CN214378596U - 一种用于动力电池组能量回收的热管理结构 - Google Patents
一种用于动力电池组能量回收的热管理结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN214378596U CN214378596U CN202023193642.8U CN202023193642U CN214378596U CN 214378596 U CN214378596 U CN 214378596U CN 202023193642 U CN202023193642 U CN 202023193642U CN 214378596 U CN214378596 U CN 214378596U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power battery
- heat
- heat recovery
- thermal management
- cooling channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
一种用于动力电池组能量回收的热管理结构，包括相邻动力电池之间的冷却通道，冷却通道下端为空气入口端，上端为空气出口端，动力电池在充放电过程中放出热量，冷空气进入电池热管理系统后从空气入口端进入冷却通道，从空气出口端流出，与动力电池表面进行对流换热，然后再排出电池热管理系统。在冷却通道内分布有热回收装置，所述热回收装置的一端壁面作为热端，紧贴动力电池壁面，另一端壁面作为冷端，与经过冷却通道的冷空气接触，热回收装置可以回收部分动力电池能量以及改变空气的流动情况。该结构能够不仅能够进一步提升散热效果，也能够回收利用部分热量，从两个方面提升电池组的运行性能。
Description
技术领域
本实用新型属于电动汽车的电池热管理技术和低品位能量回收技术领域，特别涉及一种用于动力电池组能量回收的热管理结构。
背景技术
动力电池是电动汽车的主要动力来源，动力电池技术是影响电动汽车的核心技术之一。动力电池在充放电过程中放出的热量如果未能及时散出，会导致电池的工作温度上升，当电池温度超过电池的正常工作温度范围，将会对动力电池的充放电效率、功率和容量等产生不利影响；动力电池长期处于高温状态下工作还会缩短电池的寿命，甚至导致安全隐患。
综上所述，开发高效可靠的动力电池热管理技术是电动汽车进一步市场化推广的重中之重。风冷电池热管理技术利用空气对电池组进行强制散热，是电池热管理的一种常用技术。传统的风冷电池热管理技术大都只关注动力电池的散热性能，较少有研究将电池在充放电过程中所放出的热量加以回收利用，电池废热的回收利用可以进一步提高热管理系统的能量效率。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于动力电池组能量回收的热管理结构，将热回收装置合理安装在动力电池的发热表面，无需对风冷电池热管理系统的结构进行改动，在对动力电池散发的热量通过热回收装置进行回收利用的同时，热回收装置位置的合理设计还可以改变空气流速来进一步实现风冷电池热管理系统的性能强化。本实用新型适用于各种风冷电池热管理系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种用于动力电池组能量回收的热管理结构，包括相邻动力电池2之间的冷却通道4，冷却通道4下端为空气入口端1，上端为空气出口端5，动力电池 2在充放电过程中放出热量，冷空气进入电池热管理系统后从空气入口端1进入冷却通道4，从空气出口端5流出，与动力电池2表面进行对流换热，然后再排出电池热管理系统。
本实用新型的创新在于，在冷却通道4内分布有热回收装置3，所述热回收装置3的一端壁面作为热端，紧贴动力电池2壁面，另一端壁面作为冷端，与经过冷却通道4的冷空气接触，热回收装置3可以回收部分动力电池2能量以及改变空气的流动情况。
所述热回收装置3的其余壁面具有一定的隔热性能。
所述热回收装置3为符合安装要求的便携式热回收装置，可以是热电化学电池和热电模块等，其外形可以是圆柱体、立方体及其他符合电化学原理的几何形状
所述热回收装置3的厚度小于相邻两个动力电池2的间距。
所述热回收装置3根据串联、并联或者混联的方式集成，可根据具体情况选择集成方法。
所述热回收装置3的尺寸、个数及安装位置根据对应动力电池2的尺寸、运行特性决定。
所述热回收装置3的安装布局可以改变，以此改变冷却通道4的风速情况，获得更好的散热效果。
所述动力电池2的个数、尺寸以及在风冷电池热管理系统中的排列方式根据电动汽车的具体需求决定。
与现有技术相比，本实用新型通过将热回收装置合理的安装在动力电池的发热表面，合理的利用动力电池表面热量与低温冷空气，恰好分布在所安装热回收装置的两极形成温度差，用来发电，将电能储存用于其它地方，这合理利用了电池热管理系统中的低品位能量，加大对能量的利用率，同时热回收装置的合理安装可以改善动力电池的散热情况。
附图说明
图1为本实用新型一种用于动力电池组能量回收的高效热管理结构示意图
图2为本实用新型可采用的一种热回收装置的结构示意图
图3为本实用新型可适用的一种Z型风冷电池热管理系统示意图
