CN113471576A - 一种油冷电池热管理系统及控制方法 - Google Patents

一种油冷电池热管理系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种油冷电池热管理系统，包括油箱壳体，电池通过安装支架固设在油箱壳体内，油箱壳体的底部充满相变颗粒悬浮液，油泵的出油口通过油管与三通电磁阀的一端相连，三通电磁阀的另外两个端口分别与第一管路和第二管路连通，第一管路向上与固设在导流中间板下板面的第三管路的进口端连通，导流中间板的板面上开设多个出油孔，所述第二管路的出口端通过三通接口分别与第一管路的出口端、第三管路的进口端连通。本发明还公开了一种油冷电池热管理系统的控制方法。本发明采用油冷，传热速度快，可以在短时内达到很好的散热效果；采用的相变颗粒悬浮液，可以达到更好的吸热和保温功能，因此对温度的控制效果更好。

Description

一种油冷电池热管理系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电池热管理技术领域，尤其是一种油冷电池热管理系统及控制方法。
背景技术
目前，能源危机和环境问题已经成为了世界各国共同面临的全球性问题。发展节能环保的新能源汽车是解决全球范围内资源枯竭和环境恶化的有效手段，也是未来汽车交通发展的长远解决方案。
作为纯电动汽车唯一的储能元件，动力电池的工作性能优劣会制约电动汽车的整车性能。温度是影响动力电池性能的主要因素，如果动力电池在高温环境下得不到及时的散热，将会导致电池内部电解液和正负极材料发生分解，最终导致充放电效率及容量降低，温度过高还会影响电池的安全性与可靠性。相反，如果动力电池处于低温环境下，电池内部的电解液活性会降低，导致内阻增大，从而使电池发热所占总能量的比例增大，造成能量的浪费。因此，为保证汽车电池的动力性和经济性，须采用热管理系统使电池的温度始终处于20℃到45℃区间内。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种结构简单、成本低，能够在短时内达到很好的散热效果，对温度的控制效果更好的油冷电池热管理系统。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种油冷电池热管理系统，包括油箱壳体，电池通过安装支架固设在油箱壳体内，油泵固设在油箱壳体的底部，油箱壳体的底部充满相变颗粒悬浮液，油泵的进油口与过滤器连通，油泵的出油口通过油管与三通电磁阀的一端相连，三通电磁阀的另外两个端口分别与第一管路和第二管路的进口端连通，第一管路向上与固设在导流中间板下板面的第三管路的进口端连通，第三管路上设置多个喷头，导流中间板的板面上开设多个出油孔，导流中间板的上方设置盖板，所述第二管路的出口端通过三通接口分别与第一管路的出口端、第三管路的进口端连通，第二管路上安装散热器。
所述相变颗粒悬浮液由冷却油和相变颗粒组成。
所述导流中间板的上表面左右边缘部分的高度高于中间部分，导流中间板呈V形；所述油箱壳体底部左右边缘的高度高于中间部分，油箱壳体的底部呈V形。
所述油箱壳体的两侧呈圆弧状。
所述第一管路和第二管路为软管，第二管路从油箱壳体的内壁上穿过，所述散热器位于油箱壳体的外侧。
所述第三管路包括横管，沿横管的长度方向上等间距布置多个竖管，竖管与横管连通，横管的进口端分别与第一管路的出口端、第二管路的出口端连通，横管的出口端封闭，所述竖管的两端开设作为喷头的开口。
本发明的另一目的在于提供一种油冷电池热管理系统的控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：
（1）油泵不开启，汽车加减速行驶时，相变颗粒悬浮液由于自身惯性，在油箱壳体底部开始流动，部分相变颗粒悬浮液随后沿着油箱壳体两侧的弧形结构洒落至导流中间板的顶面上，相变颗粒悬浮液从导流中间板边缘部分沿着其表面向中间流动，当经过出油孔时滴落至电池表面，对电池进行降温，最后流入油箱壳体底部，完成整个被动式油冷循环；
（2）当电池温度达到第一设定温度时，相变颗粒悬浮液未达到第二设定温度时，油泵开启，三通电磁阀不开启，相变颗粒悬浮液受到油泵的驱动在油管中流动，由于三通电磁阀未开启，相变颗粒悬浮液不经过散热器散热，直接通过喷头洒落至电池表面，对电池进行降温，最后流回油箱壳体底部，完成整个主动式油冷小循环流动；
