CN209389176U - 一种石蜡与热管联用的电池组冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石蜡与热管联用的电池组冷却装置，包括动力电池组，在动力电池组外周设置有用以对动力电池组冷却降温的第一相变材料层或第一热管，在动力电池组中间间隙内设置有第二相变材料层或第二热管。本实用新型结构简单、操作简便，能对电池组进行冷却降温。

Description

一种石蜡与热管联用的电池组冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种石蜡与热管联用的电池组冷却装置。

背景技术

随着世界的发展，科技在不断的进步，但伴随而来有环境的恶化等问题，寻求清洁、高效、安全的能源和绿色出行受到了越来越多人的关注。电池作为一种电能的存储和转化载体，因其具有很高的转化效率成为了研究热点，以电池作为动力源的新能源汽车具有很大的优势，但是在发展过程中，也面临着一系列的问题和困难。其中以电池作为动力源的新能源汽车面临的一个难点就是电池组热管理。电池组热管理主要是依据电池的最佳温度工作范围，通过优化电池箱结构和控制系统、改进电池排列方式以及加入传热导热介质等来有效地对电池组进行温度调节。电池在工作时产生大量的热量，需要有效的散热来冷却电池，电池的冷却方法主要有空气冷却、液体冷却、相变材料冷却、热管冷却等。

空气冷却通过空气对流实现，虽然结构简单，控制难度低，但是冷却性能较差，而且需要给风扇等散热器提供功率。

液体冷却的冷却性能好，但是管路结构复杂，对液体管道要求高，要求绝对的密封性和绝缘性，成本高。

相变材料冷却的冷却性能优良，但是相变材料只能单纯的吸热和储热，不能将本身的热量散去，而电动汽车在工作时需要及时的散热，故需要与其他散热方式相结合才能获得更好的效果。

热管具有较强导热能力，且工作温度范围广，热源可通过热管将热量快速的传递到外界去，但是热管的接触面积小，温度不均匀，过多使用热管将增加成本。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供了一种结构简单、操作简便的石蜡与热管联用的电池组冷却装置，能对电池组进行冷却降温。

本实用新型的技术方案是：一种石蜡与热管联用的电池组冷却装置，包括动力电池组，在动力电池组外周设置有用以对动力电池组冷却降温的第一相变材料层或第一热管，在动力电池组中间间隙内设置有第二相变材料层或第二热管。

进一步的，所述第一相变材料层、第二相变材料层均为石蜡层。

进一步的，所述第一相变材料层的外边沿与动力电池组的外边沿之间最小的厚度为3mm。

进一步的，热管为第一热管与第二热管均为圆柱形热管。

进一步的，所述第一热管的数量为4或8根。

进一步的，所述动力电池组包括若干个圆柱形电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型结构简单、合理，可实现动力电池组的各个圆柱形电池的散热均衡，不仅提高动力电池组的热一致性，而且使动力电池组稳定、高效、安全的工作；（2）具有较强的实用性，通过石蜡层与热管联用的方法，既发挥了相变材料吸收热量的优势，又发挥了热管导热能力强的优势，提高了散热能力和散热均衡能力；（3）具有较好的经济性，根据性能和成本要求，使用石蜡层和热管的最佳组合方式，在保证性能的前提下，降低了成本。

为使得本实用新型的上述目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例动力电池组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的结构示意图；

图3为本实用新型实施例图2的俯视图；

图4为本实用新型实施例2的结构示意图；

图5为本实用新型实施例图4的结构示意图；

图6为本实用新型实施例3的结构示意图；

图7为本实用新型实施例图6的结构示意图；

图中：10-动力电池组；11-圆柱形电池；20-第一相变材料层；30-第一热管热管；40-第二相变材料层；50-第二热管。

具体实施方式

如图1~7所示，一种石蜡与热管联用的电池组冷却装置，包括动力电池组，在动力电池组外周设置有用以对动力电池组冷却降温的第一相变材料层或第一热管，在动力电池组中间间隙内设置有第二相变材料层或第二热管。

本实施例中，所述第一相变材料层、第二相变材料层均为石蜡层。

本实施例中，所述第一相变材料层的外边沿与动力电池组的外边沿之间最小的厚度为3mm。

本实施例中，热管为第一热管与第二热管均为圆柱形热管。

本实施例中，所述第一热管的数量为4或8根。

本实施例中，所述动力电池组包括若干个圆柱形电池。

实施例一：

先对图1的动力电池组进行循环充放电仿真，环境温度为40℃，充电电流为4C,充放电周期为600s，仿真时间为1200s。仿真结果为动力电池组的最高温度达到54℃，整体温度分布不均匀，电池中心温度高，且由动力电池组圆截面的圆心沿着径向由内向外降低，温差在1℃之内。

