CN109786888B - 一种电池包散热装置及其方法和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池包散热装置及其方法和车辆，包括散热箱体、温度传感器和控制器；散热箱体内用于安装电池组；散热箱体的一端设有进风口，另一端设有出风口，出风口设有调节出风口大小的调节机构；温度传感器用于检测电池组进风口和出风口处的电池温度；控制器分别与温度传感器和出风口的调节机构连接。温度传感器检测电池组进风口和出风口处的电池温度，控制器判断进风口和出风口处的电池温差是否达到预设温度，并控制调节机构调节出风口的大小，来改变出风口位置的空气流速，进而提高这一区域的散热性能，制约因电池包内部温度而升高的冷却气流引起的电池组温度不均衡性，散热的同时保证了电池组的温度一致性，结构简单，效果明显。

Description

一种电池包散热装置及其方法和车辆

技术领域

本发明属于电池技术研究领域，具体涉及一种电池包散热装置及其方法和车辆。

背景技术

随着电池技术的进步和国家的大力支持，纯电动汽车的发展越来越快。电池作为纯电动汽车的动力来源，并且占到汽车成本的30-40％，是纯电动汽车的重要部分之一。因此有必要使电池处于舒适的工作环境，以便于电池可以正常工作，保持稳定的性能。但是电池包中，存在多个模组和电池串并联而会不断的积蓄热量，热量得不到及时的控制，导致电池组温度分布的不均匀性，这将大大增加电池的损坏，引起电池寿命的减少和均衡性变差，同时电池安全也得不到保障。所以，设计出高效且可靠的散热结构和方式尤为重要。

目前对电池散热的方式有很多，最为简单的是空气冷却，但是其散热效率较为低下，散热均衡性较差，往往出风口一侧的电池温度较高，难以保证有效的控制。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种电池包散热装置及其方法，解决目前电池组空气散热引起的温度不均衡性，进而提高电池循环寿命和可靠性，而且方法简单，易于实现。

本发明还提出一种具有上述电池包散热装置的车辆。

本发明的技术方案是：一种电池包散热装置，包括：

散热箱体，所述散热箱体内用于安装电池组；所述散热箱体的一端设有进风口，另一端设有出风口，所述出风口设有调节出风口大小的调节机构；

温度传感器，所述温度传感器用于检测电池组进风口和出风口处的电池温度；

和控制器，所述控制器分别与温度传感器和出风口的调节机构连接。

上述方案中，所述调节机构包括伸缩导风板；

所述伸缩导风板分别安装在散热箱体内部上下两侧，伸缩导风板离进风口近的一端与散热箱体转动连接，伸缩导风板离出风口近的一端与散热箱体设置的轨道通过滑块上下滑动。

进一步的，所述伸缩导风板离出风口近的一端与第一驱动机构连接；所述第一驱动机构与控制器连接。

上述方案中，所述调节机构还包括若干活动叶片；所述活动叶片分别通过轴承安装在离出风口处；所述轴承与第二驱动机构连接；所述第二驱动机构与控制器连接。

上述方案中，还包括风源提供机构，所述风源提供机构与进风口连接；

上述方案中，还包括风速控制器；

所述风速控制器分别与风源提供机构和控制器连接。

一种车辆，所述车辆包括所述电池包散热装置。

一种利用所述电池包散热装置的散热方法，包括以下步骤：

所述温度传感器检测电池组进风口和出风口处的电池温度，并传递给控制器；

所述控制器判断进风口和出风口处的电池温差是否达到预设温度，并控制调节机构调节出风口的大小。

上述方案中，当所述控制器判断电池温差ΔT高于预设温度T₁时，控制器控制节机构调节出风口的开度减小，直至ΔT＝T₁；

当所述控制器判断电池温差低于预设温度T₁时，控制器控制节机构调节出风口的开度增大，直至ΔT＝T₁。

上述方案中，所述控制器还通过风扇控制器控制风源提供机构的风速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明控制器根据温度传感器测量的进风口和出风口处电池温度差，控制所述出风口开度，通过调节机构控制出风口的大小，来改变出风口位置的空气流速，进而提高这一区域的散热性能，制约因电池包内部温度而升高的冷却气流引起的电池组温度不均衡性，散热的同时保证了电池组的温度一致性，结构简单，效果明显。

