CN206471453U - 一种电池包冷却系统 - Google Patents

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吴施荣
何有奇
周高华
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Abstract

本实用新型提供一种电池包冷却系统，包括电池包、冷却机构以及主控模块；电池包包括电池箱以及收容于电池箱内的电池模组，电池模组包括多个并排设置的电池组；冷却机构包括多个液冷板、两个导热板以及冷却组件；每个液冷板设置于两个相邻的电池组之间；两个导热板分别设置于多个电池组的两端，且分别与多个液冷板的两端相连通，多个液冷板以及两个导热板中均设有导热液；冷却组件包括水泵以及空调；主控模块用于检测电池包以及多个液冷板的温度，并依据所检测的温度对冷却组件进行控制；当电池包处于3C充电工况时，主控模块控制水泵以及空调同时工作。本实用新型提供的电池包冷却系统能够满足电池包在不同工况下的散热需求。

Description

一种电池包冷却系统
【技术领域】
本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池包冷却系统。
【背景技术】
目前，动力电池已经广泛的应用于电动轿车、电动摩托车、电动自行车、太阳能、移动通讯终端产品及储能等产品上。随着动力电池的普及，快速充电已经成为人们不断追求的目标。现有的快充电技术的基本原理基本是以大电流充电来减少充电时间，然而，大电流充电会引起单体电池急剧温升，进而导致整个电池包的热环境变差，从而严重影响电池包的寿命。此外，当电池包放电时，由于电池箱设计为封闭的环境以满足IP67防尘防水等级要求，单体电池放电过程中产生的热量就会积累，最终导致温升过高，使得电池包的放电性能大大下降，进而影响新能源动力汽车的续航里程。
现有的对电池包进行冷却的系统包括单独风冷、单独液冷以及液冷加风冷等三种模式。然而，单独风冷模式布置各种风道复杂，控温范围低、降温效率不高且受外界环境影响大。单独液冷模式控温范围低、受外界环境影响也比较大。液冷加风冷模式主要使用强迫式风冷对冷却水降温，循环冷却水对电池包降温，这种模式虽然较上述两种模式受外界环境影响小，但对温度控制不是很精确、降温效率也难以满足大电流充电工况。
鉴于此，实有必要提供一种新的电池包冷却系统以克服上述缺陷。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是提供一种电池包冷却系统，所述电池包冷却系统能够依据所述电池包产生的热量情况而选择相应冷却方式，进而满足不同工况下的电池包散热需求。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池包冷却系统，包括电池包、用于为所述电池包进行冷却的冷却机构以及用于控制所述冷却机构的主控模块；所述电池包包括电池箱以及收容于所述电池箱内的电池模组，所述电池模组包括多个并排设置且电性连接的电池组；所述冷却机构包括多个液冷板、两个导热板以及冷却组件；所述每个液冷板设置于所述两个相邻的电池组之间；所述两个导热板分别设置于所述多个电池组的两端，且分别与所述多个液冷板的两端相连通，所述多个液冷板以及所述两个导热板中均设有导热液；所述冷却组件包括与所述两个导热板分别相连的水泵以及与所述水泵相连且用于对所述导热液进行冷却降温的空调；所述主控模块用于检测所述电池包以及所述多个液冷板的温度，并依据所检测的温度对所述冷却组件进行控制；当所述电池包处于3C充电工况时，所述主控模块控制所述水泵以及所述空调同时工作。
在一个优选实施方式中，所述空调包括压缩机以及风机；当所述压缩机工作时，所述空调对所述导热液进行冷却降温；当所述风机工作时，所述空调的风扇工作以带走所述压缩机工作所产生的热量。
在一个优选实施方式中，所述电池组包括若干单体电池；所述冷却机构还包括多个导热管，所述多个导热管与所述多个电池组一一对应，所述每个导热管环绕于所述每个电池组的所述若干单体电池之间，用于将所述若干单体电池产生的热量传递所述每个电池组两侧的所述液冷板。
在一个优选实施方式中，当所述电池包未处于3C充电工况时，所述主控模块用于分别检测所述若干单体电池的温度以及所述多个液冷板的温度；当所述若干单体电池的最高温度大于第一预设温度且所述多个液冷板的最高温度大于第二预设温度时，所述主控模块控制所述水泵以及所述空调同时工作以对所述导热液进行降温处理；其中所述第一预设温度大于所述第二预设温度。
在一个优选实施方式中，当所述若干单体电池的最高温度小于所述第一预设温度且所述多个液冷板的最高温度小于第三预设温度时，所述主控模块控制所述水泵以及所述空调均停止工作；所述第三预设温度小于所述第二预设温度。
在一个优选实施方式中，当所述若干单体电池的最高温度小于所述第一预设温度且大于所述第三预设温度，同时所述多个液冷板的最高温度小于第四预设温度时，所述主控模块控制所述水泵工作，同时控制所述空调停止工作；其中所述第四预设温度小于所述第一预设温度且大于所述第二预设温度。
在一个优选实施方式中，所述其中一个导热板的一端设置有导热液进口，且所述另一个导热板的一端设置有导热液出口；所述导热液进口及所述导热液出口分别穿过所述电池箱与所述水泵相连。
在一个优选实施方式中，所述单体电池为圆柱状锂离子电池。
本实用新型提供的电池包冷却系统，本实用新型所提供的电池包冷却系统，当所述电池模组处于充电(快速充电)状态时，所述主控模块控制所述水泵241以及所述空调同时工作以对所述导热液进行快速冷却降温处理，进而使得所述若干单体电池产生的热量能够快速传递至所述电池箱的外部，从而提高了所述电池包的寿命以及续航里程。当所述电池模组处于非3C充电工况(正常工作状态)时，所述若干单体电池的温度不会过高，此时，所述主控模块依据所检测的温度控制所述水泵以及所述空调同时停止工作，或者只开启水泵进行工作即可，进而在保证对所述电池包散热的同时也节省了能量。
【附图说明】