（3）当电池温度达到第一设定温度时，相变颗粒悬浮液达到第二设定温度时，油泵与三通电磁阀同时开启，相变颗粒悬浮液受到油泵的驱动在油管中流动，先通过散热器散热，随后通过喷头洒落至电池表面，对电池进行降温，最后流回油箱壳体底部，完成整个主动式油冷大循环流动。
在步骤（2）中，所述第一设定温度为35度，第二设定温度为45度。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：第一，本发明采用油冷，油冷相比于风冷和液冷循环系统，传热速度快，可以在短时内达到很好的散热效果；第二，本发明结构简单，成本较低；第三，本发明采用的相变颗粒悬浮液，由于在一般冷却油中添加了相变颗粒，可以达到更好的吸热和保温功能，因此对温度的控制效果更好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的B-B向剖视图。
图3为图1的A-A向剖视图。
图4为本发明的立体图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，一种油冷电池3热管理系统，包括油箱壳体1，电池3通过安装支架固设在油箱壳体1内，油泵8固设在油箱壳体1的底部，油箱壳体1的底部充满相变颗粒悬浮液，油泵8的进油口与过滤器6连通，过滤器6用于过滤相变颗粒悬浮液中的微小杂质，保证其绝缘性；油泵8的出油口通过油管与三通电磁阀4的一端相连，三通电磁阀4的另外两个端口分别与第一管路14和第二管路7的进口端连通，第一管路14向上与固设在导流中间板2下板面的第三管路15的进口端连通，第三管路15上设置多个喷头10，导流中间板2的板面上开设多个出油孔9，导流中间板2的上方设置盖板13，所述第二管路7的出口端通过三通接口分别与第一管路14的出口端、第三管路15的进口端连通，第二管路7上安装散热器5。
所述相变颗粒悬浮液由冷却油11和相变颗粒12组成，所述冷却油11为具有绝缘性和不燃特性的专用油液，比如氟化液。所述相变颗粒12为毫米级的相变颗粒12。
所述导流中间板2的上表面左右边缘部分的高度高于中间部分，导流中间板2呈V形；所述油箱壳体1底部左右边缘的高度高于中间部分，油箱壳体1的底部呈V形。
所述油箱壳体1的两侧呈圆弧状。
所述第一管路14和第二管路7为软管，第二管路7从油箱壳体1的内壁上穿过，所述散热器5位于油箱壳体1的外侧。
所述第三管路15包括横管16，沿横管16的长度方向上等间距布置多个竖管17，竖管17与横管16连通，横管16的进口端分别与第一管路14的出口端、第二管路7的出口端连通，横管16的出口端封闭，所述竖管17的两端开设作为喷头10的开口。
本控制方法包括下列顺序的步骤：
（1）油泵8不开启，汽车加/减速行驶时，相变颗粒悬浮液由于自身惯性，在油箱壳体1底部开始流动，部分相变颗粒悬浮液随后沿着油箱壳体1两侧的弧形结构洒落至导流中间板2的顶面上，相变颗粒悬浮液从导流中间板2边缘部分沿着其表面向中间流动，当经过出油孔9时滴落至电池3表面，对电池3进行降温，最后流入油箱壳体1底部，完成整个被动式油冷循环；
（2）当电池3温度达到第一设定温度时，相变颗粒悬浮液未达到第二设定温度时，油泵8开启，三通电磁阀4不开启，相变颗粒悬浮液受到油泵8的驱动在油管中流动，由于三通电磁阀4未开启，相变颗粒悬浮液不经过散热器5散热，直接通过喷头10洒落至电池3表面，对电池3进行降温，最后流回油箱壳体1底部，完成整个主动式油冷小循环流动；
（3）当电池3温度达到第一设定温度时，相变颗粒悬浮液达到第二设定温度时，油泵8与三通电磁阀4同时开启，相变颗粒悬浮液受到油泵8的驱动在油管中流动，先通过散热器5散热，随后通过喷头10洒落至电池3表面，对电池3进行降温，最后流回油箱壳体1底部，完成整个主动式油冷大循环流动。
在步骤（2）中，所述第一设定温度为35度，第二设定温度为45度。
综上所述，本发明采用油冷，油冷相比于风冷和液冷循环系统，传热速度快，可以在短时内达到很好的散热效果；本发明结构简单，成本较低；本发明采用的相变颗粒悬浮液，由于在一般冷却油11中添加了相变颗粒12，可以达到更好的吸热和保温功能，因此对温度的控制效果更好。

