CN113611952B - 一种电池包散热系统及散热通道 - Google Patents

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Abstract

一种电池包散热系统及散热通道，它包括设置在电池包底壳上均匀分布的电池芯包；它还包括用于均衡电池芯个体温度的导热胶片模块，用于均衡电池包内轴流风机风向的边界结构模块以及用于均衡相邻电池芯包之间空气流速的风道结构模块；所述电池芯包内除去导热胶片模块和边界结构模块所设置的空间外的风道结构模块组成电池包的散热通道。本发明通过导热胶片模块均衡电池芯个体温度，边界结构模块均衡电池包内轴流风机风向的以及风道结构模块均衡相邻电池芯包之间空气流速，进行实现电池包内各个电芯之间温差尽可能小。

Description

一种电池包散热系统及散热通道
技术领域
本发明涉及一种电池包散热系统及散热通道。
背景技术
随着近年来的环境危机的产生，新能源和低排放成为焦点，以电池为动力源的产品逐渐受到重视；电池包管理系统被广泛用于电动汽车在内的各种产品的储能元件中，而电池包要求结构紧凑、维护简单，能力密度高，因此电池包的散热也是主要要解决的问题。
现有电池包多使用强制风冷的方式来进行散热，具体的现有散热模型如图1所示，轴流风机和各个风道之间形成进风主风道，出风口与各个风道之间形成出风主风道，因各个风道之间的空气流速不同，进行各个电池包被带走的能量各不相同，温度的差异进而引起电池中电流分别不同，电池衰减各异，最终导致电池包寿命远低于电池单体的寿命。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种均衡电池包内各个电芯之间温差的电池包散热系统及散热通道。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种电池包散热系统及散热通道，它包括设置在电池包底壳上均匀分布的电池芯包，电池芯包内电池芯两侧通过支撑架限位组成整体后由扎带在水平方向上固定；所述电池包底壳上设置与两组电池芯之间形成的间隙空间相匹配的支撑棱，用于电池芯限位在电池包底壳上垂直方向的固定；所述电池包底壳上设置用于电池包散热的轴流风机，相邻电池芯水平方向上设置间隙空间用于形成风道，它还包括用于均衡电池芯个体温度的导热胶片模块，用于均衡电池包内轴流风机风向的边界结构模块以及用于均衡相邻电池芯包之间空气流速的风道结构模块；所述电池芯包内除去导热胶片模块和边界结构模块所设置的空间外的风道结构模块组成电池包的散热通道；
所述导热胶片模块设置在相邻两组电池芯之间，应避免在同一经向方向或同一纬向方向上设置多组导热胶片模块；
所述边界结构模块与导热胶片模块相匹配，相邻经向方向或纬向方向的电池芯组错开设置，相邻经向方向或纬向方向的电池芯组之间垂直方向上还应设置间隙；
所述风道结构模块根据电池包内部风道内的空气流速增加或减少相应风道的横截面积，或通过减少或增加相应风道与主风道之间的切斜角度降低或增加相应风道内的空气流速。
进一步的，所述导热胶片模块设置在靠近电池包底壳两侧位置上空气流动较小的多组电池芯之间，通过在相邻电池芯之间填充导热胶片将相邻电池芯的温度趋于均衡。
进一步的，相邻经向方向或纬向方向的所述电池芯组错开设置多余形成的边界与电池包底壳相对应的位置上设置风挡，多组风挡和支撑架将电池芯鼓包在内。
特别的，相邻所述电池芯水平方向上设置间隙空间用于形成的风道沿着主风道内轴流风机设置的位置和出风口之间，越靠近出风口风道的横截面积越小，越靠近轴流风机设置的位置风道的横截面积越大。
更进一步的，所述电池包底壳上还设置与电池包上盖相匹配的安装螺栓孔用于将电池芯包限位在电池包底壳内部；所述电池芯包内两组相邻电池芯组成一组同电极电芯，相邻两组的同电极电芯电极互换，正负电极之间通过电极铜排连接，电池包底壳同一侧设置电池包输出的正极铜排和负极铜排；固定设置在电池包底壳上的支撑棱上还包括用于固定支撑架的安装孔，同时支撑棱位于电池包底壳中央位置部分固定相邻的支撑架，通过在支撑棱上开槽形成向下的通风孔；两组轴流风机分别靠近风道横截面积最大的位置固定设置在电池包底壳上，电池包底壳上后方设置出风口，出风口靠近风道横截面积最小的位置上设置；所述电池包底壳上除去电池包的位置上还设置多组下方具有通风孔的废旧电池放置处。
综上所述本发明具有以下有益效果：本发明通过导热胶片模块均衡电池芯个体温度，边界结构模块均衡电池包内轴流风机风向的以及风道结构模块均衡相邻电池芯包之间空气流速，进行实现电池包内各个电芯之间温差尽可能小。
