CN115483482A - 一种卷曲型液冷电池热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卷曲型液冷电池热管理系统,涉及电动汽车的电池热管理技术领域。包括第一薄壁管道，所述第一薄壁管道呈卷曲状向外延伸，呈卷曲状的所述第一薄壁管道形成盘形空间，所述第一薄壁管道上设置有冷却液进口和冷却液出口；供电机构，所述供电机构连接于所述盘形空间内。本发明公开的一种卷曲型液冷电池热管理系统增大了换热面积，提高了对电池组的换热效率，提升了电池组的温度均匀性，并减少了用于固定电池组的紧固件数量，提高了空间利用率。

Description

一种卷曲型液冷电池热管理系统
技术领域
本发明涉及电动汽车的电池热管理技术领域，特别涉及一种卷曲型液冷电池热管理系统。
背景技术
近年来全球面临的能源问题以及环境污染问题，使得新能源汽车受到广泛关注，我国“双碳”目标的提出，更是促进了新能源汽车的发展，其中，电动汽车是新能源汽车的一个重要组成部分。
电动汽车由动力电池组作为动力源，动力电池在快速充放电过程中会产生大量热量，导致电池温度上升，电池组温度过高或温差过大会产生一系列安全隐患，并严重影响电池组的工作性能、安全性能以及使用寿命，因此需要对电池组进行热管理，使电池组的工作温度及温差维持在一个合理的范围内。
常用的电池热管理策略主要有空冷、液冷、相变材料冷却以及混合方式冷却，混合方式冷却主要是由前三种冷却策略中的两种及以上冷却策略组成。前三种冷却方式中，液冷的冷却效果相较更明显，目前关于液冷的研究有很多，液冷结合其他冷却策略的电池热管理系统也比较常见，但距基于液冷的混合方式冷却应用于实践仍需要更深入的研究。
现有的电池热管理系统中，电池的换热面积有限，多个电池形成的电池组工作时换热效率较差，且不同部分的电池温度相差较大，导致电池的寿命和使用性能受到影响，温度过高时还会有着火的风险，因此有必要提供一种换热面积大、换热效率高且电池组温度分布均匀的卷曲型液冷电池热管理系统。
发明内容
本发明提供一种卷曲型液冷电池热管理系统，为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
一种卷曲型液冷电池热管理系统，包括：
第一薄壁管道，所述第一薄壁管道呈卷曲状向外延伸，呈卷曲状的所述第一薄壁管道形成盘形空间，所述第一薄壁管道上设置有冷却液进口和冷却液出口；
供电机构，所述供电机构连接于所述盘形空间内。
进一步的，所述供电机构包括第二薄壁管道、电池组和相变材料，所述第一薄壁管道和所述第二薄壁管道的侧壁相贴合，所述电池组安装于所述第二薄壁管道内部，所述相变材料设置于所述电池组和所述第二薄壁管道之间。
进一步的，所述电池组包括若干个圆柱形电池，所述圆柱形电池与所述第二薄壁管道的内壁相切设置，相邻的所述圆柱形电池相切设置。
进一步的，第一薄壁管道和所述第二薄壁管道均由铝制材料制成。
进一步的，所述第一薄壁管道的壁厚为1～3mm，所述第二薄壁管道的壁厚为1～3mm。
进一步的，所述第一薄壁管道和所述第二薄壁管道的横截面均为长方形。
进一步的，所述相变材料由石蜡和石墨复合形成。
进一步的，所述冷却液进口位于所述第一薄壁管道的卷曲初始端，所述冷却液出口位于所述第一薄壁管道的卷曲末端。
进一步的，所述冷却液进口和所述冷却液出口为尺寸相同的圆孔，所述圆孔的直径小于所述第一薄壁管道的横截面宽度。
进一步的，所述第一薄壁管道内部填充有冷却液，所述冷却液采用水、乙二醇水溶液、油类或纳米流体中的一种。
本发明的有益效果在于：
1.本发明在第二薄壁管道与电池组之间填充相变材料，且第二薄壁管道与通有冷却液的第一薄壁管道紧密贴合，第一薄壁管道和第二薄壁管道以卷曲状交错向外延伸，增大了换热面积，提高了对电池组的换热效率，提升了电池组的温度均匀性。
2.电池组与第二薄壁管道之间的空隙填充相变材料，第二薄壁管道首尾密封，有效减少了用于固定电池组的紧固件数量，提高了空间利用率。
3.本发明中的第一薄壁管道和第二薄壁管道相贴合，且都以卷曲状向外延伸，第一薄壁管道的截面为长方形，结构简单，有效降低了冷却液流动过程中的功耗。
附图说明
图1为本发明一种卷曲型液冷电池热管理系统的立体图。
图2为本发明一种卷曲型液冷电池热管理系统的剖视图。
图3为本发明一种卷曲型液冷电池热管理系统的第一薄壁管道示意图。
图4为本发明一种卷曲型液冷电池热管理系统的第二薄壁管道示意图。
图5为本发明一种卷曲型液冷电池热管理系统的圆柱形电池示意图。
图6为本发明一种卷曲型液冷电池热管理系统的第一薄壁管道横截面示意图。
其中，图中：
1-第一薄壁管道；11-盘形空间；12-冷却液进口；13-冷却液出口；2-供电机构；21-第二薄壁管道；22-电池组；23-相变材料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-6，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
结合图1-6本实施例提供了一种卷曲型液冷电池热管理系统，包括第一薄壁管道1和供电机构2，所述第一薄壁管道1呈卷曲状向外延伸，呈卷曲状的所述第一薄壁管道1形成盘形空间11，所述供电机构2连接于所述盘形空间11内；所述第一薄壁管道1上设置有冷却液进口12和冷却液出口13，所述冷却液进口12位于所述第一薄壁管道1的卷曲初始端，所述冷却液出口13位于所述第一薄壁管道1的卷曲末端，冷却液在第一薄壁管道1内循环，对供电机构2进行降温。