2.本发明所述出风口的调节机构工作时上下叶片向中心闭合，散热箱体内的伸缩导风板也沿着导轨上下滑动，改变出风口的大小，从而有效改变散热箱体内的空气域。

3.本发明控制器还通过风速控制器控制风扇的转速，对电池组进行均衡散热。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施方式的出风口变小结构示意图；

图2为本发明一实施方式的出风口变大结构示意图；

图3为本发明一实施方式的散热箱体示意图；

图4本发明实施例1中仿真软件comsol模拟进出风口面积比例为1：1的温度及气体流速分布图；

图5本发明实施例1中仿真软件comsol模拟进出风口面积比例为2：1.5的温度及气体流速分布图；

图6本发明实施例1中仿真软件comsol模拟进出风口面积比例为2：1的温度及气体流速分布图；

图7本发明一实施方式的散热系统散热控制方法的示意图。

图中，1.散热箱体；2.电池组；3.出风口；4.控制器；5.温度传感器；6.进风口；7.风扇；8.风速控制器；9.活动叶片；10.折叠闭合板；11.轨道；12.滑块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

图1和2所示为本发明所述电池包散热装置的一种实施方式，所述电池包散热装置包括散热箱体1、温度传感器5和控制器4。

所述散热箱体1内用于安装电池组2；所述散热箱体1的一端设有进风口6，另一端设有出风口3，所述出风口3设有调节出风口大小的调节机构。

所述温度传感器5用于检测电池组2进风口6和出风口3处的电池温度。

所述控制器4分别与温度传感器5和出风口3的调节机构连接。

优选的，所述调节机构包括伸缩导风板10；所述伸缩导风板10分别安装在散热箱体1内部上下两侧，伸缩导风板10离进风口6近的一端与散热箱体1转动连接，伸缩导风板10离出风口3近的一端与散热箱体1设置的轨道11通过滑块12上下滑动。所述伸缩导风板10离出风口3近的一端与第一驱动机构连接；所述第一驱动机构与控制器4连接。

优选的，所述调节机构还包括若干活动叶片9；所述活动叶片9分别通过轴承安装在离出风口3处；所述轴承与第二驱动机构连接；所述第二驱动机构与控制器4连接。

所述温度传感器5检测电池组2进风口6和出风口3处的电池温度，并传递给控制器4；控制器4判断温差是否达到设定温度；当温差未达到设定温度，通过控制调节机构调节出风口3的开度为电池散热，直至温差达到设定温度。

在温差高于所述设定温度时，控制调节机构调节出风口3的开度减小提高气流流速，直至温差达到设定温度，如图1所示为伸缩导风板10在第一驱动机构的带动下向出风口3中间移动，所述活动叶片9在第二驱动机构的带动下转动为关闭状态，将出风口3变小。有效改变散热箱体内的空气域。

在所述温差低于所述设定温度时，控制调节机构调节出风口的开度增大降低气流流速，直至所述温差达到所述设定温度，如图2所示为伸缩导风板10在第一驱动机构的带动下向出风口3上下两侧移动，所述活动叶片9在第二驱动机构的带动下转动为打开状态，将出风口3变大。

优选的，电池包散热装置还包括风源提供机构和风速控制器8，所述风源提供机构与进风口6连接。进一步的，所述风源提供机构为风扇7；所述风速控制器8分别与风扇7和控制器4连接。

所述控制器4向第一驱动机构、第二驱动机构发出指令的同时，可以发出指令给风扇7和风速控制器8。控制器4根据温度传感器5测量的温差通过风速控制器8控制风扇7的转速，对电池组2进行均衡散热。

