用于电动汽车的锂电池散热装置的制作方法

本发明涉及电动汽车锂电池，具体涉及用于电动汽车的锂电池散热装置。

背景技术：

随着工业发展和社会需求的增加，汽车在社会进步和经济发展中扮演着重要的角色。汽车工业的迅速发展，推动了机械、能源、橡胶、钢铁等重要行业的发展，但同时也日益面临着环境保护、能源短缺的严重问题。为了解决这些问题，电动汽车获得了长足的发展和很大的技术进步，同时电动汽车在电池系统、电驱动系统和整车控制等方面都取得了很大进步。

在电动汽车上，电池系统是一项关键核心的部件，蓄电池作为动力源，需要能量密度高、输出功率密度高、工作温度范围宽广、循环寿命长、无记忆效应、自放电率小。目前锂电池因其优越的性能，在电动汽车领域被大规模使用。锂电池拥有诸多优点，但是也有致命性的缺点，就是电池稳定性较差，在极端环境下极易发生自燃和爆炸，目前电动汽车用锂电池增强散热多采用加大风机流量的方式，这种方式浪费资源，而且风机流量增大很多时候并不能有效的增强锂电池散热。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是目前电动汽车用锂电池增强散热所采取的方式不能有效增强锂电池散热，同时浪费资源，目的在于提供用于电动汽车的锂电池散热装置，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

用于电动汽车的锂电池散热装置，包括散热肋；所述散热肋包括肋条、散热筋和散热齿；所述散热筋设置在肋条上；所述散热筋的形状为三角形，且所述三角形的一个角迎向散热气流方向，该角的对边背离散热气流方向；所述散热齿设置在散热筋上；所述散热齿的形状为三角形，且所述三角形的一个角迎向散热气流方向，该角的对边背离散热气流方向。

现有技术中，电动汽车用锂电池增强散热多采用加大风机流量的方式，这种方式浪费资源，而且发明人在实际实践中发现风机流量增大很多时候并不能有效的增强锂电池散热。发明人根据流体力学理论和多次试验发现风机所产生的散热气流在流经需要散热的部位时，会在该部位形成边界层；由于风机所产生的散热气流的流动较为稳定，而且散热气流所流经的需要散热的部位比较光滑(比如锂电池表面和常用的散热肋)，所以该散热气流的雷诺数较小；根据边界层理论，边界层的厚度与雷诺数成反比，所以散热气流的边界层较厚，对光滑表面的散热效果较差。而增大风机流量虽然可以增大散热气流雷诺数，但是雷诺数与散热气流的速度成正比，增大一倍的风机流速只能增加一倍的雷诺数，效率低下。同时发明人发现，随着风机流速的增大，流经散热部位的散热气流的流速趋于稳定，大量的散热气流没有进行热交换，所以风机流量增大很多时候并不能有效的增强锂电池散热。

本发明应用时，散热筋的形状为三角形，且该三角形的一个角迎向散热气流方向，该角的对边背离散热气流方向，散热气流在流经散热筋时，先流经所述三角形的一个角，然后绕过散热筋并在该角的对边处产生旋涡，由于旋涡处的流体绕一个旋涡中心旋转，根据流体动量守恒定律，该处的流体流速大幅提高，发明人根据模拟软件fluent.ansys进行cfd模拟发现，该处的流体雷诺数为散热气流雷诺数的10～30倍，所以边界层的厚度降低至10％～3％，散热效果大幅增强。同时，散热齿的形状为三角形，且该三角形的一个角迎向散热气流方向，该角的对边背离散热气流方向，散热气流在流经散热齿时，先流经所述三角形的一个角，然后绕过散热齿并在该角的对边处产生旋涡，由于旋涡处的流体绕一个旋涡中心旋转，同散热筋，该处的流体雷诺数为散热气流雷诺数的10～30倍，所以边界层的厚度降低至10％～3％，散热效果大幅增强。