接着在动力电池组中间缝隙内放置第二热管，接着在动力电池组外周包围着第一相变材料层（如图2），第一相变材料层的外边沿与动力电池组的外边沿之间最小的厚度为3mm，当动力电池组在工作的过程中产生热量，温度升高到第一相变材料层的相变温度时，第一相变材料层会由固态融化为液态并吸收热量，同时第二热管与热源接触，吸收热量，再将热量快速传递到外界去，从而达到冷却电池的效果。

接着对图2的动力电池组进行循环充放电仿真，环境温度为40℃，充电电流为4C,充放电周期为600s，仿真时间为1200s。仿真结果相对于图一结果，电池组的最高温度下降了8℃，温差在2℃之内。

实施例二、

先对图1的动力电池组进行循环充放电仿真，环境温度为40℃，充电电流为4C,充放电周期为600s，仿真时间为1200s。仿真结果为动力电池组的最高温度达到54℃，整体温度分布不均匀，电池中心温度高，且由动力电池组圆截面的圆心沿着径向由内向外降低，温差在1℃之内。

在动力电池组中间缝隙内填充第二相变材料层，在动力电池组的外周布置4根第一热管（如图4），动力电池组在工作的过程中产生热量，温度升高到第二相变材料层的相变温度时，第二相变材料层会由固态融化为液态并吸收热量，同时第一形热管与热源接触，吸收热量，再将热量快速传递到外界去，从而达到冷却电池的效果。

接着对图4的动力电池组进行循环充放电仿真，环境温度为40℃，充电电流为4C,充放电周期为600s，仿真时间为1200s。仿真结果相对于图1结果，动力电池组的最高温度下降了4℃，温差在2℃之内。与实施例1的冷却方式比较，冷却效果较差，且温度分布的不匀性比第一种情况严重。但是，这种方式可以减小石蜡的用量以及和电池的接触面积，从而降低石蜡对电池损耗，防止石蜡过多融化带来的不利影响。

实施例三、

先对图1的动力电池组进行循环充放电仿真，环境温度为40℃，充电电流为4C,充放电周期为600s，仿真时间为1200s。仿真结果为动力电池组的最高温度达到54℃，整体温度分布不均匀，电池中心温度高，且由动力电池组圆截面的圆心沿着径向由内向外降低，温差在1℃之内。

在动力电池组中间缝隙内填充第二相变材料层，在动力电池组的外周布置8根第一热管（如图6），动力电池组在工作的过程中产生热量，温度升高到第二相变材料层的相变温度时，第二相变材料层会由固态融化为液态并吸收热量，同时第一形热管与热源接触，吸收热量，再将热量快速传递到外界去，从而达到冷却电池的效果。

对图6的电池组进行循环充放电仿真，环境温度为40℃，充电电流为4C,充放电周期为600s，仿真时间为1200s。仿真结果相对于图1结果，电池组的最高温度下降了6℃，温差在1℃之内。与实施例2冷却方式比较，冷却效果更好，电池表面温度更均匀，还减小了石蜡的不利影响，但成本相对增加。

针对实施例1-3的仿真数据如下表所示：

上述操作流程及软硬件配置，仅作为本实用新型的较佳实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种石蜡与热管联用的电池组冷却装置，其特征在于：包括动力电池组，在动力电池组外周设置有用以对动力电池组冷却降温的第一相变材料层或第一热管，在动力电池组中间间隙内设置有第二相变材料层或第二热管。

2.根据权利要求1所述的石蜡与热管联用的电池组冷却装置，其特征在于：所述第一相变材料层、第二相变材料层均为石蜡层。

3.根据权利要求1所述的石蜡与热管联用的电池组冷却装置，其特征在于：所述第一相变材料层的外边沿与动力电池组的外边沿之间最小的厚度为3mm。

4.根据权利要求1所述的石蜡与热管联用的电池组冷却装置，其特征在于：热管为第一热管与第二热管均为圆柱形热管。

5.根据权利要求1所述的石蜡与热管联用的电池组冷却装置，其特征在于：所述第一热管的数量为4或8根。

6.根据权利要求1所述的石蜡与热管联用的电池组冷却装置，其特征在于：所述动力电池组包括若干个圆柱形电池。