CN113193263A - 一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统 - Google Patents

一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113193263A
CN113193263A CN202110472959.5A CN202110472959A CN113193263A CN 113193263 A CN113193263 A CN 113193263A CN 202110472959 A CN202110472959 A CN 202110472959A CN 113193263 A CN113193263 A CN 113193263A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling
charging
battery
heat exchanger
inserted sheet
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.)
Pending
Application number
CN202110472959.5A
Other languages
English (en)
Inventor
苗辉
王爱峰
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.)
China Aero Engine Research Institute
Original Assignee
China Aero Engine Research Institute
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 China Aero Engine Research Institute filed Critical China Aero Engine Research Institute
Priority to CN202110472959.5A priority Critical patent/CN113193263A/zh
Publication of CN113193263A publication Critical patent/CN113193263A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • 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
    • H01M10/65—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
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本公开涉及一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统，充电冷却装置包括插片冷却组件，插片冷却组件包括若干冷却插片，冷却插片内具有冷却通道，冷却通道内填充有液态金属冷却介质，液态金属冷却介质可在冷却通道内流动，冷却插片用于汽车电池的冷却；汽车电池包括若干电池片，相邻电池片之间具有间隙，间隙用于插装充电冷却装置中的冷却插片、且相适配；充电冷却系统包括充电冷却装置和汽车电池，插片冷却组件的各冷却插片对应插装进相邻电池片之间的间隙、且相适配。本申请液态金属冷却介质大大提升冷却能力，冷却系统布置在充电站，每辆车的购置、使用成本大大降低，降低了车辆系统和结构的复杂性。