图3、4和5为实施例1中仿真软件comsol模拟进出风口面积分别在1：1、2：1.5、2：1比例下的温度及气体流速分布图。由图3、4和5可知，电池组2右侧的右侧温度区域，向内侧缩小，温度变化呈现一个对称的形式，表明温度差别变小。因此，随着出风口的变小，气流流速变快，出风口附近的散热效果增强，电池组2的温度一致性变好。

实施例2

一种车辆，所述车辆包括实施例1所述的电池包散热装置。因而具有实施例1所述的一切有益效果，此处不再赘述。

实施例3

如图6所示为一种利用实施例1所述的电池包散热装置的散热方法，包括以下步骤：

所述温度传感器5检测电池组2进风口6和出风口3处的电池温度，并传递给控制器4；

所述控制器4判断进风口6和出风口3处的电池温差是否达到预设温度，并控制调节机构调节出风口3的大小。

当所述控制器4判断电池温差ΔT高于预设温度T₁时，控制器4控制节机构调节出风口3的开度减小，直至ΔT＝T₁；

当所述控制器4判断电池温差低于预设温度T₁时，控制器4控制节机构调节出风口3的开度增大，直至ΔT＝T₁。

所述控制器4还通过风速控制器8控制风源提供机构的风速。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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例的具体说明，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例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池包散热装置，其特征在于，包括

散热箱体(1)，所述散热箱体(1)内用于安装电池组(2)；所述散热箱体(1)的一端设有进风口(6)，另一端设有出风口(3)，所述出风口(3)设有调节出风口大小的调节机构；所述调节机构包括伸缩导风板(10)；所述伸缩导风板(10)分别安装在散热箱体(1)内部上下两侧，伸缩导风板(10)离进风口(6)近的一端与散热箱体(1)转动连接，伸缩导风板(10)离出风口(3)近的一端与散热箱体(1)设置的轨道(11)通过滑块(12)上下滑动；所述调节机构还包括若干活动叶片(9)；所述活动叶片(9)分别通过轴承安装在出风口(3)处；所述轴承与第二驱动机构连接；所述第二驱动机构与控制器(4)连接；

温度传感器(5)，所述温度传感器(5)用于检测电池组(2)进风口(6)和出风口(3)处的电池温度；

和控制器(4)，所述控制器(4)分别与温度传感器(5)和出风口(3)的调节机构连接,所述控制器(4)判断进风口(6)和出风口(3)处的电池温差是否达到预设温度，并控制调节机构调节出风口(3)的大小。

2.根据权利要求1所述的电池包散热装置，其特征在于，所述伸缩导风板(10)离出风口(3)近的一端与第一驱动机构连接；所述第一驱动机构与控制器(4)连接。

3.根据权利要求1所述的电池包散热装置，其特征在于，还包括风源提供机构，所述风源提供机构与进风口(6)连接。

4.根据权利要求3所述的电池包散热装置，其特征在于，还包括风速控制器(8)；

所述风速控制器(8)分别与风源提供机构和控制器(4)连接。

5.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-4任意一项所述的电池包散热装置。

6.一种利用权利要求1-4任意一项所述的电池包散热装置的散热方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述温度传感器(5)检测电池组(2)进风口(6)和出风口(3)处的电池温度，并传递给控制器(4)；

所述控制器(4)判断进风口(6)和出风口(3)处的电池温差是否达到预设温度，并控制调节机构调节出风口(3)的大小。

7.根据权利要求6所述的电池包散热装置的散热方法，其特征在于，当所述控制器(4)判断电池温差ΔT高于预设温度T₁时，控制器(4)控制节机构调节出风口(3)的开度减小，直至ΔT＝T₁；

当所述控制器(4)判断电池温差低于预设温度T₁时，控制器(4)控制节机构调节出风口(3)的开度增大，直至ΔT＝T₁。

8.根据权利要求6所述的电池包散热装置的散热方法，其特征在于，所述控制器(4)还通过风速控制器(8)控制风源提供机构的风速。

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