图1为本实用新型提供的电池包冷却系统的框架视图。
图2为图1中电池包冷却系统的控制原理图。
图3为电池组与导热管的安装视图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。
请参阅图1-3，所述电池包冷却系统100包括电池包10、用于为所述电池包10进行冷却的冷却机构20以及用于控制所述冷却机构20的主控模块30。
所述电池包10包括电池箱11以及收容于所述电池箱10内的电池模组12。其中，所述电池模组12包括多个并排设置且电性连接的电池组121。在本实施方式中，所述多个电池组121电性串联。进一步地，所述电池组121包括若干单体电池122。所述若干单体电池122串联后再并联以组成所述电池组121。在本实施方式中，所述单体电池122为圆柱状锂离子电池。
所述冷却机构20包括多个导热管21、多个液冷板22、两个导热板23、以及冷却组件24。其中，所述多个导热管21与所述多个电池组121一一对应。具体地，所述每个导热管21环绕于所述每个电池组121的所述若干单体电池122之间，用于将所述单体电池121产生的热量传递所述液冷板22。可以理解，所述导热管21可供导热液(图未示)在其中流动。进一步地，所述导热管21可依所述若干单体电池122的具体排布进行较为复杂的不规则排布，进而增加所述导热管21与所述若干单体电池122之间的接触面积以保证换热的效率。在本实施方式中，所述导热液为水。
所述每个液冷板22设置于所述两个相邻的电池组121之间且与所述两个电池组121中的所述导热管21的一端相连，亦即，所述每个电池组121的两侧分别设置一个液冷板22。在本实施方式中，所述液冷板22呈矩形板状结构，所述液冷板22的数量比所述电池组121的数量少一个。所述液冷板22可供所述导热液在其中流动。
所述两个导热板23分别设置于所述多个电池组121的两端，且分别与所述多个液冷板22的两端相连通。所述其中一个导热板23的一端设置有导热液进口231，且所述另一个导热板23的一端设置有导热液出口232。在本实施方式中，所述导热液进口231及所述导热液出口232分别穿过所述电池箱11与所述冷却组件24相连。可以理解，所述导热液进口231与所述导热液出口232的位置可互换。
所述冷却组件24包括用于为所述导热液的流动提供动力的水泵241以及用于对所述导热液进行冷却降温的空调242。其中，所述水泵241分别与所述导热液进口231及所述导热液出口232相连。进一步地，所述水泵241还与所述空调242相连。所述空调242包括压缩机243以及风机244。当所述压缩机243工作时，所述空调242能够将所述水泵241中的导热液进行冷却降温；当所述风机244工作时，所述空调242的风扇工作以将所述压缩机243工作所产生的热量带走，进而使得所述压缩机243的制冷效果加强。
所述主控模块30用于检测所述电池包10以及所述液冷板22的温度，并依据所检测的温度对所述冷却组件24进行控制。具体地，所述主控模块30用于分别检测所述若干单体电池122的温度以及所述多个液冷板22的温度。可以理解，所述主控模块30分别以所述若干单体电池122以及所述多个液冷板22中的温度最高为依据。由热力学第二定律可知，所述若干单体电池122的最高温度高于所述多个液冷板22的最高温度。当所述电池模组12处于3C充电工况时，所述主控模块30控制所述水泵241以及所述空调242同时工作。当所述电池模组12未处于3C充电工况时，所述主控模块30依据所检测的温度对所述冷却组件24进行控制。具体地，当所述若干单体电池122的最高温度大于第一预设温度，且所述多个液冷板22的最高温度大于第二预设温度时，所述主控模块30控制所述水泵241以及所述空调242同时工作以对所述导热液进行降温处理。在本实施方式中，所述第一预设温度大于所述第二预设温度。所述第一预设温度为45摄氏度，所述第二预设温度为35摄氏度。可以理解，所述第一预设温度以及所述第二预设温度可依据实际电池模组12的工作情况而定并不局限于此。
当所述若干单体电池122的最高温度小于所述第一预设温度，且所述多个液冷板22的最高温度小于第三预设温度时，所述主控模块30控制所述水泵241以及所述空调242均停止工作。在本实施方式中，所述第三预设温度小于所述第二预设温度，所述第三预设温度为32摄氏度。当所述若干单体电池122的最高温度小于所述第一预设温度且大于所述第三预设温度，同时所述多个液冷板22的最高温度小于第四预设温度时，所述主控模块30控制所述水泵241工作，同时控制所述空调242停止工作。在本实施方式中，所述第四预设温度为40摄氏度。可以理解，上述所述若干单体电池122以及所述多个液冷板22的温度的组合情况只是举例进行说明，在实际使用时，可以依据所述若干单体电池122以及所述多个液冷板22的温度进行各种组合而对所述冷却组件24进行控制。在本实施方式中，可以在主控模块30中设置相应的程序自动检测所述若干单体电池122的温度以及所述多个液冷板22的温度，并依据检测结果自动实现对所述冷却组件24的智能控制。当然，也可当所述若干单体电池122的温度过高或者所述多个液冷板22的温度过高时，产生报警信号，检测人员依据所述报警信号手动对所述冷却组件24进行控制。
本实用新型所提供的电池包冷却系统100，当所述电池模组12处于3C充电(快速充电)状态时，所述主控模块30控制所述水泵241以及所述空调242同时工作以对所述导热液进行快速冷却降温处理，进而使得所述若干单体电池122产生的热量能够快速通过所述导热管21、液冷板22传递至所述电池箱11的外部，从而提高了所述电池包10的寿命以及续航里程。当所述电池模组12处于正常工作状态时，所述若干单体电池122的温度不会过高，此时，所述主控模块30控制所述水泵241以及所述空调242同时停止工作，或者只开启水泵241进行工作即可，进而在保证对所述电池包10散热的同时也节省了能量。
本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (8)

