基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，包括电池模组、第一风扇组、第二风扇组；第一风扇组包括设置在电池模组上侧的上部风扇、设置在电池模组下侧的下部风扇；第二风扇组包括设置在电池模组左侧的左部风扇、设置在电池模组右侧的右部风扇。本实用新型中风扇采用上下左右四面排布，增强了系统的健壮性，每组风扇均采取一抽一吸双向通风设计，热交换能力大幅增强，并让气流在多个方向进行强制热交换，且两组风扇周期性交替工作及变换抽吸方向，从实现了对流换热，使内部温度一致性得到进一步优化。
【专利说明】
基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及散热系统，具体地，涉及基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统。
【背景技术】
[0002]随着全球能源危机与环境问题日益加剧，传统汽车工业正面临着前所未有的严峻的挑战。纯电动汽车作为一种新型的节能环保汽车具有低能耗、结构简单、振动及噪声低、无污染物排放等优点，成为未来汽车发展的重要方向。动力电池组在汽车运行过程中产生大量的热，如果热量未及时散出将导致电池组温度上升。过高的温度不仅降低锂电池的使用效率和循环寿命，还有可能导致电池永久性失效，甚至出现爆炸火灾的危险。因此，动力电池组充放电过程中的温度必须予以控制。
[0003]传统电动汽车的换热系统通常有风冷散热、水冷散热以及相变散热等方式。风冷散热主要以空气为媒介，具有结构简单、工艺性好等特点，但有时会出现散热能力不足、热交换不彻底、内部温度不均匀。动力电池组内部温度均匀性直接影响电池单体工作状态的一致性。由于电动汽车动力电池组体积大、电池单元(ceI I)数量多、排布稠密复杂，其温度呈现中间高四周低的整体分布。在风扇强制对流散热的作用下，中心高温现状有所改善，高温区向电池另一侧偏移。针对这种散热不均匀不彻底的问题，本实用新型基于四面双向强迫周期对流理论设计一款针对电动汽车动力电池组散热系统。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统。
[0005]根据本实用新型提供的一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，包括电池模组、第一风扇组、第二风扇组；
[0006]第一风扇组包括设置在电池模组上侧的上部风扇、设置在电池模组下侧的下部风扇；
[0007]第二风扇组包括设置在电池模组左侧的左部风扇、设置在电池模组右侧的右部风
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[0008]优选地，上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均为双向风扇。
[0009]优选地，多个上部风扇在电池模组上侧均匀布置，多个下部风扇在电池模组下侧均匀布置，多个左部风扇在电池模组左侧均匀布置，多个右部风扇在电池模组右侧均匀布置。
[0010]优选地，上部风扇、下部风扇之间的旋转方向一致；左部风扇、右部风扇之间的旋转方向一致。
[0011]优选地，还包括双向电机;上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均由双向电机驱动。
[0012]优选地，上部风扇、下部风扇通过一双向同步电机驱动；左部风扇、右部风扇通过另一双向同步电机驱动。
[0013]优选地，第一风扇组、第二风扇组交替工作。
[0014]优选地，在一个工作周期内:
[0015]首先由第一风扇组正向旋转，第二风扇组静止；
[0016]然后由第一风扇组反向旋转，第二风扇组静止；
[0017]再是由第二风扇组正向旋转，第一风扇组静止；
[0018]最后由第二风扇组反向旋转，第一风扇组静止。
[0019]优选地，第一风扇组、第二风扇组在旋转过程中的速率随时间的分布不均匀。
[0020]与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果:
[0021]1、风扇采用上下左右四面排布，即散热系统有两组风扇(上下面布置一组，左右面布置另一组)进行散热，增强了系统的健壮性。即使其中的一组风扇出现问题，动力电池组也可以正常使用。
[0022]2、每组风扇均采取一抽一吸双向通风设计，上下风扇、左右风扇均采用一抽一吸的设计，热交换能力大幅增强。
[0023]3、在以本实用新型为基础的进一步改进应用中，风扇的旋转方向采用周期性发生变化，这一设计可以让气流在多个方向进行强制热交换，使内部温度一致性得到进一步优化。
【附图说明】
