CN219203207U - 氢能源供电电池散热系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了氢能源供电电池散热系统，包括安装在氢能新能源汽车车头下端两侧的散热装置，所述散热装置通过第二出水管和第二回水管连接有用于盛装冷却液的水箱，所述水箱内安装有第一水泵，所述第一水泵的出水端与所述第二出水管连通；所述水箱内还安装有第二水泵，所述第二水泵的出水端连通有第一出水管，所述第一出水管通过包裹和/或嵌入在电池包内的导热管与第一回水管连通，所述第一回水管的另一端与所述水箱连通。本实用新型采用的散热装置具有自然散热和驱动散热两种方式，相较于现有的只有驱动散热的方式更具节能性，能耗更低。

Description

氢能源供电电池散热系统

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，尤其涉及氢能源动力新能源汽车技术领域，具体涉及氢能源供电电池散热系统。

背景技术

氢能源汽车通常是指氢燃料电池车，即通过将氢气诸如氢燃料天池中产生电，再将电通过锂电池存储并驱动电机转动达到驱动车辆行驶的目的。目前氢能源汽车已经达到量产，以MIRAI为例的氢能源电动车在加满氢气的情况下可以达到850公里的续航里程，由于氢能源汽车消耗的是氢气，排放的是水，不存在任何环境污染而被诸多汽车公司斥巨资开发。再者，氢能源电动车的电池与现有的动力电池相比其容量更小，质量更轻，安全性更高，同时在充放电过程中产生的热量也相对更小。氢能源电动车的电池的主要作用是临时储存电能，将氢燃料电池输送的电能进行整合，使得输出稳定的电压、电流用于车辆驱动。因此，用于氢能源汽车的电池包设计并不适用于纯电新能源电动车的设计，其电池散热系统也存在不同。

通过检索关键字“电池散热”可获得现有技术1：中国实用新型专利，公开号CN218101425U，具体公开了一种新能源汽车电池散热装置，其通过电池安装座开设的进风孔配合风室开设的排风孔进行空气流通，通过静音风扇使空气流通到风室内，通过增加的风室使刚从电池散热装置本体排出的热空气能够在风室内自行降温。这种方式虽然能够实现降温，但是效果并不理想，由于电池包采用整体固封的结构，单靠空气流通带走电池包内部产生的热量效果并不理想，且现实中并没有检索到单一采用空气为散热介质的动力电池应用案例。

现有技术2：中国发明专利申请，公开号CN113097629A，具体公开了一种新能源汽车电池散热装置，其提供一种利用冷凝管来降温，并且具备缓冲装置，能够实时检测电池温度以对其降温的基于水冷原理的新能源汽车电池散热装置。但其散热机构庞大，在散热时需要电力不断的驱动风扇，致使散热能耗较高，适用于发热量较大的纯电新能源汽车，尤其是容易产生局部高温而爆燃的三元锂电池。针对本申请所应用的氢能源汽车而言并不适用，为此，本申请针对氢能源汽车领域提供了一种低能耗且散热效果佳的电池散热系统。

实用新型内容

为了解决氢能源汽车的供电电池散热的问题，本申请根据氢能源电动车供电电池的特性提供了氢能源供电电池散热系统，该散热系统能够在车辆行驶时充分利用空气流动进行散热，从而降低了由于驱动散热系统而产生的电力消耗达到低成本散热的目的；同时，本申请摒弃了传统的单一闭环控制散热系统，通过增设水箱使散热系统具有较大的弹性空间，避免因汽车短时间高负荷运转导致电池瞬间充放电过大而产生大量热量无法有效的在短时间散去的问题。针对这一结构改进能够有效的与现有技术在散热模式上进行区分，具体地：

