一种用于动力电池组散热的I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I型流道冷却系统。

背景技术：

近年来，汽车尾气的排放导致全国各地出现不同程度的空气污染问题。随着科学技术的发展，新能源汽车尤其是电动汽车行业，发展十分迅速，但仍有很多技术问题有待突破。动力电池组是电动汽车的核心部件之一。电池的充放电通过化学反应实现，而反应过程中将会放出大量热量。若这些热量不能被及时带走，将使电池温度升高，危害电池的安全。与此同时，电池组所放出的热量会导致其局部过热，对电池单体产生损害，从而缩短电池组的寿命。由此可见，开发高效的电池热管理冷却系统对于保证动力电池组性能和提高电池组寿命，具有重要意义。在众多电池热管理系统中，空气冷却系统因成本较低而成为最常用的电池组冷却系统。然而，传统的空气冷却系统难以保证电池组中每个电池处于相同的冷却条件，因而造成电池组较高的热点温度和较大的温差。

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I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，降低了电池组的热点温度，并减小了电池组温差。

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I型流道冷却系统，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平行冷却流道呈垂直关系，进口段与进口导流板垂直连接，出口段与出口导流板垂直相连，进口段与出口段呈平行关系，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，所述进口段与出口段的中轴线在同一条线上，分布在动力电池组上下两侧，并与冷却流道方向平行，进口段和出口段位置距动力电池组左边界距离与动力电池组总长度的比例为1：2。

进一步地，所述冷却流道相互平行，间距不完全相等，假设冷却流道的数目为N个，从左到右分别为1号、2号…N号；当N为奇数且(N-5)/2为奇数时，使1号、(N+9)/4号至(3N-5)/4号和N号流道间距低于均匀流道标准值，2号至(N+5)/4号、(3N-1)/4号至(N-1)号流道间距高于均匀流道标准值；当N为奇数且(N-5)/2为偶数时，使1号、(N+7)/4号至(3N-3)/4号和N号流道间距低于均匀流道标准值，2号至(N+3)/4号、(3N+1)/4号至(N-1)号流道间距高于均匀流道标准值；当N为偶数且N/2为奇数时，使1号、(N+10)/4号至(3N-6)/4号和N号流道间距低于均匀流道标准值，2号至(N+6)/4号、(3N-2)/4号至(N-1)号流道间距高于均匀流道标准值；当N为偶数且N/2为偶数时，使1号、(N+8)/4号至(3N-4)/4号和N号流道间距低于均匀流道标准值，2号至(N+4)/4号、3N/4号至(N-1)号流道间距高于均匀流道标准值。

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。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型与两侧进出风口平行布置的电池组冷却系统相比，I型流道的设计降低了整体电池组的温度，减小了各电池单体之间的温差，且I型流道非等距的设计改善了冷却系统内部的空气流量分配，扩大了温度较高电池附近的流道，缩小了温度较低电池附近的流道，从而更加高效地带走热量，并减少电池组的温差。

2、本实用新型与两侧进出风口平行布置的电池组冷却系统相比，I型流道的设计并没有改变电池组的设计体积，只改变了进出口的相对位置，通过调整流道间距降低系统温度，更有效地分配了内部的压降，在能耗增加不明显的情况下使得降温效果更加明显。

附图说明

图1为本实用新型一种用于动力电池组散热的I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I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I型流道冷却系统的正视图。

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I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)、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平行冷却流道(3)呈垂直关系，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)垂直相连，进口段(1)与出口段(5)呈平行关系，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)与出口段(5)的中轴线在同一条线上，分布在动力电池组(6)上下两侧，并与冷却流道(3)方向平行，进口段(1)和出口段(5)位置距动力电池组(6)左边界距离与动力电池组(6)总长度的比例为1：2。

所述冷却流道(3)相互平行，间距不完全相等，假设冷却流道(3)的数目为N个，从左到右分别为1号、2号…N号；当N为奇数且(N-5)/2为奇数时，使1号、(N+9)/4号至(3N-5)/4号和N号流道间距低于均匀流道标准值，2号至(N+5)/4号、(3N-1)/4号至(N-1)号流道间距高于均匀流道标准值；当N为奇数且(N-5)/2为偶数时，使1号、(N+7)/4号至(3N-3)/4号和N号流道间距低于均匀流道标准值，2号至(N+3)/4号、(3N+1)/4号至(N-1)号流道间距高于均匀流道标准值；当N为偶数且N/2为奇数时，使1号、(N+10)/4号至(3N-6)/4号和N号流道间距低于均匀流道标准值，2号至(N+6)/4号、(3N-2)/4号至(N-1)号流道间距高于均匀流道标准值；当N为偶数且N/2为偶数时，使1号、(N+8)/4号至(3N-4)/4号和N号流道间距低于均匀流道标准值，2号至(N+4)/4号、3N/4号至(N-1)号流道间距高于均匀流道标准值。

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。

考虑如图3所示的用于动力电池组散热的I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)；单体电池尺寸为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，则均匀流道标准值为3mm；本实用新型的流道为非等距，1、5～9、13号流道间距为2.8mm，2～4、10～12流道间距为3.23mm；外界的冷却空气温度为300K，流量为0.012m³/s；进、出口段中心位置距电池组左边界距离为115.5mm。

现采用数值模拟方法计算常规两侧进出风口平行布置的冷却系统和本实用新型的温度场。通过计算结果可知，常规结构冷却系统和本实用新型的非等距I型冷却系统对应的电池组温差分别为11.3K和3.3K，本实用新型的温差减小了71％；两种冷却系统的电池热点温度分别为320.6K和314.9K，本实用新型的非等距I型冷却系统电池热点温度相较于常规结构系统下降了5.7K。此外，本实用新型进出口压差为37.5Pa，相较于常规结构系统的进出口压差31.6Pa增加不明显。

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。