[0024]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0025]图1本实用新型的整体结构示意图。
[0026]图2本实用新型的爆炸效果图。
[0027]图中:
[0028]1-上部风扇
[0029]2-下部风扇
[0030]3-左部风扇
[0031]4-右部风扇
[0032]5-电池模组
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0034]根据流体传热理论和大量实验表明，采用单向强制对流换热都会在流动方向上产生一定的温度梯度，即表现为温度不均匀分布。为了降低温度梯度，提升散热系统温度分布均匀性，采用双向强制对流换热可以获得较好的散热效果。如果双向强制换热可以实现周期性的变化，将会进一步提升温度分布的一致性。
[0035]根据本实用新型提供的一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，包括电池模组、第一风扇组、第二风扇组;第一风扇组包括设置在电池模组上侧的上部风扇、设置在电池模组下侧的下部风扇；第二风扇组包括设置在电池模组左侧的左部风扇、设置在电池模组右侧的右部风扇。上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均为双向风扇。多个上部风扇在电池模组上侧均匀布置，多个下部风扇在电池模组下侧均匀布置，多个左部风扇在电池模组左侧均匀布置，多个右部风扇在电池模组右侧均匀布置。
[0036]上部风扇、下部风扇之间的旋转方向一致;左部风扇、右部风扇之间的旋转方向一致。上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均由双向电机驱动。上部风扇、下部风扇通过一双向同步电机驱动;左部风扇、右部风扇通过另一双向同步电机驱动。
[0037]第一风扇组、第二风扇组交替工作。在一个工作周期内:首先由第一风扇组正向旋转，第二风扇组静止;然后由第一风扇组反向旋转，第二风扇组静止;再是由第二风扇组正向旋转，第一风扇组静止;最后由第二风扇组反向旋转，第一风扇组静止。优选地，第一风扇组、第二风扇组在旋转过程中的速率随时间的分布不均匀。
[0038]更为具体地，根据流体力学传热学的理论基础，本实用新型以四模组组合而成的动力电池组为例，上下左右布置散热风扇组。图1为四面双向强迫周期对流散热系统设计示意图，图2是散热系统爆炸效果图。该散热系统的工作过程为:当电池管理系统(BMS)检测动力电池组温度过高时，左右风扇高速运行。当左右风扇运行过程中，上下风扇处于停转状态。运行120s以后，左右风扇改变旋转方向，继续运行120s<3240s以后左右风扇停止选择，上下风扇开始旋转，120s后改变旋转方向，继续旋转120s后停止。随后左右风扇重新启动，如此循环往复。风扇启动停止的控制策略由BMS程序控制。
[0039]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
【主权项】
1.一种基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，包括电池模组、第一风扇组、第二风扇组； 第一风扇组包括设置在电池模组上侧的上部风扇、设置在电池模组下侧的下部风扇； 第二风扇组包括设置在电池模组左侧的左部风扇、设置在电池模组右侧的右部风扇。2.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均为双向风扇。3.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，多个上部风扇在电池模组上侧均匀布置，多个下部风扇在电池模组下侧均匀布置，多个左部风扇在电池模组左侧均匀布置，多个右部风扇在电池模组右侧均匀布置。4.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，上部风扇、下部风扇之间的旋转方向一致;左部风扇、右部风扇之间的旋转方向一致。5.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，还包括双向电机;上部风扇、下部风扇、左部风扇、右部风扇均由双向电机驱动。6.根据权利要求1所述的基于四面双向强迫周期对流理论动力电池组散热系统，其特征在于，上部风扇、下部风扇通过一双向同步电机驱动；左部风扇、右部风扇通过另一双向同步电机驱动。
【文档编号】H01M10/625GK205646059SQ201620290527
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】范光辉, 闵凡奇, 张邦玲, 尉国刚, 王睿, 胡蕴成
【申请人】深圳市国创动力系统有限公司