一种用于动力电池组散热的L型流道冷却系统的制作方法

本实用新型涉及动力电池组散热领域，具体涉及一种用于动力电池组散热的L型流道冷却系统。

背景技术：

近年来，汽车产业的发展和汽车的广泛应用加剧了环境污染问题。电动汽车和混合动力汽车作为传统汽车的一种重要替代，有望降低汽车的尾气污染，因而发展迅速。动力电池组作为电动汽车的核心部件，决定着电动汽车的性能。动力电池组在工作过程中，产生大量的热。若这些热量不能有效地排除，将增加电池组的温度和温差，影响电池组的性能，并造成严重的安全隐患。因此，需要对动力电池组进行热管理，保证电池组在合适的温度和温差范围内工作，从而提高电池组的性能，延长电池组的使用寿命，这对于发展电动汽车产业具有重要的意义。目前，在各种电池热管理技术中，空气冷却是最为常用的热管理方式。然而，由于空气热容较小，电池组中各电池的冷却条件的差异将造成电池组内部产生较大的温差。因此，需要对电池热管理的风冷系统进行合理的设计，保证各电池一致的冷却条件，从而减小电池组的温差和热点温度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于动力电池组散热的L型流道冷却系统，所述冷却系统在不增加系统体积和控制能耗的前提下，通过合理布置系统中冷却流道的间距分布，减小了电池组温差，并降低了电池组的热点温度。

本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现：

一种用于动力电池组散热的L型流道冷却系统，所述系统包括进口段、进口导流板、动力电池组、出口导流板、出口段和冷却流道，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，进口段与进口导流板连接，出口段与出口导流板连接，进口段与出口段呈垂直关系，整个冷却系统呈“L”型结构，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。

进一步地，所述进口段和出口段分布在动力电池组上下两侧，进口段与冷却流道方向垂直，出口段与冷却流道方向平行，整个冷却系统呈“L”型结构。

进一步地，所述进口段和出口段的宽度与进口导流板、出口导流板的宽度相同。

进一步地，在所述冷却系统中，冷却流道的间距不完全相同，假设流道数目为N个，从进口段到出口段方向，冷却流道的编号分别为1号、2号，…N号，当N为奇数时，使1号至(N-1)/2号流道间距高于均匀流道标准值，(N+1)/2号流道间距等于均匀流道标准值，(N+3)/2号至N号流道间距低于均匀流道标准值；当N为偶数时，使1号至N/2号流道间距高于均匀流道标准值，N/2+1号至N号流道间距低于均匀流道标准值。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本实用新型提供的用于动力电池组散热的L型流道冷却系统，在保证系统体积不变的前提下，通过改变冷却流道间距分布，改善了冷却流道之间的空气流量分配，从而保证电池之间散热条件的一致性，达到减小电池组温差和热点温度的目的；此外，非等距流道间距仅改变了流道之间压降的分配，但基本不增加进口和出口之间的总压降，因而不增加整个系统的功耗。

附图说明

图1为本实用新型一种用于动力电池组散热的L型流道冷却系统的立体结构示意图。

图2为本实用新型一种用于动力电池组散热的L型流道冷却系统的正视图。

图3为本实用新型实施例用于动力电池组散热的L型流道冷却系统的正视图。

其中，1-进口段，2-进口导流板，3-动力电池组，4-出口导流板，5-出口段，6-冷却流道。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

本实施例提供了一种用于动力电池组散热的L型流道冷却系统，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)、动力电池组(3)、出口导流板(4)、出口段(5)和冷却流道(6)，进口导流板(2)和出口导流板(4)平行分布在与动力电池组(3)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(3)中各个相邻单体电池间的间距形成的冷却流道(6)呈垂直关系，所述冷却流道(6)相互平行，进口段(1)与进口导流板(2)连接，出口段(5)与出口导流板(4)连接，进口段(1)与出口段(5)呈垂直关系，整个冷却系统呈“L”型结构，空气由进口段(1)进入进口导流板(2)到达下空气流道后，由进口导流板(2)压迫进入与下空气流道垂直的冷却流道(6)，经冷却流道(6)到达上空气流道后，又在出口导流板(4)的压迫下汇聚后经由出口段(5)流出。

其中，所述进口段(1)和出口段(5)分布在动力电池组(3)上下两侧，进口段(1)与冷却流道(6)方向垂直，出口段(5)与冷却流道(6)方向平行，整个冷却系统呈“L”型结构。

所述进口段(1)和出口段(5)的宽度与进口导流板(2)、出口导流板(4)的宽度相同。

在所述冷却系统中，冷却流道(6)的间距不完全相同，假设流道数目为N个，从进口段(1)到出口段(5)方向，冷却流道的编号分别为1号、2号，…N号，当N为奇数时，使1号至(N-1)/2号流道间距高于均匀流道标准值，(N+1)/2号流道间距等于均匀流道标准值，(N+3)/2号至N号流道间距低于均匀流道标准值；当N为偶数时，使1号至N/2号流道间距高于均匀流道标准值，N/2+1号至N号流道间距低于均匀流道标准值。

考虑如图3所示的L型流道冷却系统：电池的密度为2700kg/m³，其热容为900J/(kg·K)，热导率为240W/(m·K)；电池尺寸为16mm×65mm×151mm，个数为12个；系统进口段截面高度(win)和出口段截面高度(wout)均为20mm，电池间形成13条冷却流道，若流道间距均匀，均匀流道标准值为3mm；本实用新型采用非等距流道，1～6号流道间距为3.7mm，7号流道为3mm，8～13流道间距为2.3mm；进口冷却空气温度为300K，流量为0.012m³/s。

现采用数值模拟方法计算等距L型冷却系统和本实用新型的非等距L型冷却系统的温度场。由数据可发现等距冷却系统和本实用新型对应的电池组温差分别为11.1K和4.4K，本实用新型的非等距冷却系统电池温差减小了60％；两种冷却系统的电池热点温度分别为320.5K和315.7K，本实用新型的非等距L型冷却系统电池热点温度相较于等距结构系统下降了4.8K。此外，本实用新型与传统等距系统的进出口压差分别为43.8Pa和42.3Pa，二者相差不大，说明本实用新型的非等距L型流道驱动冷却空气的功耗相对与等距冷却系统并无明显增加。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型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实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。