CN110828938A - 一种双层流道动力电池液冷板控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双层流道动力电池液冷板控制系统，包括温度传感器、电子膨胀阀、水泵一、水泵二、蒸发器、冷凝器和液冷板，温度传感器布置在电池组箱体内；水泵一设在液冷板与冷却液供应箱的连接通路上，水泵二一端与电子膨胀阀和蒸发器相连、另一端与液冷板相连；冷凝器与温度传感器相连，布置在控制系统电路总干路上；水泵一与水泵二相互并联；液冷板包括上底板和下底板，收集层流道设在上底板的内侧面上，分散层流道设在下底板的内侧面上，收集层流道与分散层流道的中央位置处以连接通道贯通。该控制系统的散热效果较单流道冷板更优，可以有效的缓解固有的温差问题，极大的提高了电池的温度均匀性。

Description

一种双层流道动力电池液冷板控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车的设计与制造技术领域，尤其涉及一种双层流道动力电池液冷板控制系统及其控制方法。
背景技术
动力电池作为纯电动汽车的动力源，是提高汽车性能、降低汽车成本的关键元件。动力电池的质量与效率直接关系和影响到电动汽车的质量与效果，但是，动力电池在充放电的过程中会产生大量的热量，如果热量不能及时散发，导致电池在恶劣环境下进行长期工作，会极大影响电池的使用寿命，甚至会引发火灾等安全事故。因此，在电动汽车的使用中，要密切注意动力电池的冷却处理问题。目前，主流的冷却方式有风冷和液冷这两种，传统的风冷形式已经无法满足现在的动力电池组的散热需求；相较而言，液冷形式效果更明显，液冷板作为液冷散热的主要部件，应用越来越广泛，对其结构的合理性也提出了越来越高的要求。
传统的液冷板在结构上多采用单流道的形式，该种形式易导致进出口处温差较大的问题，电池温度均匀性不易保证，冷却能力有限。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种双层流道动力电池液冷板控制系统及其控制方法，可以在满足电池散热的条件下极大缓解固有的电池温差问题，从而提升电池冷却效率。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种双层流道动力电池液冷板控制系统，包括温度传感器、电子膨胀阀、水泵一、水泵二、蒸发器、冷凝器和液冷板，温度传感器布置在电池组箱体内，能够实时检测电池的温度变化；水泵一设在液冷板与冷却液供应箱的连接通路上，水泵二一端与电子膨胀阀和蒸发器相连、另一端与液冷板相连；冷凝器与温度传感器相连，布置在控制系统电路总干路上；水泵一与水泵二相互并联；液冷板包括上底板和下底板，收集层流道设在上底板的内侧面上，分散层流道设在下底板的内侧面上，收集层流道与分散层流道中央位置处以连接通道贯通。
进一步地，收集层流道由两条子流道沿上底板的两条对角线相互交叉布置，两条子流道的中央位置处连通，在子流道的端部分别设有一个冷却液入口，四个冷却液入口的开口方向平行。
进一步地，分散层流道整体呈回形结构，在分散层流道的两个端口分别设有一个冷却液出口，两个冷却液出口的开口方向平行。
进一步地，上底板和下底板均由铝制板材制成，在收集层流道与分散层流道之间的空隙内填充铝制型材。
进一步地，在上底板和下底板的外侧面上分别设有与底板形状相适应的导热垫片。
一种双层流道动力电池液冷板控制系统的控制方法，具体程序为：
汽车启动，电池组冷却系统检测冷却器是否工作，冷却器工作，冷凝器开始工作，水泵一向四个冷却液入口供水；控制系统采集温度传感器感应到的实时电池温度数据，若温度在控制范围内则只有水泵一工作；若温度超过控制范围，电子膨胀阀被打开，蒸发器开始工作降低冷却液温度，并且水泵二运行增加冷却液入口处总的流量；
汽车启动，电池组冷却系统检测冷却器是否工作，冷却器未工作，控制系统直接检测温度传感器数据，若温度在控制范围内则冷却系统不启动；若温度超过控制范围，电子膨胀阀被打开，蒸发器开始工作，水泵二运行给冷却液入口供水；
控制系统开始工作，冷却液从四个冷却液入口流入收集层流道，沿着子流道汇集到收集层流道的中央，随后，通过连接通道流入分散层流道，冷却液在分散层流道内沿两个相反的方向流向冷板两侧，最后从两个冷却液出口流出，离开冷板。
本发明的有益效果是：
1. 本发明公开的一种双流道动力电池液冷板控制系统及控制方法，散热效果较单流道冷板更优，可以有效的缓解固有的温差问题，极大的提高了电池的温度均匀性；
2. 在液冷板的上底板和下底板上设置的导热垫片都直接与电池接触，接触面积更大，结构轻薄，散热效率高。
3. 本发明公开的一种双流道动力电池液冷板控制系统中设有两个水泵，在水泵一发生故障停机时水泵二可以继续工作，大大提高了系统的可靠性；同时，在水泵一正常工作时，若电池组温度超过控制温度，水泵二可以调节增大冷却液入口的冷却液流入速度，在极端环境下散热效果更好，效率更高。
附图说明
图1为液冷板的结构示意图；
图2为收集层流道和分散层流道的结构示意图；
图3为一种双流道动力电池液冷板控制系统的控制方法流程图；
图4为温控系统原理图；
