一种车辆储能系统的散热结构及散热方法与流程

本发明涉及车辆储能系统散热技术领域，特别是涉及一种车辆储能系统的散热结构及散热方法。

背景技术：

车辆的储能系统通常由数量庞大的超级电容、蓄电池模块等储能器件串并联构成，每一模块内部又由多节储能单体串并联构成。在储能系统充放电过程中，储能器件由于自身内阻会产生一定的热，同时现有储能器件大多对工作温度较为敏感，温度过高会降低储能器件的使用寿命，影响其使用性能，严重情况下会触发系统温度保护功能，影响车辆正常使用。

储能系统现有的散热方案大多是利用车辆空调废排从柜体两侧进入，配合安装于柜体内部的散热风机，对储能器件进行通风冷却。此散热方案中，冷却风从柜体两侧进入后，大部分会直接经进风口正上方的储能器件流向风机，而流过柜体中部储能器件的冷却风很少，所以散热效率较低，能耗较高，且各储能器件间温差较大。因此，如何改进散热方案以提高散热效率，降低散热能耗及减小各储能器件间的温差，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种车辆储能系统的散热结构及散热方法，采用该散热结构及散热方法可以有效提高散热效率，降低散热能耗及减小各储能器件间的温差。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车辆储能系统的散热结构，在盛装储能系统的柜体内高于所述储能系统的位置设置有贯穿所述柜体的出风通道，所述出风通道顺着储能器件的排布方向延伸，所述出风通道的两端设置有用于向外排风的风机，所述出风通道的侧部开设有一系列沿延伸方向排布的进风窗；

所述柜体的底部在所述储能系统的投影区域开设有进风口，所述进风口与车辆的空调废排通道连通。

优选地，在上述散热结构中，由所述出风通道的中部到所述风机的方向上，所述进风窗的窗口面积逐个减小。

优选地，在上述散热结构中，所述进风窗设置有用于调节窗口大小的活动挡板。

优选地，在上述散热结构中，所述进风口采用百叶窗结构，每叶所述进风口处均设置有导风板，所述导风板与所述柜体的底面之间呈预设倾斜角，且所述导风板的靠近所述出风通道的中部的一侧比另一侧位置高。

优选地，在上述散热结构中，所述导风板的远离所述柜体的一侧向上弯折形成有用于防止漏液掉落的储液槽。

优选地，在上述散热结构中，在所述导风板的下方设置有覆盖全部所述进风口的滤网。

优选地，在上述散热结构中，所述柜体的接近所述风机的两个侧面均在外部设置有进风通道，所述进风通道的底部开设有用于供外界自然风进入的自然风口，所述进风通道的靠近所述柜体的一侧开设有与所述柜体连通的侧窗，所述自然风口处设置有用于封闭所述自然风口的活动闸板。

一种车辆储能系统的散热方法，将车辆的空调废排由柜体底部的对应于储能系统的投影的区域通入所述柜体，所述空调废排向上流动进过所述储能系统后，通过分布于储能器件的排布方向上的各个进风窗流入一沿所述储能器件的排布方向延伸的出风通道，最后由位于所述出风通道的两端的风机排出所述柜体。

优选地，在上述散热方法中，当所述空调废排通入所述柜体时，所述空调废排以预设角度倾斜于所述柜体的底面向所述储能系统的中间方向吹入。

优选地，在上述散热方法中，当外部环境温度低于20℃时，打开所述柜体在所述储能器件的排布方向上的两个侧面的自然风口，使外界的自然风进入所述柜体，所述自然风流经所述储能系统后按照与所述空调废排相同的路径排出所述柜体。

根据上述技术方案可知，本发明提供的用于车辆储能系统的散热结构中，盛装储能系统的柜体在其底部开设有进风口，进风口与车辆的空调废排通道连通，同时，柜体内高于储能系统的位置设置有贯穿柜体的出风通道，该出风通道顺着储能器件的排布方向延伸，用于向外排风的风机位于出风通道的两端，由于进风口在柜体底部上的位置对应于储能系统的投影区域，而且，出风通道在其侧部开设的一系列进风窗沿出风通道的延伸方向排布，所以空调废排能从储能系统的正下方吹入，并能较少地受到风机的影响而产生风量分布不均的问题，这样靠近中部的储能器件也能比较容易地获得足量的冷却风，因此，采用该散热结构可以有效提高散热效率，降低散热能耗及减小各储能器件间的温差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种车辆储能系统的散热结构的正视图；

图2是图1的仰视图；

图3是图2中右侧的进风通道7的示意图；

图4是图3的左视图；

图5是图1所示散热结构的工作原理示意图。

图中标记为：

1、导风板；2、滤网；3、储能器件；4、安装支座；5、风机；6、出风通道；61、进风窗；7、进风通道；71、自然风口；72、侧窗。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

参见图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种车辆储能系统的散热结构的正视图，图2是图1的仰视图。