本发明通过将散热筋和散热齿的形状设置为三角形，有效增强锂电池散热，同时在不增大风机流量的前提下，提高了锂电池散热效果。

进一步的，所述散热筋的数量为两个及以上；所述散热筋的尺寸沿散热气流方向依次增大。

本发明应用时，两个及以上散热筋的尺寸沿散热气流方向依次增大，散热气流流经散热肋并进行散热后，温度会提高，在流经下一个散热肋时，散热效果会降低。于是发明人经过创造性劳动发现，将散热筋的尺寸沿散热气流方向依次增大，可以使得散热气流在被前一个散热肋加热后流经下一个散热肋时，散热面积增大，同时该散热肋对散热气流的扰动加大，使得该散热肋处产生的旋涡雷诺数增大，提升了散热效果。本发明通过将两个及以上散热筋的尺寸沿散热气流方向依次增大，实现了散热肋的均匀散热，提高了锂电池的散热效率和安全性。

进一步的，本发明还包括锂电池、导热管和散热箱；所述散热肋通过导热管设置在锂电池侧面；所述锂电池、导热管和散热肋设置在散热箱内部。

再进一步的，本发明还包括进风风机和第一导风罩；所述进风风机的出风端通过第一导风罩与散热箱内部连通；所述第一导风罩朝向进风风机出风端的一端的形状尺寸与进风风机出风端的形状尺寸相匹配；所述第一导风罩朝向散热箱的一端的形状尺寸与散热箱朝向第一导风罩的开口的形状尺寸相匹配；所述散热箱朝向第一导风罩的开口的尺寸大于进风风机出风端的尺寸。

在实际工作中，发明人发现对锂电池通过风冷进行散热时，风机的尺寸小于锂电池的尺寸，使得散热气流无法均匀流过锂电池各个位置，导致锂电池散热不均匀，容易发生危险。本发明应用时，进风风机通过第一导风罩与散热箱内部连通，第一导风罩将进风风机吹出的散热气流均匀的扩散至散热箱内，使得锂电池的散热更加均匀，安全性提高。

再进一步的，本发明还包括出风风机和第二导风罩；所述出风风机的进风端通过第二导风罩与散热箱内部连通；所述第二导风罩朝向出风风机进风端的一端的形状尺寸与出风风机进风端的形状尺寸相匹配；所述第二导风罩朝向散热箱的一端的形状尺寸与散热箱朝向第二导风罩的开口的形状尺寸相匹配；所述散热箱朝向第二导风罩的开口的尺寸大于出风风机进风端的尺寸。

在实际工作中，发明人发现对锂电池通过风冷进行散热时，强制风冷散热效果好于被动风冷散热。本发明应用时，出风风机通过第二导风罩与散热箱内部连通，第一导风罩、散热箱和第二导风罩形成了完整的散热风道，使得散热气流的流动更加均匀，从而使得锂电池的散热更加均匀，安全性提高。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明用于电动汽车的锂电池散热装置，通过将散热筋和散热齿的形状设置为三角形，有效增强锂电池散热，同时在不增大风机流量的前提下，提高了锂电池散热效果；

2、本发明用于电动汽车的锂电池散热装置，通过将两个及以上散热筋的尺寸沿散热气流方向依次增大，实现了散热肋的均匀散热，提高了锂电池的散热效率和安全性；

3、本发明用于电动汽车的锂电池散热装置，第一导风罩将进风风机吹出的散热气流均匀的扩散至散热箱内，使得锂电池的散热更加均匀，安全性提高；

4、本发明用于电动汽车的锂电池散热装置，第一导风罩、散热箱和第二导风罩形成了完整的散热风道，使得散热气流的流动更加均匀，从而使得锂电池的散热更加均匀，安全性提高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明散热肋结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-散热肋，2-导热管，3-第一导风罩，4-进风风机，5-锂电池，6-散热箱，7-第二导风罩，8-出风风机，11-肋条，12-散热筋，13-散热齿。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图2所示，本发明用于电动汽车的锂电池散热装置，包括散热肋1；所述散热肋1包括肋条11、散热筋12和散热齿13；所述散热筋12设置在肋条11上；所述散热筋12的形状为三角形，且所述三角形的一个角迎向散热气流方向，该角的对边背离散热气流方向；所述散热齿13设置在散热筋12上；所述散热齿13的形状为三角形，且所述三角形的一个角迎向散热气流方向，该角的对边背离散热气流方向。