附图说明
图1为现有电池包的散热模型结构示意图；
图2为本发明电池包底壳的结构示意图；
图3为本发明电芯包的结构示意图；
图4为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
请参阅图1所示，电池包风端之间的空气流速从一个方向到另一个方向递增，这一现象可用伯努利方程来解释：
其中v1为风道入口的空气速度；v2为风道出口的空气速度；z1为风道入口的相对高度；z2为风道出口的相对高度；p1为风道入口的气体静压；p2为风道出口的气体静压；p为空气密度；hf为空气流经管道的沿程阻力损失；a为沿程阻力系数；d为风道的截面直径；l为风道长度；v为风道的空气流速；
假定d不变，v＝v1＝v2，z1＝z2，则
因此风道内空气流速是于主风道内的静压差决定的，静压差自轴流风机至出风口逐步增加，直接导致风道内的空气流速也逐步增加；
因此考虑调节风道的结构和利用导热垫片来均衡各个电池包的温差，具体实施如下：
请参阅图2-4所示，一种电池包散热系统及散热通道，它包括设置在电池包底壳100上均匀分布的电池芯包200，电池芯包200内电池芯300两侧通过支撑架400限位组成整体后由扎带500在水平方向上固定；电池包底壳100上设置与两组电池芯300之间形成的间隙空间相匹配的支撑棱101，用于电池芯300限位在电池包底壳上垂直方向的固定；电池包底壳100上设置用于电池包散热的轴流风机102，相邻电池芯300水平方向上设置间隙空间用于形成风道，它还包括用于均衡电池芯个体温度的导热胶片模块，用于均衡电池包内轴流风机102风向的边界结构模块以及用于均衡相邻电池芯包之间空气流速的风道结构模块；电池芯包200内除去导热胶片模块和边界结构模块所设置的空间外的风道结构模块组成电池包的散热通道；
其一利用导热胶片来减少电池芯之间的温差：导热胶片模块设置在相邻两组电池芯300之间，应避免在同一经向方向或同一纬向方向上设置多组导热胶片模块；导热胶片模块设置在靠近电池包底壳100两侧位置上空气流动较小的多组电池芯300之间，通过在相邻电池芯300之间填充导热胶片将相邻电池芯的温度趋于均衡；
具体参阅图3，将4*8的电池芯300固定在一组电芯包200内，在形成进出主风道皆为平行风的情况下可以看出，第1、3、25、28(5、29、7、32)这几组电池芯表面的空气流动性相对较小，周围空气带走的热量也较少，利用导热胶片来讲这几组电池芯与相邻的电池芯连接，进而将相邻电池芯的温度趋于均衡；
由于导热胶片的添加进一步的恶化了散热系统，因此设置边界结构模块：边界结构模块与导热胶片模块相匹配，相邻经向方向或纬向方向的电池芯组错开设置，相邻经向方向或纬向方向的电池芯组之间垂直方向上还应设置间隙；相邻经向方向或纬向方向的电池芯组错开设置多余形成的边界与电池包底壳相对应的位置上设置风挡，多组风挡和支撑架将电池芯鼓包在内；鼓包的边界结构减少风道内形成的环形风，使得风道散热平衡；
基于风道内空气流速是于主风道内的静压差决定的，通过调节风道结构来调节空气流速：风道结构模块根据电池包内部风道内的空气流速增加或减少相应风道的横截面积，或通过减少或增加相应风道与主风道之间的切斜角度降低或增加相应风道内的空气流速；相邻所述电池芯水平方向上设置间隙空间用于形成的风道沿着主风道内轴流风机设置的位置和出风口之间，越靠近出风口风道的横截面积越小，越靠近轴流风机设置的位置风道的横截面积越大。
进行将电池包底壳适应性设置：电池包底壳100上还设置与电池包上盖相匹配的安装螺栓孔103用于将电池芯包200限位在电池包底壳100内部；电池芯包200内两组相邻电池芯300组成一组同电极电芯，相邻两组的同电极电芯电极互换，正负电极之间通过电极铜排600连接，电池包底壳同一侧设置电池包输出的正极铜排104和负极铜排105；固定设置在电池包底壳100上的支撑棱101上还包括用于固定支撑架的安装孔，同时支撑棱101位于电池包底壳中央位置部分固定相邻的支撑架400，通过在支撑棱101上开槽形成向下的通风孔106；两组轴流风机102分别靠近风道横截面积最大的位置固定设置在电池包底壳100上，电池包底壳100上后方设置出风口107，出风口107靠近风道横截面积最小的位置上设置；电池包底壳100上除去电池包的位置上还设置多组下方具有通风孔的废旧电池放置处108。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (4)