现有技术中，通常采用设置在电池包或者散热回路中的温度传感器实时采集电池包的工作温度，当实际温度达到或者超过预设的安全温度时，散热系统就开始工作，对电池包进行散热；当经过一段时间的散热使得电池包的温度降低到正常的安全温度区间后，散热系统就停止工作，往复循环。然而，这一散热模式的弊端在于，如果电池包的温度正处于安全温度的上限位置附近，且在此时电池包以满负荷或者超负荷充放电，使得电池包的温度将可能在短时间内上升，然而，及时散热系统开始马上工作，也并不能够在短时间内将热量散去，从而导致电池包的温度依然不断升高，从而可能存在电池包爆燃的可能，引发事故。

本实用新型中特别配置的水箱，即使电池包当前温度处于正常温度，散热装置可通过车辆行驶产生的流动空气将散热装置中的热量带走，从而降低水箱中冷却液的温度，当电池包温度超过安全温度后，通过第二水泵驱动冷却液不断循环，不断将储存在水箱内的低温冷却液送往电池包使其快速降温。由于水箱内的冷却液有相当的余量，因此，无论此时散热装置的散热效率是否能够满足电池包散热需求都不会实际影响到电池包的散热效率，从而在极大程度上保证的电池包的安全性。加之，在汽车行驶过程中，自然产生的空气流动所带走的热量无需消耗电能驱动散热装置，从而达到节能的目的。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

氢能源供电电池散热系统，包括安装在氢能新能源汽车车头下端两侧的散热装置，所述散热装置通过第二出水管和第二回水管连接有用于盛装冷却液的水箱，所述水箱内安装有第一水泵，所述第一水泵的出水端与所述第二出水管连通；所述水箱内还安装有第二水泵，所述第二水泵的出水端连通有第一出水管，所述第一出水管通过包裹和/或嵌入在电池包内的导热管与第一回水管连通，所述第一回水管的另一端与所述水箱连通，以及与供电控制盒电连接并分别设置在所述水箱内的第一温度传感器和设置在导热管内的第二温度传感器。

优选地，所述散热装置包括呈桶状的外壳体，所述外壳体内沿长度方向平行设置有多片与散热管固定连接的散热翅片，所述散热管两端头分别与所述第二出水管和第二回水管连通。

优选地，所述散热装置靠近空气进口一端侧壁上安装有鼓风装置，鼓风装置通过第一驱动器驱动；所述散热装置上还安装有用于打开/关闭所述空气进口的百叶机构，所述百叶机构驱动连接有设置在散热装置上的第二驱动器，第二驱动器和鼓风装置与供电控制盒电连接。

优选地，所述散热装置的外壳体截面呈矩形，所述百叶机构包括固定安装在外壳体相对侧壁上的两块侧板，转动安装在两块所述侧板之间的多片百叶，任一百叶一端通过转轴固定连接有连杆，任一所述连杆的另一端均与拉杆铰接，所述拉杆的设置方向与所述侧板一致，所述第二驱动器驱动连接有一转盘，所述转盘靠近圆周边缘位置设置有与所述拉杆铰接的轴销，通过第二驱动器驱动转盘转动使得任一百叶在拉杆和连杆的作用下摆动以打开/关闭所述空气进口。

优选地，所述水箱通过注水管连通有用于加注冷却液的水壶。

优选地，所述鼓风装置的进风端朝向与所述空气进口的朝向一致且与车头外部大气连通。

有益效果：

本实用新型通过采用两套独立的循环系统，一套用于对冷却液降温，随时保持水箱中冷却液处于较低温度，从而具备解决电池包突发高温的能力，避免电池包高温事故；另一套用于降低电池包温度，两套循环独立工作，互不影响，相较于现有的单循环闭环控制具有更高的安全性。

本实用新型采用的散热装置具有自然散热和驱动散热两种方式，相较于现有的只有驱动散热的方式更具节能性，能耗更低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例的结构轴测图。