Description

一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统
技术领域
本公开涉及动力电池冷却技术领域，尤其涉及一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统。
背景技术
随着电动汽车技术的发展，续航里程持续增加，车载电池容量越来越大，同时用户要求缩短充电时间，因此超高功率的充电技术是未来必然的发展方向。
超高功率充电技术最主要的瓶颈问题包括充电时电池产生大量的热，如果冷却系统无法将热量及时释放，会导致电池燃烧等灾难性后果。所以，电池包的冷却技术是电动汽车领域研究的重点方向之一。
对于未来超大功率的充电，采用常规冷却液的液体冷却需要极大的冷却流量，有可能无法满足需求，同时，对于电动汽车而言，主要在超大功率充电时需要强大的冷却能力，而在正常行驶时，通常自然风冷即可满足要求，每辆车上布置安装大容量电池的冷却系统，其系统和结构布置复杂，也显著增加了成本、降低了可靠性，明显造成了系统冗余。
因此，本申请提出一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种电动汽车电池超高功率充电冷却系统。
本发明采用的技术方案是这样的：
一种汽车充电冷却装置，包括插片冷却组件，所述插片冷却组件包括若干冷却插片，所述冷却插片内具有冷却通道，所述冷却通道内填充有液态金属冷却介质，所述液态金属冷却介质可在所述冷却通道内流动，所述冷却插片用于汽车电池的冷却。
优选地，还包括动力泵、换热器，所述插片冷却组件的入口端通过管路与所述动力泵的出口连接，所述插片冷却组件的出口端通过管路与所述换热器的入口连接，所述动力泵的入口通过管路与所述换热器的出口连接，所述动力泵、换热器、管路内均填充有液态金属冷却介质。
优选地，各所述冷却插片串联或者并联布置。
优选地，每个所述冷却插片内的冷却通道串联或者并联布置。
优选地，所述换热器为管翅式换热器或板翅式换热器。
优选地，还包括冷却风扇，所述冷却风扇对准所述换热器。
优选地，所述液态金属冷却介质为镓铟锡合金或者钠钾合金。
一种汽车电池，包含若干电池片，相邻所述电池片之间具有间隙，所述间隙用于插装前述的充电冷却装置中的所述冷却插片、且相适配。
一种汽车充电冷却系统，
包括前述的充电冷却装置、前述的汽车电池；
所述插片冷却组件的各所述冷却插片对应插装进相邻所述电池片之间的所述间隙、且相适配。
优选地，所述冷却插片的覆盖面积不小于所述电池片的面积。
综上所述，本申请以液态金属为冷却介质，大大提升了冷却能力，可适应未来兆瓦级甚至更高级别的充电冷却需求，冷却系统布置在地面的充电站，而不是在每辆车上均设置冷却系统，充电站设置的冷却系统成本由每辆车分摊，每辆车的购置、使用成本大大降低，同时，降低了车辆系统和结构的复杂性，系统故障率降低。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是本发明中充电冷却装置示意图；
图2是本发明中汽车电池示意图；
图3是本发明中充电冷却系统示意图。
图中标记：1为冷却插片，2为动力泵，3为换热器，4为管路，5为冷却风扇，6为电池片，7为间隙，8为电动汽车。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
如图1所示，一种汽车充电冷却装置，包括插片冷却组件，插片冷却组件包括若干冷却插片1，各冷却插片1串联或者并联布置，冷却插片1内具有冷却通道(图中未示出)，每个冷却插片1内的冷却通道串联或者并联布置，冷却通道内填充有液态金属冷却介质，液态金属冷却介质为镓铟锡合金或者钠钾合金，具体为镓铟锡合金，液态金属冷却介质可在冷却通道内流动，冷却插片1用于汽车电池的冷却。
还包括动力泵2、换热器3，换热器3的材料首选不与液态金属冷却介质反应的材质，具体为不锈钢，动力泵2为电驱动离心泵或者柱塞泵，具体为电驱动离心泵，插片冷却组件的入口端通过管路4与动力泵2的出口连接，插片冷却组件的出口端通过管路4与换热器3的入口连接，动力泵2的入口通过管路4与换热器3的出口连接，动力泵2、换热器3、管路4内均填充有液态金属冷却介质。
进一步地，换热器3为管翅式换热器或板翅式换热器，还包括冷却风扇5，冷却风扇5对准换热器3，增加换热器3的散热效率，进而增加插片冷却组件的冷却效率。
如图2和3所示，一种汽车电池，包含若干电池片6，相邻电池片6之间具有间隙7，间隙7用于插装前述的充电冷却装置中的冷却插片1、且相适配。
如图1至3所示，一种汽车充电冷却系统，
包括前述的充电冷却装置、前述的汽车电池，前述的充电冷却装置设置于充电站；插片冷却组件的各冷却插片1对应插装进相邻电池片6之间的间隙7、且相适配，冷却插片1表面与电池片6表面相接触，冷却插片1的覆盖面积不小于电池片6的面积，保证了冷却插片1对电池片6的覆盖率，进而提高冷却插片1对电池片6的冷却效率。
在使用时，将插片冷却组件插装入电动汽车8的电池组件中，相邻电池片6之间的间隙7内均插装有冷却插片1，通过冷却插片1带走电池片6充电时产生的热量，动力泵2为系统内的液态金属冷却介质提供流动动力，液态金属冷却介质流过各个冷却插片1，吸收电池片6的热量后从插片冷却组件出口流入换热器3，通过换热器3对吸收热量的液态金属冷却介质进行冷却，冷却后的液态金属冷却介质经过动力泵2增压后再次流入插片冷却组件的入口，进而进入各冷却插片1再次进行冷却作业，如此循环，直至充电结束。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种汽车充电冷却装置，其特征在于：包括插片冷却组件，所述插片冷却组件包括若干冷却插片(1)，所述冷却插片(1)内具有冷却通道，所述冷却通道内填充有液态金属冷却介质，所述液态金属冷却介质可在所述冷却通道内流动，所述冷却插片(1)用于汽车电池的冷却。
2.根据权利要求1所述的一种汽车充电冷却装置，其特征在于：还包括动力泵(2)、换热器(3)，所述插片冷却组件的入口端通过管路(4)与所述动力泵(2)的出口连接，所述插片冷却组件的出口端通过管路(4)与所述换热器(3)的入口连接，所述动力泵(2)的入口通过管路(4)与所述换热器(3)的出口连接，所述动力泵(2)、换热器(3)、管路(4)内均填充有液态金属冷却介质。
3.根据权利要求2所述的一种汽车充电冷却装置，其特征在于：各所述冷却插片(1)串联或者并联布置。
4.根据权利要求3所述的一种汽车充电冷却装置，其特征在于：每个所述冷却插片(1)内的冷却通道串联或者并联布置。
5.根据权利要求2所述的一种汽车充电冷却装置，其特征在于：所述换热器(3)为管翅式换热器或板翅式换热器。
6.根据权利要求5所述的一种汽车充电冷却装置，其特征在于：还包括冷却风扇(5)，所述冷却风扇(5)对准所述换热器(3)。
7.根据权利要求1所述的一种汽车充电冷却装置，其特征在于：所述液态金属冷却介质为镓铟锡合金或者钠钾合金。
8.一种汽车电池，其特征在于：包含若干电池片(6)，相邻所述电池片(6)之间具有间隙(7)，所述间隙(7)用于插装如权利要求1至7任一项所述的充电冷却装置中的所述冷却插片(1)、且相适配。
9.一种汽车充电冷却系统，其特征在于：
包括如权利要求1至7任一项所述的充电冷却装置、如权利要求8所述的汽车电池；
所述插片冷却组件的各所述冷却插片(1)对应插装进相邻所述电池片(6)之间的所述间隙(7)、且相适配。
10.根据权利要求9所述的一种汽车充电冷却系统，其特征在于：所述冷却插片(1)的覆盖面积不小于所述电池片(6)的面积。
CN202110472959.5A 2021-04-29 2021-04-29 一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统 Pending CN113193263A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110472959.5A CN113193263A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110472959.5A CN113193263A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113193263A true CN113193263A (zh) 2021-07-30

