CN203367446U - 一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统 - Google Patents

一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统 Download PDF

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    • F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers

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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，包括电池箱和多个电池组，所述多个电池组安装于电池箱内，还包括脉动热管、相变材料和水冷装置，所述相变材料填充于电池箱内，所述脉动热管和电池组均插入相变材料中，所述脉动热管位于相邻两个电池组，且所述脉动热管的冷凝段依次穿过电池箱和水冷装置。本实用新型利用水冷的方式对脉动热管进行冷却作用，提高散热效率，且节能环保；同时，还保证散热的稳定性和持续性，避免电池组因热量累积过多而引发事故。

Description

一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统
技术领域
本实用新型涉及散热技术领域，具体涉及一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统。
背景技术
随着环境保护和节能减排意识的广泛普及以及能源资源的不断耗竭，能源的合理高效利用以及开发新型能源成为迫在眉睫的紧要任务。在节能减排的大环境下，传统燃料汽车出路难寻，而以动力电池作为能量源驱动的混合电动汽车和纯电动汽车则得到更广泛的关注和应用。
但电动汽车的电池散热问题无法得到很好的解决，故电动汽车无法得好快速发展。在电动汽车行驶过程中，动力电池在充放电过程中发生复杂的化学反应，从而导致电池内部积累大量热，造成电池的工作温度上升，电池性能下降，表现为电池转换效率降低，循环寿命降低；甚至当热量积聚到一定程度时可引发电池燃烧或者爆炸，造成严重后果。因此，合理解决电池的散热问题是电动汽车安全行驶的一大问题，是对潜在危害的有效预防。
实用新型内容
本实用新型的目的为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，散热效率高，散热迅速的电动汽车的动力电池水冷式散热系统。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：本电动汽车的动力电池水冷式散热系统，包括电池箱和多个电池组，所述多个电池组安装于电池箱内，还包括脉动热管、相变材料和水冷装置，所述相变材料填充于电池箱内，所述脉动热管和电池组均插入相变材料中，所述脉动热管位于相邻两个电池组之间，且所述脉动热管的冷凝段依次穿过电池箱和水冷装置。
所述水冷装置包括储水箱、多根连接管和冷水箱，所述储水箱通过连接管与冷水箱连接，所述冷水箱安装于电池箱的上方。所述储水箱中的冷水通过泵抽取到冷水箱中，即储水箱中的水从进水口进入冷水箱，而冷水箱中的冷水对冷凝管进行冷却后，再从出水口流出而进入储水箱，从而形成水流循环，故储水箱为冷水箱持续提供冷水，从而保证散热的稳定性和持续性。
所述冷水箱的两端分别设有进水口和出水口，所述进水口低于出水口；所述储水箱通过连接管分别与进水口和出水口连接。进水口的低于出水口，则冷水箱中的水流平稳，且可保证冷水箱内具有足够的水量，从而保证冷却效果。山水口于冷水箱的位置过低，则冷水箱中的水容易流失。如果使冷水箱具有足够的水量，就得需要较大功率的泵进行抽水，从而增加成本。
所述冷凝段与冷水箱的结合处密封配合。密封配合可防止冷水箱中的水因泄漏而流失，避免浪费，且避免因漏水而影响电动汽车的行驶。
为防止冷水箱压条电池箱，所述电动汽车的动力电池水冷式散热系统还包括支架，所述支架包含有梯形的支撑部和固定部，所述支撑部的两端均与固定部连接；所述冷水箱固定于支撑部的上端，所述固定部分别安装于电池箱的两侧。
所述多个电池组并联，且于箱体内矩阵分布，所述电池组由多个单体电池串联构成。多个电池组从箱体中可方便拆卸和拼装，电池组的数量根据所需要的电压和电动势选择，从而防止能源浪费。
所述电池箱的材料为铝镁合金或黄铜。铝镁合金和黄铜均为高导热材料，利用高导热材料更有利于散热。
所述相变材料为石蜡。相变材料发生相变时吸收电池组产生的热量，从而快速令热量散布均匀，从而避免产生局部受热。为使石蜡能够更迅速的吸热，可于石蜡中添加石墨等高传热材料。
为提高脉动热管的传热效果，所述脉动热管含有蒸发段和冷凝段，所述蒸发段的管体紧贴于电池组的单体电池的表面，且插入相变材料中；
所述冷凝段的上端设有注料口，所述蒸发段由多个U型管构成，所述U型管的上端与冷凝段连接。所述注料口用于灌注工作介质；而蒸发段通过多个U型管构成，这可增加脉动热管与单体电池表面的接触时的接触面积，从而提高传热效果。
为提高散热效果，所述电池箱固定于电动汽车的车头内，且所述电池箱与车头的进气栅格之间具有夹角，此夹角大小为10°～60°。
本实用新型的工作原理：汽车行驶时，电池组工作产生热量。紧贴于单体电池表面的蒸发段将电池组产生的热量传送于冷凝段，冷水箱中的冷水对冷凝段进行冷却作用，从而降低电池组的热量；与此同时，冷空气从进气栅格进入后与冷凝段接触，从而冷空气对冷凝段进行二次冷却，故大大提高了散热速度和散热效率。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：
1、本电动汽车的动力电池水冷式散热系统中的冷水箱快速冷却冷凝段内的工作介质，提高脉动热管的传热效率，从而提高了散热速度和散热效率；同时储水箱对冷水箱持续供应冷水，从而保证散热的稳定性和持续性，避免电池组因热量累积过多而引发事故。
2、本电动汽车的动力电池水冷式散热系统中的脉动热管的蒸发段与单体电池表面贴紧，则脉动热管启动迅速，且将电池组产生的热量快速传递到冷凝段，散热效率最大化，防止电池急速升温。
3、本电动汽车的动力电池水冷式散热系统中的冷凝段通过水冷为主，再利用空气冷却辅助，即冷空气从进气栅格进入后与冷凝段接触，冷空气再离开汽车时，同时带走热量从而起且辅助冷却的作用，从而提高散热效率。