图2视图1另一视觉的结构轴测图。

图3是图2中A区结构放大图。

图4是散热装置处于自然散热方式的空气流动示意图。

图5是散热装置处于驱动散热方式的空气流动示意图。

图中：1-水箱；11-第一出水管；12-第一回水管；13-第二出水管；14-第二回水管；15-注水管；16-水壶；2-电池包；3-鼓风装置；31-第一驱动器；4-散热装置；41-外壳体；42-百叶机构；43-第二驱动器；44-空气进口；45-空气出口；5-供电控制盒；421-侧板；422-连杆；423-拉杆；424-百叶；431-转盘。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图1和图2所示，本实施例提供氢能源供电电池散热系统，包括安装在氢能新能源汽车车头下端两侧的散热装置4，所述散热装置4通过第二出水管13和第二回水管14连接有用于盛装冷却液的水箱1，所述水箱1内安装有第一水泵，所述第一水泵的出水端与所述第二出水管13连通；所述水箱1内还安装有第二水泵，所述第二水泵的出水端连通有第一出水管11，所述第一出水管11通过包裹和/或嵌入在电池包2内的导热管与第一回水管12连通，所述第一回水管12的另一端与所述水箱1连通，以及与供电控制盒5电连接并分别设置在所述水箱1内的第一温度传感器和设置在导热管内的第二温度传感器。工作原理：本实施例提供的散热系统具有两套独立的循环系统，一套用于对冷却液降温，随时保持水箱中冷却液处于较低温度，从而具备解决电池包突发高温的能力，避免电池包高温事故。具体地，第一水泵将水箱1内的冷却液驱动依次从第二出水管13、散热装置4和第二回水管14，最终流入水箱1中；冷却流经散热装置4时被流通的空气带走热量，温度降低，完成一次散热。在第一水泵的不断驱动下，水箱1内的冷却液温度将达到常温。

另一套用于降低电池包温度，两套循环独立工作，互不影响，相较于现有的单循环闭环控制具有更高的安全性。具体是通过第二水泵驱动水箱1内的冷却液依次流通第一出水管11、导热管和第一回水管12，最后再返回到水箱1中，当冷却液流经导热管时将带走电池包2散发出来的热量，达到对电池包2降温的目的。由于导热管采用良导热材质，如铜，能够直接的将电池包2的热量带走，达到高效降温的目的。第一水泵和第二水泵的工作电信号通过所述供电控制盒5与汽车的控制系统连接获取，同时，供电控制盒5还将所述第一温度传感器和第二温度传感器采集的温度信号发送至汽车的控制系统。汽车的控制系统是用于控制汽车的车机系统，与本申请无关，在此不做详述。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，进一步结合说明书附图3-图5所示，所述散热装置4包括呈桶状的外壳体41，所述外壳体41内沿长度方向平行设置有多片与散热管固定连接的散热翅片，所述散热管两端头分别与所述第二出水管13和第二回水管14连通。所述散热装置4靠近空气进口44一端侧壁上安装有鼓风装置3，鼓风装置3通过第一驱动器31驱动；所述散热装置4上还安装有用于打开/关闭所述空气进口44的百叶机构42，所述百叶机构42驱动连接有设置在散热装置4上的第二驱动器43，第二驱动器43和鼓风装置3与供电控制盒5电连接。所述散热装置4的外壳体41截面呈矩形，所述百叶机构42包括固定安装在外壳体41相对侧壁上的两块侧板421，转动安装在两块所述侧板421之间的多片百叶424，任一百叶424一端通过转轴固定连接有连杆422，任一所述连杆422的另一端均与拉杆423铰接，所述拉杆423的设置方向与所述侧板421一致，所述第二驱动器43驱动连接有一转盘431，所述转盘431靠近圆周边缘位置设置有与所述拉杆423铰接的轴销，通过第二驱动器43驱动转盘431转动使得任一百叶424在拉杆423和连杆422的作用下摆动以打开/关闭所述空气进口44。所述水箱1通过注水管15连通有用于加注冷却液的水壶16。所述鼓风装置3的进风端朝向与所述空气进口44的朝向一致且与车头外部大气连通。