车辆储能系统包括多个储能器件3，这些储能器件3沿水平方向排布，位于柜体内，柜体由两侧的安装支座4固定到车体上。本发明实施例提供的用于车辆储能系统的散热结构包括：

在柜体内高于储能系统的位置设置有贯穿柜体的出风通道6，出风通道6顺着储能器件3的排布方向延伸，出风通道6的两端设置有用于向外排风的风机5，出风通道6的侧部开设有一系列沿延伸方向排布的进风窗61；

柜体的底部在储能系统的投影区域开设有进风口，进风口与车辆的空调废排通道连通。

如图1所示，由于进风口在柜体底部上的位置对应于储能系统的投影区域，而且，出风通道6在其侧部开设的一系列进风窗61沿出风通道6的延伸方向排布，所以空调废排能从储能系统的正下方吹入，并能较少地受到风机5的影响而产生风量分布不均的问题，这样靠近中部的储能器件3也能比较容易地获得足量的冷却风，因此，采用本发明提供的散热结构可以有效提高散热效率，降低散热能耗及减小各储能器件间的温差。

冷却风流经储能器件3到达出风通道6时，出风通道6不同位置处的冷却风量很可能存在差异，在制作进风窗61时，可将出风通道6上不同位置的进风窗61做成不同大小的，窗口大小与到达此处进风窗6的风量匹配得当的话，冷却风就能比较均匀地流经每个进风窗61，从而实现对不同位置储能器件3的均匀散热。本实施例中，由出风通道6的中部到风机5的方向上，进风窗61的窗口面积逐个减小。

为了能够动态地调整各个进风窗61的窗口大小，可以在进风窗61处设置活动挡板，通过移动该活动挡板来改变进风窗61的被遮挡面积，从而达到改变窗口大小的目的。

由图1可见，风机5设置在出风通道6的两端，受风机5吸力的影响，冷却风常不易充分经过储能系统的中部，为此，本实施例将进风口设计为百叶窗形，在每叶进风口处均设置有导风板1，导风板1与柜体的底面之间呈预设倾斜角，且导风板1的靠近出风通道6的中部的一侧比另一侧位置高。如图1所示，以出风通道6的中心线为界，左边的各个导风板1均向左下方倾斜，而右边的各个导风板1均向右下方倾斜，这样冷却风进入柜体后会先吹向储能系统的中部，从而保证中部的储能器件3获得足量的冷却风。

具体实际应用中，导风板1与柜体的底面之间的预设倾斜角一般为30°～50°，例如45°。

长期运行之后，储能器件3可能出现少量漏液(电解液)，在重力作用下，漏液会经过进风口流到导风板1上，为了防止漏液进一步掉落到空调废排通道中去，本实施例中，导风板1的远离柜体的一侧向上弯折形成有储液槽。不难理解的是，在储能器件3向柜体的底面投影的方向上，导风板1应当能够完全覆盖其对应的进风口。

为了保护柜体内的储能器件3，本实施例中，在导风板1的下方设置有覆盖全部进风口的滤网2，如图1所示。为了便于安装和维护检修，滤网2可以选用可折叠式滤网，如图2所示，滤网2整体分为多个折叠体，相邻两个折叠体之间由铰链连接。

参见图2～图4，为了能够借助柜体外部的自然风对储能系统进行冷却，本实施例中，柜体的接近风机5的两个侧面均在外部设置有进风通道7，进风通道7的底部开设有用于供外界自然风进入的自然风口71，而进风通道7的靠近柜体的一侧开设有与柜体连通的侧窗72，自然风口71处设置有用于封闭自然风口71的活动闸板。当外部环境温度合适时，例如冬春季节，可以打开活动闸板，这样自然风也能够进入柜体对储能系统进行冷却。与进风口处设置滤网2相类似，自然风口71处一般设置有滤网。

参见图5，图5整体地展示了本发明实施例提供的散热结构的工作原理，柜体内部由下到上可分为进风区、器件区和出风区三部分，进风区设置有导风装置和自然风口，出风区设置有出风通道和风机，图中箭头展示了冷却风的流向。

本发明还提供了一种车辆储能系统的散热方法，该散热方法具体为：将车辆的空调废排由柜体底部的对应于储能系统的投影的区域通入柜体，空调废排向上流动进过储能系统后，通过分布于储能器件3的排布方向上的各个进风窗61流入一沿储能器件3的排布方向延伸的出风通道6，最后由位于出风通道6的两端的风机5排出柜体。

如前文介绍导风板1时所述，为了尽量使位于中部的储能器件3获得足量的冷却风，当空调废排通入柜体时，空调废排以预设角度倾斜于柜体的底面向储能系统的中间方向吹入。具体地，预设角度可以为30°～50°，例如45°。

为了在适当条件下利用柜体外部的自然风对储能系统进行冷却，上述散热方法还可以包括：当外部环境温度低于20℃时，打开柜体在储能器件3的排布方向上的两个侧面的自然风口71，使外界的自然风进入柜体，自然风流经储能系统后按照与空调废排相同的路径排出柜体。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。