用于动力电池组散热的非等距T型流道空气冷却系统的制作方法

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：

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℃～40℃之间，温差在5℃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。

技术实现要素：

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。

本发明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。

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。

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int(n/3)+1个冷却流道的间距相等，其中int为取整函数，第int(n/3)+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。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

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

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。

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。

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。

其中，1-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

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。

实施例：

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(4)、出口段(5)和动力电池组(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(6)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(6)中各个相邻单体电池间的间距形成的冷却流道(3)呈垂直关系，所述冷却流道(3)相互平行，间距不相等，进口段(1)与进口导流板(2)垂直连接，出口段(5)与出口导流板(4)平行相连，进口段(1)与出口段(5)呈垂直关系，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(3)，经冷却流道(3)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)分别位于动力电池组(6)的两侧，进口段(1)位于进口导流板(2)一侧的中间位置，与冷却流道(3)的方向平行，出口段(5)位于出口导流板(4)一侧的边缘位置，与冷却流道(3)的方向垂直，进口段(1)和出口段(5)相互垂直。

冷却流道的间距并不相同，靠近出口段(5)的流道间距较小，其余远离出口段(5)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int(n/3)+1个冷却流道的间距相等，其中int为取整函数，第int(n/3)+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int(n/3)+1个冷却流道的间距。

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wout的尺寸均为20mm，电池尺寸为16mm×65mm×151mm，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；对于非等间距系统，第1至第5个冷却流道的间距为3.5mm，第6到第13个冷却流道间距为2.6875mm；电池的密度为2700kg/m³，其热容为900j/(kg·k)，热导率为240w/(m·k)，产热强度为41408w/m³；进入系统的冷却空气温度为300k，流量为0.012m³/s。

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。

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。

技术特征：

技术总结
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。

技术研发人员：陈凯;汪双凤
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2017.11.09
技术公布日：2018.05.11