第一种散热模式：自然散热，如图4所示，当第一温度传感器采集到的水箱1内的冷却液温度处于安全温度范围时，此时百叶机构42处于打开状态，在汽车行驶时，空气能够自由的从空气进口44流入，从空气出口45流出，达到自然散热的目的，此时第一水泵一直工作或者间歇性工作。

第二种散热模式：驱动散热，如图5所示，当第一传感器采集到的水箱1内的冷却液温度高于安全温度范围时，此时百叶机构42处于打开状态，在供电控制盒5的控制下，第一驱动器31驱动鼓风装置3工作，使得空气高速流动，空气流动方向如图5所示，从鼓风装置3的进口流入，从空气出口45流出。值得说明的是，将所述鼓风装置3的进风端朝向与所述空气进口44的朝向一致且与车头外部大气连通能够进一步增大空气流速，降低鼓风装置3的运转负荷，使得鼓风装置3的能耗更低，更加节能。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.氢能源供电电池散热系统，其特征在于：包括安装在氢能新能源汽车车头下端两侧的散热装置（4），所述散热装置（4）通过第二出水管（13）和第二回水管（14）连接有用于盛装冷却液的水箱（1），所述水箱（1）内安装有第一水泵，所述第一水泵的出水端与所述第二出水管（13）连通；所述水箱（1）内还安装有第二水泵，所述第二水泵的出水端连通有第一出水管（11），所述第一出水管（11）通过包裹和/或嵌入在电池包（2）内的导热管与第一回水管（12）连通，所述第一回水管（12）的另一端与所述水箱（1）连通，以及与供电控制盒（5）电连接并分别设置在所述水箱（1）内的第一温度传感器和设置在导热管内的第二温度传感器。

2.根据权利要求1所述的氢能源供电电池散热系统，其特征在于：所述散热装置（4）包括呈桶状的外壳体（41），所述外壳体（41）内沿长度方向平行设置有多片与散热管固定连接的散热翅片，所述散热管两端头分别与所述第二出水管（13）和第二回水管（14）连通。

3.根据权利要求1-2任一项所述的氢能源供电电池散热系统，其特征在于：所述散热装置（4）靠近空气进口（44）一端侧壁上安装有鼓风装置（3），鼓风装置（3）通过第一驱动器（31）驱动；所述散热装置（4）上还安装有用于打开/关闭所述空气进口（44）的百叶机构（42），所述百叶机构（42）驱动连接有设置在散热装置（4）上的第二驱动器（43），第二驱动器（43）和鼓风装置（3）与供电控制盒（5）电连接。

4.根据权利要求3所述的氢能源供电电池散热系统，其特征在于：所述散热装置（4）的外壳体（41）截面呈矩形，所述百叶机构（42）包括固定安装在外壳体（41）相对侧壁上的两块侧板（421），转动安装在两块所述侧板（421）之间的多片百叶（424），任一百叶（424）一端通过转轴固定连接有连杆（422），任一所述连杆（422）的另一端均与拉杆（423）铰接，所述拉杆（423）的设置方向与所述侧板（421）一致，所述第二驱动器（43）驱动连接有一转盘（431），所述转盘（431）靠近圆周边缘位置设置有与所述拉杆（423）铰接的轴销，通过第二驱动器（43）驱动转盘（431）转动使得任一百叶（424）在拉杆（423）和连杆（422）的作用下摆动以打开/关闭所述空气进口（44）。

5.根据权利要求1-2任一项所述的氢能源供电电池散热系统，其特征在于：所述水箱（1）通过注水管（15）连通有用于加注冷却液的水壶（16）。

6.根据权利要求3所述的氢能源供电电池散热系统，其特征在于：所述鼓风装置（3）的进风端朝向与所述空气进口（44）的朝向一致且与车头外部大气连通。

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