所述第一薄壁管道1内部填充有冷却液，所述冷却液采用水、乙二醇水溶液、油类或纳米流体中的一种，纳米流体属于一种均匀、稳定、高导热的新型换热介质；本实施例中，所述冷却液采用纳米流体，且所述冷却液进口和所述冷却液出口为尺寸相同的圆孔，所述圆孔的直径小于所述第一薄壁管道1的横截面宽度，因为第一薄壁管道的薄壁有厚度，所以它的截面是一大一小两个长方形，圆孔的直径应小于小长方形的宽度。
所述供电机构2包括第二薄壁管道21、电池组22和相变材料23，所述第一薄壁管道1和所述第二薄壁管道21的侧壁相贴合，所述电池组22安装于所述第二薄壁管道21内部，所述相变材料23设置于所述电池组22和所述第二薄壁管道21之间，所述第二薄壁管道21首尾密封设置；相变材料23的设置既增加了电池组热量传递的效率，又减少了用于固定电池组的紧固件数量，提高了空间利用率，且保证了电池组22的散热性能。
本实施例中所述第一薄壁管道1和所述第二薄壁管道21均由铝制材料制成，且所述第一薄壁管道1的壁厚为1～3mm，所述第二薄壁管道21的壁厚为1～3mm，本实施例中，如图6所示，所述第一薄壁管道1的壁厚和所述第二薄壁管道21的壁厚均为1mm，其外侧壁的长度为67mm，宽度为20mm；铝的导热性较好，并且1～3mm的壁厚在保证强度的条件下可更有效的控制电池组22的温度。
本实施例中，所述第一薄壁管道1和所述第二薄壁管道21的横截面均为长方形，方便第一薄壁管道1和第二薄壁管道21的侧壁更好的贴合。
所述相变材料23由石蜡和石墨复合形成，此方式形成的相变材料23具有相变过程形状稳定、热导率高、储热密度大等特点,并具有良好的稳定性和较长的使用寿命，可更好的将电池组22的热量传递给第一薄壁管道。
所述电池组22包括若干个圆柱形电池，所述圆柱形电池与所述第二薄壁管道的内壁相切设置，相邻的所述圆柱形电池相切设置，此设置可增加圆柱形电池的数量，提高电池组的供电性能；本实施例中所述圆柱形电池采用18650圆柱形锂离子电池。
本发明公开的一种卷曲型液冷电池热管理系统，在第二薄壁管道与电池组之间填充相变材料，且第二薄壁管道与通有冷却液的第一薄壁管道紧密贴合，第一薄壁管道和第二薄壁管道以卷曲状交错向外延伸，增大了换热面积，提高了对电池组的换热效率，提升了电池组的温度均匀性；电池组与第二薄壁管道之间的空隙填充相变材料，第二薄壁管道首尾密封，有效减少了用于固定电池组的紧固件数量，提高了空间利用率；第一薄壁管道和第二薄壁管道相贴合，且都以卷曲状向外延伸，第一薄壁管道的截面为长方形，结构简单，有效降低了冷却液流动过程中的功耗。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，包括：
第一薄壁管道，所述第一薄壁管道呈卷曲状向外延伸，呈卷曲状的所述第一薄壁管道形成盘形空间，所述第一薄壁管道上设置有冷却液进口和冷却液出口；
供电机构，所述供电机构连接于所述盘形空间内。
2.根据权利要求1所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，所述供电机构包括第二薄壁管道、电池组和相变材料，所述第一薄壁管道和所述第二薄壁管道的侧壁相贴合，所述电池组安装于所述第二薄壁管道内部，所述相变材料设置于所述电池组和所述第二薄壁管道之间。
3.根据权利要求2所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，所述电池组包括若干个圆柱形电池，所述圆柱形电池与所述第二薄壁管道的内壁相切设置，相邻的所述圆柱形电池相切设置。
4.根据权利要求2所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，第一薄壁管道和所述第二薄壁管道均由铝制材料制成。
5.根据权利要求2所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，所述第一薄壁管道的壁厚为1～3mm，所述第二薄壁管道的壁厚为1～3mm。
6.根据权利要求2所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，所述第一薄壁管道和所述第二薄壁管道的横截面均为长方形。
7.根据权利要求2所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，所述相变材料由石蜡和石墨复合形成。
8.根据权利要求1所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，所述冷却液进口位于所述第一薄壁管道的卷曲初始端，所述冷却液出口位于所述第一薄壁管道的卷曲末端。
9.根据权利要求1所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，所述冷却液进口和所述冷却液出口为尺寸相同的圆孔，所述圆孔的直径小于所述第一薄壁管道的横截面宽度。
10.根据权利要求1所述的一种卷曲型液冷电池热管理系统，其特征在于，所述第一薄壁管道内部填充有冷却液，所述冷却液采用水、乙二醇水溶液、油类或纳米流体中的一种。
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