CN206673062U - 一种逆流布置的电池包换热系统 - Google Patents

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王涛
张明
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Abstract

本实用新型公开了一种逆流布置的电池包换热系统，涉及电动车的电池包换热系统，包括电池模组，以及与电池模组热交换的换热板，换热板内流通换热介质，电池包换热系统包括若干组换热板，每组换热板包括若干并排设置的换热板，每组换热板上串联若干电池模组，且各电池模组均同时与该组的各换热板换热，同时相邻的两换热板之间换热介质逆流布置。本实用新型可以降低电池模组内各单体电芯的温差。

Description

一种逆流布置的电池包换热系统
技术领域
本实用新型涉及一种电池包换热系统，尤其涉及电动车的电池包换热系统。
背景技术
现有的使用水排作为冷却方案的电池包，模组温差较大。温差较大直接影响模组的温度均匀性，这增大了BMS对模组控制的难度。图1为一般水冷方案水排的布置，图中箭头方向为换热介质流向：水排由若干个水冷板并排组成，各水冷板两端的水入口和水出口分别与进口集流管和出口集流管连接汇集，每根水冷板上串联2个电池模组，电池模组与水冷板之间用导热硅胶垫相隔。以加热为例，高温介质从一端的进口集流管进入，从另一端的出口集流管流出，电池模组吸收水冷板的热量，进口端的水温较高出口端的水温相对较低，假设高温介质由左向右流，则，左侧模组先被加热，而右侧模组后被加热，这就导致模组与模组之间存在温差。通过CFD仿真计算，四个水冷板总流量为6L/min、加热功率在2千瓦、电池包模组初始温度为-20℃工况下对电池包进行加热至0℃仿真，其在模组最低温度达到0℃时，模组温差为7℃。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提出一种逆流布置的电池包换热系统，降低电池模组内各单体电芯的温差。
本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
一种逆流布置的电池包换热系统，包括电池模组，以及与电池模组热交换的换热板，换热板内流通换热介质，电池包换热系统包括若干组换热板，每组换热板包括若干并排设置的换热板，每组换热板上串联若干电池模组，且各电池模组与该组的各换热板均连接换热，同时相邻的两换热板之间换热介质逆流布置。
作为选择，相同换热介质流向的若干相邻换热板的换热介质进口通过进口集流管连接汇集，换热介质出口通过出口集流管连接汇集。该方案中，换热介质从进口集流管进入，然后进入该组换热板的各换热板中与电池模组进行换热，换热结束后汇集到出口集流管，最后出换热系统。
作为进一步选择，每组换热板包括两个并排设置的换热板，相邻两组换热板的相邻两换热板的换热介质进口通过进口集流管连接汇集，换热介质出口通过出口集流管连接汇集。
作为选择，换热板为水冷板。该方案中，换热板内流通的换热介质可以是各种适宜介质，作为优选，换热介质为水，因此换热板为水冷板。
前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；并且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本实用新型的工作流程：
本实用新型能相对现有技术，降低电池模组内各单体电芯的温差，温差小了，BMS就能通过某一个温度传感器估计出整个模组，乃至整包的温度。准确的温度估计，一方面能降低电池的热失控风险，另一方面，能为BMS对电池电量的估计提供一个准确的修正，这能提高整车的经济性和动力性。以加热为例，加热串联在一起的2个电池模组的2个换热板为一组，该组两换热板内高温介质流动方向相反，也就是所谓的逆流布置。假设，高温介质从该组某一换热板的左侧流入，右侧流出，而该组内其相邻另一换热板的的流向为右侧流入，左侧流出。通过CFD仿真计算进行仿真，使用与常规方法相同的边界条件：四个水冷板总流量为6L/min、加热功率在2千瓦、电池包模组初始温度为-20℃工况下对电池包进行加热至0℃仿真，其在模组最低温度达到0℃时，模组温差仅为4℃。
本实用新型的有益效果：
1.通过换热板逆流布置，减小了模组内电芯之间的温差，提升BMS对电池的控制精度，提升电动汽车的动力性和经济型，减小了温度不均匀对电池寿命的伤害。
2.缩短了加热和冷却的时间，减小了加热或冷却所消耗的能量，达到了节能的目的。
附图说明
图1是现有技术的装置流程示意图；
图2是本实用新型实施例的装置流程示意图；
图中，1为电池模组，2为水冷板，3为进口集流管，4为出口集流管。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
参考图2所示，图中箭头方向为换热介质流向，一种逆流布置的电池包换热系统，包括电池模组1，以及与电池模组1热交换的换热板，换热板内流通换热介质，换热板内流通的换热介质可以是各种适宜介质，作为优选，换热介质为水，因此换热板为水冷板2。电池包换热系统包括若干组水冷板2，每组水冷板2包括若干并排设置的水冷板2，每组水冷板 2上串联若干电池模组1，且各电池模组1与该组的各水冷板2均连接换热，同时相邻的两水冷板2之间换热水逆流布置。相同换热水流向的若干相邻水冷板2的换热水进口通过进口集流管3连接汇集，换热水出口通过出口集流管4连接汇集。换热水从进口集流管3进入，然后进入该组水冷板2的各水冷板2中与电池模组1进行换热，换热结束后汇集到出口集流管4，最后出换热系统。
作为示例，如本实施例图2所示，每组水冷板2包括2个并排设置的水冷板2，且每组水冷板2上串联2个电池模组1，此时相邻两组水冷板2的相邻两水冷板2的换热水进口通过进口集流管3连接汇集，换热水出口通过出口集流管4连接汇集，即相邻两组水冷板2 的相邻两水冷板2的换热水流向相同并通过相同进口集流管3和出口集流管4流通，只是同组内的两水冷板2换热水流向相反并通过不同进口集流管3和出口集流管4流通。以电池包换热系统由2组换热板组成为例，通过CFD仿真计算进行仿真，使用与常规方法相同的边界条件：四个水冷板总流量为6L/min、加热功率在2千瓦、电池包模组初始温度为-20℃工况下对电池包进行加热至0℃仿真，其在模组最低温度达到0℃时，模组温差仅为4℃。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种逆流布置的电池包换热系统，包括电池模组，以及与电池模组热交换的换热板，换热板内流通换热介质，其特征在于：电池包换热系统包括若干组换热板，每组换热板包括若干并排设置的换热板，每组换热板上串联若干电池模组，且各电池模组与该组的各换热板均连接换热，同时相邻的两换热板之间换热介质逆流布置。
2.如权利要求1所述的逆流布置的电池包换热系统，其特征在于：相同换热介质流向的若干相邻换热板的换热介质进口通过进口集流管连接汇集，换热介质出口通过出口集流管连接汇集。
3.如权利要求2所述的逆流布置的电池包换热系统，其特征在于：每组换热板包括两个并排设置的换热板，相邻两组换热板的相邻两换热板的换热介质进口通过进口集流管连接汇集，换热介质出口通过出口集流管连接汇集。
4.如权利要求1所述的逆流布置的电池包换热系统，其特征在于：换热板为水冷板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109962312A (zh) * 2017-12-14 2019-07-02 郑州宇通客车股份有限公司 换热片及使用该换热片的电池、电池模组、车辆
WO2021138875A1 (zh) * 2020-01-09 2021-07-15 鸿富锦精密工业(武汉)有限公司 散热装置及电池散热系统

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