其中，1-空气入口端，2-动力电池，3-热回收装置，4-冷却通道，5-空气出口端，31-阳极，32-电解质，33-阴极。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。所述的实施例仅为本实用新型的其中一个实施例，并不是本实用新型所涉及到的所有实施例，本实用新型的实施例不限于此。
本实用新型一种用于动力电池组能量回收的高效热管理结构，可将电池组耗散的低品位能量进一步转化成电能，据此进一步提升系统能量效率；同时通过改变冷却通道中的空气流速从而增强散热效果，将动力电池的温度控制在一个更有利于电池运行的温度范围内，实现电池热管理系统的性能强化。
如图1和图2所示，本发明两个相邻的方形动力电池2之间存在冷却通道4，冷却通道4具有一定的宽度，具体的宽度和具体的风冷电池热管理系统中电池间距的设计有关，在冷却通道4两侧的动力电池2表面安装有十行三十五列的便携式小型热回收装置3，热回收装置3包括阳极31、电解质32和阴极33。其中阳极31所在面为热回收装置3的阳极面，与动力电池2发热表面紧贴，阴极 33所在面为热回收装置3的阴极面，与流过冷却通道4的冷空气接触，热回收装置3的其余壁面具有一定的隔热性，在动力电池2充放电池过程中，动力电池2放出热量，温度升高，冷空气进入电池热管理系统，从空气入口端1进入冷却通道4，与动力电池2进行对流换热，带走动力电池散发的热量，同时热回收装置3的阳极31吸收动力电池2散发的热量，作为热回收装置3的热端，在冷却通道4的冷空气掠过热回收装置3的阴极面，作为热回收装置3的冷端，在电池热管理系统处于稳定时，热回收装置3两边形成稳定的温差，产生电能，可以利用超薄导电垫片将所有小型热回收装置3以不同的形式集成，输出电能储存，此时部分动力电池2的热量可以有效的利用，部分被冷空气带走，在对热回收装置3合理布置后，热回收装置3的分布适当缩小了安装位置处冷却通道4的间距，这有利于冷空气与动力电池2的对流换热，动力电池2的温度可以保持在一个更好的温度范围内。冷空气经过冷却通道4后从空气出口端5流出，最后排出电池热管理系统。
如图3所示，为本实用新型可适用的一种Z型风冷电池热管理系统示意图，通过计算对所提出的热管理系统性能进行模拟估计。相关参数如下：单个动力电池2的几何尺寸为：长×宽×高为70mm×27mm×90mm，动力电池2的密度为1542.9kg/m3，比热容为1005J/kg·K，动力电池的热导率为各向异性的，延高度方向为1.05W/m·K，延长度方向为21.1W/m·K，延宽度方向为21.1W/m·K，数值模拟中假定电池为恒温热源，热生产量为69370W/m3，动力电池2的前后面(即宽高面)紧贴电池热管理系统的侧壁，两个相邻动力电池2的间距为3mm，空气进气管的长度和高度分别为100mm和20mm，其中忽略了电池热管理系统的壁面厚度，对空气流体壁面采用绝热处理，现采用计算流体力学方法进行模拟，采用温度为300K，流速为3.5m/s的冷却空气作为入口条件，计算电池热管理系统的温度场，结果显示，单个动力电池2温度存在一个温度梯度，由动力电池2上端向动力电池2下端呈递减趋势，单个动力电池2的加权平均温度最高可达328K，动力电池2上端温度最高可达334K，空气在流道的温度最高为 320K，这就保证了热回收装置3的阳极31和阴极33两端稳定的温度差，并且温度差在10K以上，满足热回收装置的发电要求。说明本实用新型可回收热量电池结构可以适用该传统Z型风冷电池热管理系统，动力电池2的部分热量传输给热回收装置，一部分热量由空气带走，如果将热回收装置进行合理的安装，热回收装置3的分布适当缩小了安装位置处冷却通道4的间距，这有利于冷空气与动力电池2的对流换热，会同时提升动力电池的温度性能。
综上，根据本实用新型，动力电池在运行过程中产生的热量，一部分被空气带走，从空气出口端流出；另外一部分被热回收装置回收利用。其中，热回收装置一方面起到回收部分电池热量的作用，一方面能够利用自身结构改善空气流动，增强换热效果。与传统风冷热管理结构相比，该结构能够不仅能够进一步提升散热效果，也能够回收利用部分热量，从两个方面提升电池组的运行性能。
以上所述仅为本实用新型的其中一个实施例，任何本领域的或者熟悉相关技术的普通技术人员在没有做出创新的情况下、在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型思路进行改动和替换，所提出的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种用于动力电池组能量回收的热管理结构，包括相邻动力电池(2)之间的冷却通道(4)，冷却通道(4)下端为空气入口端(1)，上端为空气出口端(5)，其特征在于，所述冷却通道(4)内分布有热回收装置(3)，所述热回收装置(3)的一端壁面作为热端，紧贴动力电池(2)壁面，另一端壁面作为冷端，与经过冷却通道(4)的冷空气接触。
2.根据权利要求1所述用于动力电池组能量回收的热管理结构，其特征在于，所述热回收装置(3)的其余壁面具有隔热性能。
3.根据权利要求1所述用于动力电池组能量回收的热管理结构，其特征在于，所述热回收装置(3)为便携式热回收装置。
4.根据权利要求1所述用于动力电池组能量回收的热管理结构，其特征在于，所述热回收装置(3)为热电化学电池或热电模块。