1.一种电池包冷却系统，其特征在于：包括电池包、用于为所述电池包进行冷却的冷却机构以及用于控制所述冷却机构的主控模块；所述电池包包括电池箱以及收容于所述电池箱内的电池模组，所述电池模组包括多个并排设置且电性连接的电池组；所述冷却机构包括多个液冷板、两个导热板以及冷却组件；每个液冷板设置于所述两个相邻的电池组之间；所述两个导热板分别设置于所述多个电池组的两端，且分别与所述多个液冷板的两端相连通，所述多个液冷板以及所述两个导热板中均设有导热液；所述冷却组件包括与所述两个导热板分别相连的水泵以及与所述水泵相连且用于对所述导热液进行冷却降温的空调；所述主控模块用于检测所述电池包以及所述多个液冷板的温度，并依据所检测的温度对所述冷却组件进行控制；当所述电池包处于3C充电工况时，所述主控模块控制所述水泵以及所述空调同时工作。
2.如权利要求1所述的电池包冷却系统，其特征在于：所述空调包括压缩机以及风机；当所述压缩机工作时，所述空调对所述导热液进行冷却降温；当所述风机工作时，所述空调的风扇工作以带走所述压缩机工作所产生的热量。
3.如权利要求1所述的电池包冷却系统，其特征在于：所述电池组包括若干单体电池；所述冷却机构还包括多个导热管，所述多个导热管与所述多个电池组一一对应，所述每个导热管环绕于所述每个电池组的所述若干单体电池之间，用于将所述若干单体电池产生的热量传递所述每个电池组两侧的所述液冷板。
4.如权利要求3所述的电池包冷却系统，其特征在于：当所述电池包未处 于3C充电工况时，所述主控模块用于分别检测所述若干单体电池的温度以及所述多个液冷板的温度；当所述若干单体电池的最高温度大于第一预设温度且所述多个液冷板的最高温度大于第二预设温度时，所述主控模块控制所述水泵以及所述空调同时工作以对所述导热液进行降温处理；其中所述第一预设温度大于所述第二预设温度。
5.如权利要求4所述的电池包冷却系统，其特征在于：当所述若干单体电池的最高温度小于所述第一预设温度且所述多个液冷板的最高温度小于第三预设温度时，所述主控模块控制所述水泵以及所述空调均停止工作；所述第三预设温度小于所述第二预设温度。
6.如权利要求5所述的电池包冷却系统，其特征在于：当所述若干单体电池的最高温度小于所述第一预设温度且大于所述第三预设温度，同时所述多个液冷板的最高温度小于第四预设温度时，所述主控模块控制所述水泵工作，同时控制所述空调停止工作；其中所述第四预设温度小于所述第一预设温度且大于所述第二预设温度。
7.如权利要求1所述的电池包冷却系统，其特征在于：其中一个导热板的一端设置有导热液进口，且另一个导热板的一端设置有导热液出口；所述导热液进口及所述导热液出口分别穿过所述电池箱与所述水泵相连。
8.如权利要求3所述的电池包冷却系统，其特征在于：所述单体电池为圆柱状锂离子电池。
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