zh) * 2020-08-24 2022-05-13 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
CN112151912A (zh) * 2020-09-29 2020-12-29 东风汽车集团有限公司 冷却液流向可控电池包、电池包热管理系统及控制方法
CN116130828A (zh) * 2023-01-07 2023-05-16 广东永光新能源设计咨询有限公司 一种新能源汽车电池包散热系统
CN116130828B (zh) * 2023-01-07 2023-11-07 广东永光新能源设计咨询有限公司 一种新能源汽车电池包散热系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN109119721B (zh) 2021-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109119721A (zh) 一种液冷板、及其组成的轨道交通电池组散热系统及散热控制方法
CN109449528B (zh) 一种相变储能液冷板、电池包主动热管理系统及控制方法
CN110165330A (zh) 一种基于记忆合金的电动汽车电池热管理系统及方法
CN109830775B (zh) 一种基于平面热管、液冷、相变储能导热板耦合的动力电池包多级散热系统及控制方法
CN109860947A (zh) 一种动力电池包可变流道主动热管理控制方法及系统
CN207233912U (zh) 车载电池热管理装置
CN110112499A (zh) 一种电池包复合热管理系统及其控制方法
CN205960153U (zh) 一种液冷电池模块、液冷动力电池系统及电动车辆
CN209581201U (zh) 一种可调加热速度的电池系统
CN109962317A (zh) 一种电动汽车电池模组热管理和能量回收系统及方法
CN112652840A (zh) 电动汽车电池热管理系统温度控制方法
CN106505279A (zh) 一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置与方法
CN207559018U (zh) 一种基于液体介质的汽车动力电池组温控装置
CN108923097B (zh) 一种磁流体液冷板、及其组成的液冷系统及控制方法
CN111048867B (zh) 一种风液耦合散热系统及其控制方法
CN106785231A (zh) 一种动力电池加热装置及控制方法
CN111312954B (zh) 一种电动汽车电池热管理装置及热管理方法
CN209200028U (zh) 集成式动力电池模组和动力电池包
CN106058371A (zh) 一种基于导热硅胶的新式外接水冷动力电池系统及其控制方法
CN110492026A (zh) 锂离子电池模组热平衡管理系统及其使用方法
CN106532191A (zh) 混合动力汽车的电池温度控制系统、控制方法及控制装置
WO2023098116A1 (zh) 自加热电池热管理控制装置、电池总成、电动车辆及方法
CN106207308B (zh) 一种电动汽车动力电池水冷系统及采用其的电动汽车
CN208078135U (zh) 一种电芯侧放式电池模组
CN113725504A (zh) 一种应用于储能电池包的直冷系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant