CN102544624A - 一种混合动力汽车用动力电池组的冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车用动力电池组的冷却结构，包括进风口、进风槽道、电池组、出风槽道和出风口，在电池箱体的一端设置进风口，另一端设置出风口，电池组分上、下两层倾斜的布置在电池箱体中，两层电池组分别与电池箱体的上、下内表面形成的与进风口相连的进风槽道和与出风口相连的出风槽道，在电池单体之间安装导流板，该导流板和电池单体之间的间隙构成连通进风槽道和出风槽道的并联风道，该并联风道呈“8”字型，风道下部宽度D3大于风道上部宽度D4，风道下部进口宽度L3大于风道上部出口宽度L4。电池单体间温差小，提高了整个电池组温度均匀性，结构简单，操作方便，制造工艺简单，成本较低且强度高。

Description

一种混合动力汽车用动力电池组的冷却结构

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池组热管理领域，具体涉及一种混合动力汽车用动力电池组冷却结构。

背景技术

动力电池组是混合动力汽车中的核心部件，其容量和寿命是电动汽车能否得到普及的关键因素。电池组工作热环境对电池组的容量和寿命有重要影响；另一方面，因为电池组由多个电池单体串联组成，所以电池单体之间性能的一致性也影响到整个电池组的容量和寿命，为此需要一种动力电池组冷却结构来保证电池单体之间工作热环境的高度一致。

对于冷却风串联的冷却结构，冷却风在经过前面的电池以后温度升高，在冷却后面的电池时效率降低，造成前后电池单体冷却不均匀，工作热环境一致性差；对于冷却风并联的冷却结构，如果每个并联风道的风量不一致，也会降低工作热环境的一致性。因此，为实现电池单体工作热环境的高一致性，冷却结构需要尽量为冷却风并联结构，并且每个并联风道的流量相等。

现有的动力电池组冷却结构，由于受到车辆空间大小因素的影响，往往采用冷却风串联结构；另一方面，由于空气的高非线性，即使采用冷却风并联结构，也往往无法做到并联风道风量相同，因此都很难保证电池单体工作热环境的高一致性。

发明内容

本发明为解决车用动力电池组的冷却问题，提出了一种空间紧凑、安装简单、通用性强的布置结构，使其在风量一定的情况下，实现所有电池单体温度分布均匀一致。

本发明所述的一种混合动力汽车用动力电池组的冷却结构，包括进风口、进风槽道、电池组、出风槽道和出风口，所述电池组的两端固定在电池箱体的前、后壁上，在电池箱体的一端设置进风口，另一端设置出风口，所述电池组布置在电池箱体中，电池组由多个电池单体组成，电池单体向右下方平行排列成规则的行和列且前后两端固定在电池箱体上，电池组分别与电池箱体的上、下内表面形成的与进风口相连的进风槽道和与出风口相连的出风槽道，所述进风槽道在与进风口相连处的通道截面积最大，随着进风槽道的延伸，通道截面积逐渐减少，至离进风口最远的一个电池单体处通道封闭；所述出风槽道在与出风口相连处的通道截面积最大，出风槽道沿着背向出风口方向延伸，通道截面积逐渐减少，至离出风口最远的一个电池单体处通道封闭；

在电池单体之间安装导流板，该导流板和电池单体之间的间隙构成连通进风槽道和出风槽道的并联风道，该并联风道呈“8”字型，且上、下两端开口分别与进风槽道和出风槽道连通，并联风道下部宽度D3大于风道上部宽度D4，风道下端进口宽度L3大于风道上端出口宽度L4；导流板的前后两端固定在电池箱体上；

冷却风从进风口流入，并通过电池组的进风槽道垂直流经风道，流向出风槽道，最后经出风口排出，对电池组起到冷却的作用。

所述上下相邻两个电池单体中心线的间距D2为28～29mm，左右相邻两个电池单体中心线的间距D1为31～40mm。

所述左右相邻两个电池单体中心线与电池箱体的下表面间夹角α为2°～5 °。

所述电池箱体的前后壁上开有用于固定导流板的槽道和电池单体的固定孔。

所述导流板和电池箱体采用树脂或ABS材料，或轻金属材料表面包裹绝缘材料。

通过抽吸作用，冷却风由电池箱体的进风口进入进风槽道，再分别经过风道流入出风槽道，最后从电池箱体的出风口流出，每一个风道仅冷却上下两个电池单体。风道下部宽度D3大于风道上部宽度D4，风道下部宽度略宽，空气的流速较低，换热系数较小，减弱空气的换热效果，风道上部略窄，空气的流速较高，换热系数较大，增加空气的换热效果，达到上下两个电池单体的冷却均匀。风道的进风口宽度L3大于风道的出风口宽度L4，使得风道进出口压差较大，空气流动阻力较大，进一步确保了每个风道空气流量一致。

本发明具有以下优点：通过设置合理的导流板形状、导流板与电池单体的空间相对位置以及电池组的倾斜角度，使电池单体间温差小，提高了整个电池组温度均匀性；而且结构简单，操作方便，制造工艺简单，成本较低且强度高；适用于圆柱形的动力电池组。

附图说明

图1是本发明动力电池组冷却结构的内部结构的轴侧图；

图2是本发明动力电池组冷却结构的示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

其中，1、电池箱体，2、导流板，3、电池组，4、进风槽道，5、出风槽道，6、进风口，7、出风口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2和图3所示的混合动力汽车用动力电池组的冷却结构，包括进风口6、进风槽道4、电池组3、出风槽道5和出风口7，在电池箱体1的前后壁上开有与导流板和电池单体横截面一致的槽道和固定孔，导流板2***槽道中，电池单体通过固定孔固定在电池箱体1的前、后壁上。导流板2为注塑成型，导流板2和电池箱体1采用树脂或ABS材料，或轻金属材料表面包裹绝缘材料。

如图2和图3所示，在电池箱体1的一端设置进风口6，另一端设置出风口7，电池组3布置在电池箱体1中，电池组3由多个电池单体组成，在电池箱体1中，电池组3布置在电池箱体3中，电池组3由多个电池单体组成，电池单体向右下方平行排列成规则的行和列且前后两端固定在电池箱体1上，电池组3分别与电池箱体1的上、下内表面形成的与进风口6相连的进风槽道4和与出风口7相连的出风槽道5，所述进风槽道4在进风口6相连处的通道截面积或口径最大，随着进风槽道4的延伸，通道截面积或口径逐渐减少，至离进风口6最远的一个电池单体处通道封闭；所述出风槽道5在与出风口7相连处的通道截面积或口径最大，出风槽道5沿着背向出风口7方向，通道截面积或口径逐渐减少，至离出风口7最远的一个电池单体处通道封闭。在电池单体之间安装导流板2，该导流板2和电池单体之间的间隙构成连通进风槽道4和出风槽道5的并联风道，该并联风道呈“8”字型，且上、下两端开口分别与进风槽道4和出风槽道5连通，并联风道下部宽度D3大于风道上部宽度D4，风道下端进口宽度L3大于风道上端出口宽度L4；导流板2的前后两端固定在电池箱体1上。冷却风从进风口流入，并通过电池组的进风槽道4垂直流经风道，流向出风槽道5，最后经出风口7排出，对电池组3起到冷却的作用。

如图2所示，上下相邻两个电池单体中心线的间距D2为28mm，左右相邻两个电池单体中心线的间距D1为31mm，左右相邻两个电池单体中心线与电池箱体1的下表面间夹角α为2°。

通过抽吸作用，冷却风由电池箱体1的进风口6进入进风槽道4，再分别经过风道流入出风槽道5，最后从电池箱体1的出风口7流出，每一个风道仅冷却上下两个电池单体。风道下部宽度D3大于风道上部宽度D4，风道下部宽度略宽，空气的流速较低，换热系数较小，减弱空气的换热效果，风道上部略窄，空气的流速较高，换热系数较大，增加空气的换热效果，达到上下两个电池单体的冷却均匀。风道的进风口宽度L3大于风道的出风口宽度L4，L3的宽度为14mm，L4的宽度为9mm， 使得风道进出口压差较大，空气流动阻力较大，进一步确保了每个风道空气流量一致。

上述混合动力汽车用动力电池组的冷却结构的上下相邻两个电池单体中心线的间距D2还可为29mm，左右相邻两个电池单体中心线的间距D1还可为40mm或35mm，左右相邻两个电池单体中心线与电池箱体1的下表面间夹角α为3°或5°，L3的宽度为15mm或16mm，L4的宽度为10mm或12mm。

本发明所用的单体电池可采用中炬森莱公司所生产的镍氢电池，电池管理***采用长安量产的电池管理***。 

Claims (5)

1.一种混合动力汽车用动力电池组的冷却结构，包括进风口（6）、进风槽道（4）、电池组（3）、出风槽道（5）和出风口（7），所述电池组的两端固定在电池箱体（1）的前、后壁上，其特征在于：在电池箱体的一端设置进风口，另一端设置出风口，所述电池组布置在电池箱体中，电池组由多个电池单体组成，电池单体向右下方平行排列成规则的行和列且前后两端固定在电池箱体上，电池组分别与电池箱体的上、下内表面形成的与进风口相连的进风槽道和与出风口相连的出风槽道，所述进风槽道在与进风口相连处的通道截面积最大，随着进风槽道的延伸，通道截面积逐渐减少，至离进风口最远的一个电池单体处通道封闭；所述出风槽道在与出风口相连处的通道截面积最大，出风槽道沿着背向出风口方向延伸，通道截面积逐渐减少，至离出风口最远的一个电池单体处通道封闭；

在电池单体之间安装导流板（2），该导流板和电池单体之间的间隙构成连通进风槽道(4)和出风槽道(5)的并联风道，该并联风道呈“8”字型，且上、下两端开口分别与进风槽道(4)和出风槽道(5)连通，并联风道下部宽度D3大于风道上部宽度D4，风道下端进口宽度L3大于风道上端出口宽度L4；导流板（2）的前后两端固定在电池箱体上；

冷却风从进风口流入，并通过电池组的进风槽道垂直流经风道，流向出风槽道，最后经出风口排出，对电池组起到冷却的作用。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力电池组的冷却结构，其特征在于：所述上下相邻两个电池单体中心线的间距D2为28～29mm，左右相邻两个电池单体中心线的间距D1为31～40mm。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力电池组的冷却结构，其特征在于：所述左右相邻两个电池单体中心线与电池箱体（1）的下表面间夹角α为2°～5 °。

4.根据权利要求1至3任一所述的混合动力汽车用动力电池组的冷却结构，其特征在于：所述电池箱体（1）的前后壁上开有用于固定导流板（2）的槽道和电池单体的固定孔。

5.根据权利要求1至3任一所述的混合动力汽车用动力电池组的冷却结构，其特征在于：所述导流板（2）和电池箱体（1）采用树脂或ABS材料，或轻金属材料表面包裹绝缘材料。

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