4、本电动汽车的动力电池水冷式散热系统中的冷水可循环利用，故具有节能环保，且成本低等特点。
附图说明
图1是本实用新型的电动汽车的动力电池水冷式散热系统的结构示意图。
图2是本实用新型的水箱通过支架安装于电池箱上时的结构示意图。
图3是本实用新型的水箱的结构示意图。
图4是本实用新型的脉动热管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，包括电池箱1和多个电池组2，所述多个电池组2安装于电池箱1内，还包括脉动热管3、相变材料和水冷装置，所述相变材料填充于电池箱1内，所述脉动热管3和电池组2均插入相变材料中，所述脉动热管3位于相邻两个电池组之间，且所述脉动热管3的冷凝段31依次穿过电池箱1和水冷装置。
所述水冷装置包括储水箱5、多根连接管6和冷水箱4，所述储水箱5通过连接管6与冷水箱4连接，所述冷水箱4安装于电池箱1的上方。所述储水箱5中的冷水通过泵抽取到冷水箱4中，即储水箱5中的水从进水口41进入冷水箱4，而冷水箱4中的冷水对冷凝管进行冷却后，再从出水口42流出而进入储水箱5，从而形成水流循环，故储水箱5为冷水箱4持续提供冷水，从而保证散热的稳定性和持续性。
所述冷水箱4的两端分别设有进水口41和出水口42，所述进水口41低于出水口42；所述储水箱5通过连接管6分别与进水口41和出水口42连接。进水口41的低于出水口42，则冷水箱4中的水流平稳，且可保证冷水箱4内具有足够的水量，从而保证冷却效果。山水口42于冷水箱4的位置过低，则冷水箱4中的水容易流失。如果使冷水箱4具有足够的水量，就得需要较大功率的泵进行抽水，从而增加成本。
所述冷凝段31与冷水箱4的结合处密封配合。密封配合可防止冷水箱4中的水因泄漏而流失，避免浪费，且避免因漏水而影响电动汽车的行驶。所述冷凝段31与冷水箱4的结合处通过密封胶密封配合。
为防止冷水箱4压条电池箱1，所述电动汽车的动力电池水冷式散热系统还包括支架7，所述支架7包含有梯形的支撑部71和固定部72，所述支撑部71的两端均与固定部72连接；所述冷水箱4固定于支撑部71的上端，所述固定部72分别安装于电池箱1的两侧。
所述多个电池组并联，且于箱体内矩阵分布，所述电池组由多个单体电池串联构成。多个电池组从箱体中可方便拆卸和拼装，电池组的数量根据所需要的电压和电动势选择，从而防止能源浪费。
所述电池箱1的材料为铝镁合金或黄铜。铝镁合金和黄铜均为高导热材料，利用高导热材料更有利于散热。
所述相变材料为石蜡。相变材料发生相变时吸收电池组产生的热量，从而快速令热量散布均匀，从而避免产生局部受热。
为提高脉动热管3的传热效果，所述脉动热管3含有蒸发段32和冷凝段31，所述蒸发段32的管体紧贴于电池组2的单体电池的表面，且插入相变材料中；
所述冷凝段31的上端设有注料口33，所述蒸发段32由多个U型管构成，所述U型管的上端与冷凝段31连接。所述注料口用于灌注工作介质；而蒸发段32通过多个U型管构成，这可增加脉动热管3与单体电池表面的接触时的接触面积，从而提高传热效果。
为提高散热效果，所述电池箱1固定于电动汽车的车头内，且所述电池箱1与车头的进气栅格8之间具有夹角，此夹角大小为30°。
上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，包括电池箱和多个电池组，所述多个电池组安装于电池箱内，其特征在于：还包括脉动热管、相变材料和水冷装置，所述相变材料填充于电池箱内，所述脉动热管和电池组均插入相变材料中，所述脉动热管位于相邻两个电池组之间，且所述脉动热管的冷凝段依次穿过电池箱和水冷装置。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：所述水冷装置包括储水箱、多根连接管和冷水箱，所述储水箱通过连接管与冷水箱连接，所述冷水箱安装于电池箱的上方。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：所述冷水箱的两端分别设有进水口和出水口，所述进水口低于出水口；所述储水箱通过连接管分别与进水口和出水口连接。
4.根据权利要求2所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：所述冷凝段与冷水箱的结合处密封配合。
5.根据权利要求2所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：还包括支架，所述支架包含有梯形的支撑部和固定部，所述支撑部的两端均与固定部连接；所述冷水箱固定于支撑部的上端，所述固定部分别安装于电池箱的两侧。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：所述多个电池组并联，且于箱体内矩阵分布，所述电池组由多个单体电池串联构成。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：所述电池箱的材料为铝镁合金或黄铜。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：所述相变材料为石蜡。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：所述脉动热管含有蒸发段和冷凝段，所述蒸发段的管体紧贴于电池组的单体电池的表面，且插入相变材料中；
所述冷凝段的上端设有注料口，所述蒸发段由多个U型管构成，所述U型管的上端与冷凝段连接。
10.根据权利要求9所述的一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，其特征在于：所述电池箱固定于电动汽车的车头内，且所述电池箱与车头的进气栅格之间具有夹角，此夹角大小为10°～60°。
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CN103367834A (zh) * 2013-07-15 2013-10-23 华南理工大学 一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统
CN106787451A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 江苏大学 一种基于脉动热管的泵电机冷却降噪装置

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