其中，1-上底板，2-下底板，3-收集层流道，4-分散层流道，5-连接通道，6-冷却液入口，7-冷却液出口，8-导热垫片。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
为了可以有效的缓解传统液冷板在对电池组降温过程中产生的温差问题，进一步提高电池的温度均匀性，本实施方式中公开一种双层流道动力电池液冷板控制系统，包括温度传感器、电子膨胀阀、水泵一、水泵二、蒸发器、冷凝器和液冷板，温度传感器布置在电池组箱体内，能够实时检测电池的温度变化；水泵一设在液冷板与冷却液供应箱的连接通路上，水泵二与电子膨胀阀和蒸发器相连；冷凝器与温度传感器相连，布置在控制系统电路总干路上；水泵一与水泵二相互并联；液冷板包括上底板1和下底板2，收集层流道3设在上底板1的内侧面上，分散层流道4设在下底板2的内侧面上，双流道的设计使得散热效果较单流道冷板更优，可以有效的缓解固有的温差问题，收集层流道3与分散层流道4中央位置处以连接通道5贯通。
收集层流道3由两条子流道沿上底板1的两条对角线相互交叉布置，两条子流道的中央位置处连通，在子流道的端部分别设有一个冷却液入口6，四个冷却液入口6的开口方向平行。
分散层流道4整体呈回形结构，在分散层流道4的两个端口分别设有一个冷却液出口7，两个冷却液出口7的开口方向平行。
上底板1和下底板2均由铝制板材制成，在收集层流道3与分散层流道4之间的空隙内填充铝制型材。
在上底板1和下底板2的外侧面上分别设有与底板形状相适应的导热垫片8，导热垫片8与电池组中的电池直接接触，接触面积大，散热效率高。
一种双层流道动力电池液冷板控制系统的控制方法，具体程序为：
汽车启动，电池组冷却系统检测冷却器是否工作，冷却器工作，冷凝器开始工作，水泵一向四个冷却液入口供水；控制系统采集温度传感器感应到的实时电池温度数据，若温度在控制范围内则只有水泵一工作；若温度超过控制范围，电子膨胀阀被打开，蒸发器开始工作降低冷却液温度，并且水泵二运行增加冷却液入口处总的流量；
汽车启动，电池组冷却系统检测冷却器是否工作，冷却器未工作，控制系统直接检测温度传感器数据，若温度在控制范围内则冷却系统不启动；若温度超过控制范围，电子膨胀阀被打开，蒸发器开始工作，水泵二运行给冷却液入口供水；
控制系统开始工作，冷却液从四个冷却液入口流入收集层流道，沿着子流道汇集到收集层流道的中央，随后，通过连接通道流入分散层流道，冷却液在分散层流道内沿两个相反的方向流向冷板两侧，最后从两个冷却液出口流出，离开冷板。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种双层流道动力电池液冷板控制系统，其特征在于，包括温度传感器、电子膨胀阀、水泵一、水泵二、蒸发器、冷凝器和液冷板，温度传感器布置在电池组箱体内；水泵一设在液冷板与冷却液供应箱的连接通路上，水泵二一端与电子膨胀阀和蒸发器相连、另一端与液冷板相连；冷凝器与温度传感器相连，布置在控制系统电路总干路上；水泵一与水泵二相互并联；液冷板包括上底板（1）和下底板（2），收集层流道（3）设在上底板（1）的内侧面上，分散层流道（4）设在下底板（2）的内侧面上，收集层流道（3）与分散层流道（4）的中央位置处以连接通道（5）贯通。
2.如权利要求1所述的一种双层流道动力电池液冷板控制系统，其特征在于，收集层流道（3）由两条子流道沿上底板（1）的两条对角线相互交叉布置，两条子流道的中央位置处连通，在子流道的端部分别设有一个冷却液入口（6），四个冷却液入口（6）的开口方向平行。
3.如权利要求1所述的一种双层流道动力电池液冷板控制系统，其特征在于，分散层流道（4）整体呈回形结构，在分散层流道（4）的两个端口分别设有一个冷却液出口（7），两个冷却液出口（7）的开口方向平行。
4.如权利要求1所述的一种双层流道动力电池液冷板控制系统，其特征在于，上底板（1）和下底板（2）均由铝制板材制成，在收集层流道（3）与分散层流道（4）之间的空隙内填充铝制型材。
5.如权利要求1所述的一种双层流道动力电池液冷板控制系统，其特征在于，在上底板（1）和下底板（2）的外侧面上分别设有与底板形状相适应的导热垫片（8）。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种双层流道动力电池液冷板控制系统的控制方法，其特征在于，具体控制程序为：汽车启动，电池组冷却系统检测冷却器是否工作，冷却器工作，冷凝器开始工作，水泵一向四个冷却液入口供水；控制系统采集温度传感器感应到的实时电池温度数据，若温度在控制范围内则只有水泵一工作；若温度超过控制范围，电子膨胀阀被打开，蒸发器开始工作降低冷却液温度，并且水泵二运行增加冷却液入口处总的流量；汽车启动，电池组冷却系统检测冷却器是否工作，冷却器未工作，控制系统直接检测温度传感器数据，若温度在控制范围内则冷却系统不启动；若温度超过控制范围，电子膨胀阀被打开，蒸发器开始工作，水泵二运行给冷却液入口供水；控制系统开始工作，冷却液从四个冷却液入口流入收集层流道，沿着子流道汇集到收集层流道的中央，随后，通过连接通道流入分散层流道，冷却液在分散层流道内沿两个相反的方向流向冷板两侧，最后从两个冷却液出口流出，离开冷板。
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