Family

ID=76980508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110472959.5A Pending CN113193263A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113193263A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207559018U (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 山东大学 一种基于液体介质的汽车动力电池组温控装置
CN207690952U (zh) * 2017-09-05 2018-08-03 崔中华 一种流道板及方形电芯冷却液循环系统
CN108649296A (zh) * 2018-05-17 2018-10-12 中国电力科学研究院有限公司 一种基于液态金属导热的锂离子电池储能快速散热装置及方法
CN208570855U (zh) * 2018-03-13 2019-03-01 北京微焓科技有限公司 电池冷却组件及包含有该电池冷却组件的电动汽车冷却系统
US20190237833A1 (en) * 2016-10-05 2019-08-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stored Electrical Energy Source Having an Emergency Cooling Device
CN110197935A (zh) * 2018-02-27 2019-09-03 格朗吉斯铝业（上海）有限公司 一种用于电池模组的水冷板

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190237833A1 (en) * 2016-10-05 2019-08-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stored Electrical Energy Source Having an Emergency Cooling Device
CN207690952U (zh) * 2017-09-05 2018-08-03 崔中华 一种流道板及方形电芯冷却液循环系统
CN207559018U (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 山东大学 一种基于液体介质的汽车动力电池组温控装置
CN110197935A (zh) * 2018-02-27 2019-09-03 格朗吉斯铝业（上海）有限公司 一种用于电池模组的水冷板
CN208570855U (zh) * 2018-03-13 2019-03-01 北京微焓科技有限公司 电池冷却组件及包含有该电池冷却组件的电动汽车冷却系统
CN108649296A (zh) * 2018-05-17 2018-10-12 中国电力科学研究院有限公司 一种基于液态金属导热的锂离子电池储能快速散热装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2955780B1 (en) Battery pack with enhanced safety against leakage of liquid-phase refrigerant
CN102246331B (zh) 具有优异散热性能的电池模块及其电池组
JP4928057B2 (ja) 流体冷却式電池パックシステム
JP5349968B2 (ja) 高い冷却効率を有するバッテリーモジュール
CN112119534A (zh) 包括具有一体制冷剂回路构件的框架型材的电池组
CN102074749B (zh) 一种混合动力汽车用锂离子电池系统
US9923251B2 (en) EV battery pack cooling system
CN107946689A (zh) 具有外部热管理系统的电池系统
CN105914425A (zh) 电池系统冷却系统和方法
JP2013516739A (ja) 改善された冷却効率の、中型又は大型のバッテリパック
JP2010528406A (ja) セルとの熱的接触を密接にするための最適化された冷却チューブ形状
CN107719144B (zh) 用于车辆电池的热交换板总成
CN108666700A (zh) 密封高压牵引电池组的闭环直接冷却系统
CN111864296A (zh) 用于使车辆的电池冷却的装置
US20170229748A1 (en) EV Battery Pack Cooling System
US20220332162A1 (en) Integrated thermal management module for vehicle
US9997812B2 (en) EV battery pack cooling system
CN110571494A (zh) 车辆用电池的冷却构造
CN113193263A (zh) 一种汽车充电冷却装置、汽车电池、充电冷却系统
CN218391946U (zh) 电池消防系统、电池及用电装置
Kulkarni et al. Battery packaging and system design for an electric vehicle
US11165108B2 (en) High voltage accumulator
US10446892B2 (en) Battery module including cooling fins of which mounting directions are alternately arrayed
KR20200084404A (ko) 전기자동차의 배터리 모듈용 냉각패널
US20230364962A1 (en) Integrated thermal management system

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210730