Claims (8)

1.一种油冷电池热管理系统，其特征在于：包括油箱壳体，电池通过安装支架固设在油箱壳体内，油泵固设在油箱壳体的底部，油箱壳体的底部充满相变颗粒悬浮液，油泵的进油口与过滤器连通，油泵的出油口通过油管与三通电磁阀的一端相连，三通电磁阀的另外两个端口分别与第一管路和第二管路的进口端连通，第一管路向上与固设在导流中间板下板面的第三管路的进口端连通，第三管路上设置多个喷头，导流中间板的板面上开设多个出油孔，导流中间板的上方设置盖板，所述第二管路的出口端通过三通接口分别与第一管路的出口端、第三管路的进口端连通，第二管路上安装散热器。
2.根据权利要求1所述的油冷电池热管理系统，其特征在于：所述相变颗粒悬浮液由冷却油和相变颗粒组成。
3.根据权利要求1所述的油冷电池热管理系统，其特征在于：所述导流中间板的上表面左右边缘部分的高度高于中间部分，导流中间板呈V形；所述油箱壳体底部左右边缘的高度高于中间部分，油箱壳体的底部呈V形。
4.根据权利要求1所述的油冷电池热管理系统，其特征在于：所述油箱壳体的两侧呈圆弧状。
5.根据权利要求1所述的油冷电池热管理系统，其特征在于：所述第一管路和第二管路为软管，第二管路从油箱壳体的内壁上穿过，所述散热器位于油箱壳体的外侧。
6.根据权利要求1所述的油冷电池热管理系统，其特征在于：所述第三管路包括横管，沿横管的长度方向上等间距布置多个竖管，竖管与横管连通，横管的进口端分别与第一管路的出口端、第二管路的出口端连通，横管的出口端封闭，所述竖管的两端开设作为喷头的开口。
7.根据权利要求1至6中任一项所述油冷电池热管理系统的控制方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：
（1）油泵不开启，汽车加减速行驶时，相变颗粒悬浮液由于自身惯性，在油箱壳体底部开始流动，部分相变颗粒悬浮液随后沿着油箱壳体两侧的弧形结构洒落至导流中间板的顶面上，相变颗粒悬浮液从导流中间板边缘部分沿着其表面向中间流动，当经过出油孔时滴落至电池表面，对电池进行降温，最后流入油箱壳体底部，完成整个被动式油冷循环；
（2）当电池温度达到第一设定温度时，相变颗粒悬浮液未达到第二设定温度时，油泵开启，三通电磁阀不开启，相变颗粒悬浮液受到油泵的驱动在油管中流动，由于三通电磁阀未开启，相变颗粒悬浮液不经过散热器散热，直接通过喷头洒落至电池表面，对电池进行降温，最后流回油箱壳体底部，完成整个主动式油冷小循环流动；
（3）当电池温度达到第一设定温度时，相变颗粒悬浮液达到第二设定温度时，油泵与三通电磁阀同时开启，相变颗粒悬浮液受到油泵的驱动在油管中流动，先通过散热器散热，随后通过喷头洒落至电池表面，对电池进行降温，最后流回油箱壳体底部，完成整个主动式油冷大循环流动。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述第一设定温度为35度，第二设定温度为45度。
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