5.根据权利要求1所述用于动力电池组能量回收的热管理结构，其特征在于，所述热回收装置(3)外形为圆柱体或立方体。
6.根据权利要求1所述用于动力电池组能量回收的热管理结构，其特征在于，所述热回收装置(3)的厚度小于相邻两个动力电池(2)的间距。
7.根据权利要求1所述用于动力电池组能量回收的热管理结构，其特征在于，所述热回收装置(3)根据串联、并联或者混联的方式集成。
8.根据权利要求1所述用于动力电池组能量回收的热管理结构，其特征在于，所述热回收装置(3)的尺寸、个数及安装位置根据对应动力电池(2)的尺寸、运行特性决定。
9.根据权利要求1所述用于动力电池组能量回收的热管理结构，其特征在于，所述动力电池(2)的个数、尺寸以及排列方式根据电动汽车的具体需求决定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023193642.8U CN214378596U (zh) | 2020-12-27 | 2020-12-27 | 一种用于动力电池组能量回收的热管理结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023193642.8U CN214378596U (zh) | 2020-12-27 | 2020-12-27 | 一种用于动力电池组能量回收的热管理结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214378596U true CN214378596U (zh) | 2021-10-08 |
Family
ID=77947448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202023193642.8U Active CN214378596U (zh) | 2020-12-27 | 2020-12-27 | 一种用于动力电池组能量回收的热管理结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214378596U (zh) |
-
2020
- 2020-12-27 CN CN202023193642.8U patent/CN214378596U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sharma et al. | A review on air cooled and air centric hybrid thermal management techniques for Li-ion battery packs in electric vehicles | |
| CN100495280C (zh) | 动力锂电池组温度控制装置 | |
| CN103401044B (zh) | 一种基于平板热管的动力电池热管理系统 | |
| CN102157761A (zh) | 一种基于脉动热管的动力电池热管理系统 | |
| CN201859929U (zh) | 电动汽车用动力电池的冷却液及加热装置 | |
| CN207368172U (zh) | 一种应用相变材料的电池组热管理系统 | |
| CN203503756U (zh) | 基于平板环路热管的动力电池热管理系统 | |
| CN111312954B (zh) | 一种电动汽车电池热管理装置及热管理方法 | |
| CN203351712U (zh) | 一种基于烧结热管的动力电池热管理系统 | |
| CN106450567B (zh) | 一种电动汽车电池热管理系统 | |
| CN203351711U (zh) | 一种基于平板热管的动力电池热管理系统 | |
| CN103367835A (zh) | 一种基于环路热管的动力电池热管理系统 | |
| CN100504881C (zh) | 一种基于语义查询重写的柔性数据服务组合的方法 | |
| CN202585681U (zh) | 一种风冷、热管散热的动力电池装置 | |
| CN114188636A (zh) | 一种电池包水冷系统及电池包 | |
| CN102227032A (zh) | 一种具有散热装置的被动式动力电池 | |
| CN214378596U (zh) | 一种用于动力电池组能量回收的热管理结构 | |
| CN205828165U (zh) | 一种风冷散热结构以及锂离子电容器模组 | |
| CN202025834U (zh) | 电动汽车动力电池箱散热及加热集成装置 | |
| CN103746153A (zh) | 超大容量蓄能锂离子电池组散热装置 | |
| CN212967726U (zh) | 一种利用相变抑制材料散热的新型太阳能电池板 | |
| CN103367836A (zh) | 一种基于烧结热管的动力电池热管理系统 | |
| CN113948760A (zh) | 一种能耗低温度均匀的储能系统及其方法 | |
| CN213459883U (zh) | 一种改进的z型并行空冷电池热管理系统 | |
| CN202094249U (zh) | 一种具有散热装置的被动式动力电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |