申请/专利权人：华南理工大学

申请日：2017-11-09

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN108023139B

主分类号：H01M10/613

分类号：H01M10/613;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/6566;H01M10/651

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2018.06.05#实质审查的生效;2018.05.11#公开

摘要：本发明公开了一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统，包括进口段、进口导流板、冷却流道、出口导流板、出口段和动力电池组，进口导流板和出口导流板平行分布在与动力电池组保持一定间距的上下两侧，所述间距分别形成上下空气流道，与动力电池组中各个相邻单体电池间的间距形成的冷却流道呈垂直关系，所述冷却流道相互平行，间距不相等，进口段与进口导流板垂直连接，出口段与出口导流板平行相连，进口段与出口段呈垂直关系。所述系统有效降低了动力电池组的热点温度和温差，有利于延长动力电池组的使用寿命，并保证电动汽车安全可靠地运行。

主权项：1.一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统，其特征在于：所述系统包括进口段、进口导流板、冷却流道、出口导流板、出口段和动力电池组，进口导流板和出口导流板平行分布在与动力电池组保持一定间距的上下两侧，所述间距分别形成上下空气流道，与动力电池组中各个相邻单体电池间的间距形成的冷却流道呈垂直关系，所述冷却流道相互平行，间距不相等，进口段与进口导流板垂直连接，出口段与出口导流板平行相连，进口段与出口段呈垂直关系，空气由进口段进入进口导流板到达下空气流道后，由进口导流板压迫进入与下空气流道垂直的冷却流道，经冷却流道到达上空气流道后，又在出口导流板的压迫下汇聚后经由出口段流出；所述冷却流道按照由远离出口段到出口段方向分别为第一、第二……第N个冷却流道，第一个冷却流道和第个冷却流道的间距相等，其中为取整函数，第个冷却流道与第N个冷却流道的间距相等，且前者流道间距大于后者流道间距；所述进口段和出口段分别位于动力电池组的两侧，进口段位于进口导流板一侧的中间位置，与冷却流道的方向平行，出口段位于出口导流板一侧的边缘位置，与冷却流道的方向垂直，进口段和出口段相互垂直。

全文数据：用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统技术领域[0001]本发明涉及动力电池风冷系统领域，具体涉及一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统。背景技术[0002]近年来，电动汽车作为缓解环境污染和能源危机的有效手段而得到大力发展。动力电池作为电动汽车的重要部件，为电池汽车的运行提供能量。在动力电池工作过程中，因内部化学反应和焦耳效应而产生大量的热量，若热量不能及时排走，将使电池温度升高。动力电池，尤其是锂离子动力电池，其性能将受到热点温度和温差的影响。一般来说，锂离子动力电池的合适工作温度在25°C〜40°C之间，温差在5°C以内。过高的温度和过大的温差将影响电池组的性能，并缩短电池组的寿命。因此，需要设计合理的动力电池热管理系统，保证动力电池在合理的温度和温差范围内工作，从而提高电池组的性能，延长电池组的寿命，并保证电动汽车安全稳定地运行。等距平行空气冷却系统具有成本低、结构简单等优点，是目前最常用的电池热管理系统之一。然而，由于系统结构的限制，等距平行空气冷却系统难以保证每个电池冷却条件的一致性，造成电池组具有较大的温差，难以满足动力电池组正常工作的要求。发明内容[0003]本发明的目的是针对现有技术的不足，为了改善动力电池组内温差大的问题，提供了一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统。[0004]本发明的目的可以通过如下技术方案实现：[0005]—种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统，所述系统包括进口段、进口导流板、冷却流道、出口导流板、出口段和动力电池组，进口导流板和出口导流板平行分布在与动力电池组保持一定间距的上下两侧，所述间距分别形成上下空气流道，与动力电池组中各个相邻单体电池间的间距形成的冷却流道呈垂直关系，所述冷却流道相互平行，间距不相等，进口段与进口导流板垂直连接，出口段与出口导流板平行相连，进口段与出口段呈垂直关系，空气由进口段进入进口导流板到达下空气流道后，由进口导流板压迫进入与下空气流道垂直的冷却流道，经冷却流道到达上空气流道后，又在出口导流板的压迫下汇聚后经由出口段流出。[0006]进一步地，所述进口段和出口段分别位于动力电池组的两侧，进口段位于进口导流板一侧的中间位置，与冷却流道的方向平行，出口段位于出口导流板一侧的边缘位置，与冷却流道的方向垂直，进口段和出口段相互垂直。[0007]进一步地，所述冷却流道按照由远离出口段到出口段方向分别为第一、第二……第N个冷却流道，第一个冷却流道和第INTN3+1个冷却流道的间距相等，其中INT为取整函数，第INTN3+2个冷却流道与第N个冷却流道的间距相等，且前者流道间距大于后者流道间距。[0008]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：[0009]本发明的用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统与等距流道冷却系统相比，非等距流道的设计改变了流道间距在不同电池间的分布，没有增加冷却系统的总体体积，且非等距流道改变了压降在不同冷却流道中的分配，但不影响进口和出口之间的总压降，因此并不增加驱动冷却工质的功耗，同时减小了冷却流道内流量的差异，保证动力电池之间散热条件的一致性，从而降低了动力电池组的热点温度，减小电池组的温差。附图说明[0010]图1为本发明一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统的立体结构示意图。[0011]图2为本发明一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统的正视图。[0012]图3为本发明实施例用于动力电池组散热的T型流道空气冷却系统的正视图。[0013]其中，丨-进口段，2-进口导流板，3-冷却流道，4-出口导流板，5-出口段，6-动力电池组。具体实施方式[0014]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。[0015]实施例：[0016]本实施例提供了一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统，所述系统的立体结构示意图如图1所示，正视图如图2所示，包括进口段1、进口导流板2、冷却流道3、出口导流板⑷、出口段⑸和动力电池组6，进口导流板⑵和出口导流板4平行分布在与动力电池组⑹保持一定间距的上下两侧，所述间距分别形成上下空气流道，与动力电池组⑹中各个相邻单体电池间的间距形成的冷却流道⑶呈垂直关系，所述冷却流道⑶相互平行，间距不相等，进口段⑴与进口导流板⑵垂直连接，出口段⑸与出口导流板⑷平行相连，进口段⑴与出口段⑸呈垂直关系，空气由进口段⑴进入进口导流板2到达下空气流道后，由进口导流板⑵压迫进入与下空气流道垂直的冷却流道3，经冷却流道3到达上空气流道后，又在出口导流板⑷的压迫下汇聚后经由出口段⑸流出。[0017]其中，所述进口段⑴和出口段⑸分别位于动力电池组⑹的两侧，进口段⑴位于进口导流板⑵一侧的中间位置，与冷却流道⑶的方向平行，出口段⑸位于出口导流板⑷一侧的边缘位置，与冷却流道⑶的方向垂直，进口段⑴和出口段⑸相互垂直。[0018]冷却流道的间距并不相同，靠近出口段⑸的流道间距较小，其余远离出口段⑸的流道间距较大，具体地，所述冷却流道3按照由远离出口段5到出口段5方向分别为第一、第二......第N个冷却流道，第一个冷却流道和第INTN3+l个冷却流道的间距相等，其中INT为取整函数，第INTN3+2个冷却流道与第N个冷却流道的间距相等，且小于前面第顶TN3+1个冷却流道的间距。[0019]考虑如图3所示的用于动力电池组散热的T型流道空气冷却系统，系统进口段宽度win和出口段宽度w〇ut的尺寸均为2〇咖，电池尺寸为l6mmX65mmXl5lmm，电池个数为12个，电池之间的间隙形成13个冷却流道;对于等间距系统，冷却流道间距为3mm;对于非等间距系^至第间距为3.5mm，獅』第13个冷却流道间距为2.6875麵;电池的密度为27〇Okgm，其热谷为9〇OJAkg•K，热导率为24〇wm•K，产热强度为414〇8Wm3.进入系统的冷却空气温度为300K，流量为〇.〇l2m3s。’[0020]分别采用数值模拟方法计算等间距冷却系统和本发明非等间距冷却系统的温度场。由计算结果可以发现，等间距冷却系统与本发明非等间距冷却系统的电池组热点温度分别为317.3K和315_5K，本发明非等间距冷却系统的电池组热点温度相较于常规结构的冷却系统下降了1.8K;传统冷却系统和本发明非等间距冷却系统对应的电池组温差分别为6.9K和4.4K，本发明的电池温差减小了36%。该实例验证了本发明对改善电池组温度的能力。[0021]以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

权利要求：1.一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统，其特征在于:所述系统包括进口段、进口导流板、冷却流道、出口导流板、出口段和动力电池组，进口导流板和出口导流板平行分布在与动力电池组保持一定间距的上下两侧，所述间距分别形成上下空气流道，与动力电池组中各个相邻单体电池间的间距形成的冷却流道呈垂直关系，所述冷却流道相互平行，间距不相等，进口段与进口导流板垂直连接，出口段与出口导流板平行相连，进口段与出口段呈垂直关系，空气由进口段进入进口导流板到达下空气流道后，由进口导流板压迫进入与下空气流道垂直的冷却流道，经冷却流道到达上空气流道后，又在出口导流板的压迫下汇聚后经由出口段流出。2.根据权利要求1所述的一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统，其特征在于:所述进口段和出口段分别位于动力电池组的两侧，进口段位于进口导流板一侧的中间位置，与冷却流道的方向平行，出口段位于出口导流板一侧的边缘位置，与冷却流道的方向垂直，进口段和出口段相互垂直。3.根据权利要求1所述的一种用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统，其特征在于:所述冷却流道按照由远离出口段到出口段方向分别为第一、第二……第N个冷却流道，第一个冷却流道和第INTN3+1个冷却流道的间距相等，其中INT为取整函数，第INTN3+2个冷却流道与第N个冷却流道的间距相等，且前者流道间距大于后者流道间距。

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