本实施例实施时，散热筋12的形状为三角形，且该三角形的一个角迎向散热气流方向，该角的对边背离散热气流方向，散热气流在流经散热筋12时，先流经所述三角形的一个角，然后绕过散热筋12并在该角的对边处产生旋涡，由于旋涡处的流体绕一个旋涡中心旋转，根据流体动量守恒定律，该处的流体流速大幅提高，发明人根据模拟软件fluent.ansys进行cfd模拟发现，该处的流体雷诺数为散热气流雷诺数的10～30倍，所以边界层的厚度降低至10％～3％，散热效果大幅增强。同时，散热齿13的形状为三角形，且该三角形的一个角迎向散热气流方向，该角的对边背离散热气流方向，散热气流在流经散热齿13时，先流经所述三角形的一个角，然后绕过散热齿13并在该角的对边处产生旋涡，由于旋涡处的流体绕一个旋涡中心旋转，同散热筋12，该处的流体雷诺数为散热气流雷诺数的10～30倍，所以边界层的厚度降低至10％～3％，散热效果大幅增强。

实施例2

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，所述散热筋12的数量为两个及以上；所述散热筋12的尺寸沿散热气流方向依次增大。

本实施例实施时，两个及以上散热筋12的尺寸沿散热气流方向依次增大，散热气流流经散热肋12并进行散热后，温度会提高，在流经下一个散热肋12时，散热效果会降低。于是发明人经过创造性劳动发现，将散热筋12的尺寸沿散热气流方向依次增大，可以使得散热气流在被前一个散热肋12加热后流经下一个散热肋12时，散热面积增大，同时该散热肋12对散热气流的扰动加大，使得该散热肋12处产生的旋涡雷诺数增大，提升了散热效果。本发明通过将两个及以上散热筋12的尺寸沿散热气流方向依次增大，实现了散热肋12的均匀散热，提高了锂电池的散热效率和安全性。

实施例3

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，还包括锂电池5、导热管2和散热箱6；所述散热肋1通过导热管2设置在锂电池5侧面；所述锂电池5、导热管2和散热肋1设置在散热箱6内部。还包括进风风机4和第一导风罩3；所述进风风机4的出风端通过第一导风罩3与散热箱6内部连通；所述第一导风罩3朝向进风风机4出风端的一端的形状尺寸与进风风机4出风端的形状尺寸相匹配；所述第一导风罩3朝向散热箱6的一端的形状尺寸与散热箱6朝向第一导风罩3的开口的形状尺寸相匹配；所述散热箱6朝向第一导风罩3的开口的尺寸大于进风风机4出风端的尺寸。

本实施例实施时，进风风机4通过第一导风罩3与散热箱6内部连通，第一导风罩3将进风风机4吹出的散热气流均匀的扩散至散热箱6内，使得锂电池的散热更加均匀，安全性提高。

实施例4

如图1所示，本实施例在实施例3的基础上，还包括出风风机8和第二导风罩7；所述出风风机8的进风端通过第二导风罩7与散热箱6内部连通；所述第二导风罩7朝向出风风机8进风端的一端的形状尺寸与出风风机8进风端的形状尺寸相匹配；所述第二导风罩7朝向散热箱6的一端的形状尺寸与散热箱6朝向第二导风罩7的开口的形状尺寸相匹配；所述散热箱6朝向第二导风罩7的开口的尺寸大于出风风机8进风端的尺寸。

本实施例实施时，出风风机8通过第二导风罩7与散热箱6内部连通，第一导风罩3、散热箱6和第二导风罩7形成了完整的散热风道，使得散热气流的流动更加均匀，从而使得锂电池的散热更加均匀，安全性提高。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。