1.一种电池包散热系统及散热通道，它包括设置在电池包底壳上均匀分布的电池芯包，电池芯包内电池芯两侧通过支撑架限位组成整体后由扎带在水平方向上固定；所述电池包底壳上设置与两组电池芯之间形成的间隙空间相匹配的支撑棱，用于电池芯限位在电池包底壳上垂直方向的固定；所述电池包底壳上设置用于电池包散热的轴流风机，相邻电池芯水平方向上设置间隙空间用于形成风道，其特征在于，它还包括用于均衡电池芯个体温度的导热胶片模块，用于均衡电池包内轴流风机风向的边界结构模块以及用于均衡相邻电池芯包之间空气流速的风道结构模块；所述电池芯包内除去导热胶片模块和边界结构模块所设置的空间外的风道结构模块组成电池包的散热通道；
所述导热胶片模块设置在相邻两组电池芯之间，应避免在同一经向方向或同一纬向方向上设置多组导热胶片模块；
所述边界结构模块与导热胶片模块相匹配，相邻经向方向或纬向方向的电池芯组错开设置，相邻经向方向或纬向方向的电池芯组之间垂直方向上还应设置间隙；
所述风道结构模块根据电池包内部风道内的空气流速增加或减少相应风道的横截面积，或通过减少或增加相应风道与主风道之间的切斜角度降低或增加相应风道内的空气流速；
相邻所述电池芯水平方向上设置间隙空间用于形成的风道沿着主风道内轴流风机设置的位置和出风口之间，越靠近出风口风道的横截面积越小，越靠近轴流风机设置的位置风道的横截面积越大。
2.根据权利要求1所述的一种电池包散热系统及散热通道，其特征在于：所述导热胶片模块设置在靠近电池包底壳两侧位置上空气流动较小的多组电池芯之间，通过在相邻电池芯之间填充导热胶片将相邻电池芯的温度趋于均衡。
3.根据权利要求2所述的一种电池包散热系统及散热通道，其特征在于：相邻经向方向或纬向方向的所述电池芯组错开设置多余形成的边界与电池包底壳相对应的位置上设置风挡，多组风挡和支撑架将电池芯鼓包在内。
4.根据权利要求1所述的一种电池包散热系统及散热通道，其特征在于：所述电池包底壳上还设置与电池包上盖相匹配的安装螺栓孔用于将电池芯包限位在电池包底壳内部；所述电池芯包内两组相邻电池芯组成一组同电极电芯，相邻两组的同电极电芯电极互换，正负电极之间通过电极铜排连接，电池包底壳同一侧设置电池包输出的正极铜排和负极铜排；固定设置在电池包底壳上的支撑棱上还包括用于固定支撑架的安装孔，同时支撑棱位于电池包底壳中央位置部分固定相邻的支撑架，通过在支撑棱上开槽形成向下的通风孔；两组轴流风机分别靠近风道横截面积最大的位置固定设置在电池包底壳上，电池包底壳上后方设置出风口，出风口靠近风道横截面积最小的位置上设置；所述电池包底壳上除去电池包的位置上还设置多组下方具有通风孔的废旧电池放置处。
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