CN207338573U - 一种电池组冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池组冷却装置，该装置为设置在单电池与单电池之间的冷却层，所述冷却层内包括多条平行布置的冷却管，相邻所述冷却管之间设有隔热层，且相邻冷却管中的冷却液呈逆流流动。与现有技术相比，本实用新型在现有的串联式平行多管交错流向液冷设计基础上，增加了相邻冷却管之间的隔热层，以在保留串联式平行多管交错流向液冷方式的均衡散热效果的基础上，通过阻隔冷却管子管道之间的换热而减少热回收，提高了散热效率。

Description

一种电池组冷却装置

技术领域

本实用新型涉及电池组技术领域，具体涉及一种电池组冷却装置。

背景技术

液体的比热容大，所以电池组的液冷热管理***具有较大的散热潜力—针对高生热功率的电池组的散热情况，液冷的散热效果更好。液体冷却方式中的非接触式液体冷却方式符合这样的需求，其采用的冷却液一般粘度小，因而对其流速的调控容易实现，并且流速的范围更宽，流速可以调很大，同时其比热容大，因此带走的热量更多。

非接触式液体冷却方式的效果目前受冷却管的流道设计、冷却管流程、冷却管尺寸、流体流速和流体热力学参数等影响。冷却管的串联流道设计具有管路简单的优点，传统串联流道的问题是冷却液进口端的电池温度会大大低于出口端，该温度差随着流程的增加会进一步扩大。因而现有的解决方案一般是将串联的冷却管分成平行的数条子管道，并将其中的液体流向设为交错，可以使得冷却管路的截面平均温度在电池组中处处近似相等。而根据换热功率一般与温差呈线性相关，冷却管在电池组中的换热功率便理论上达到了均衡效果。

可是如上所述的平行交错流向方案会使得冷却液的进出口温度差大大缩小，因而带走的热量减少了；该方案用在生热功率不高的时候具有良好的效果，但若要完成电池组的大生热功率条件比如快速充电下的散热，就必须提高对冷却液的利用，即提高冷却液的进出温度差，因而应当对交错流向的串联式液冷设计进行改善。

造成交错流向液冷设计中冷却液的进出口温度差缩小这一现象的原因是：如图4所示的平行多流道交错流向，相邻流道在进口端温差较大，因而冷却液在进入各个子管道时与相邻子管道中即将流出冷却管的冷却液进行了换热，导致本该被带出电池模块的一大部分热量被回收，严重影响了冷却液对电池模块的冷却效果。如果不采用其他附加的装置，补偿上述的冷却效果损失，就必须大大增加冷却液的流速，但这是一种在实际应用时不提倡的解决办法，这不仅增大了冷却液泵的工作负荷，也提高了液冷***的漏液风险。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种冷却效果好的电池组冷却装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电池组冷却装置，该装置为设置在单电池与单电池之间的冷却层，所述冷却层内包括多条平行布置的冷却管，相邻所述冷却管之间设有隔热层，且相邻冷却管中的冷却液呈逆流流动。

采用传统的交错流向液冷设计后，相邻冷却管之间的换热导致了“热回收”现象，使得本该流出电池模块的热量被回收到了电池模块中。针对这一问题，本实用新型提出在冷却管子管道间增加隔热层的办法，能有效减少子管道之间的冷却液的换热，因而减少了热回收量，增大了散热量。

一种优选的方式为，多个平行布置的所述隔热层插设在冷却层中，且相邻两个隔热层与冷却层的外壁形成所述冷却管，且相邻所述冷却管中的冷却液呈逆流流动。

另一种优选的方式为，所述的冷却层的外壁包裹多根平行布置的独立的冷却管，且在相邻两根冷却管之间加射隔热层，相邻冷却管中的冷却液呈逆流流动。

另一种优选的方式为，所述的隔热层呈水平框架，每个框架的内部设有用于插设单电池的通孔，每条独立的冷却管设置在两块水平框架之间，相邻冷却管中的冷却液呈逆流流动。

所述的隔热层采用的材质为导热性能低的材料，包括高分子材料、多孔材料、热反射材料或真空材料中的一种。

所述的冷却管的材质为高导热材料，包括金属或导热无机材料，其导热系数大于3W/m·K。

所述的冷却管与隔热层粘结。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：在现有的串联式平行多管交错流向液冷设计基础上，增加了相邻冷却管之间的隔热层，以在保留串联式平行多管交错流向液冷方式的均衡散热效果的基础上，通过阻隔冷却管子管道之间的换热而减少热回收，提高了散热效率。

附图说明

图1为实施例1中装置的结构示意图；

图2为实施例2中装置的结构示意图；

图3为实施例3中装置的结构示意图；

图4为现有的电池组结构示意图。

其中，1为单电池，2为冷却层，21为冷却管，3为隔热层。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种电池组冷却装置，其结构如图1所示，该装置为设置在单电池1与单电池之间的冷却层2，多个平行布置的隔热层3插设在冷却层2中，且相邻两个隔热层3与冷却层2的外壁形成冷却管21，且相邻冷却管21中的冷却液呈逆流流动。其中单电池1为方形锂离子电池，其数量为110个(图1仅展示部分)，排列方式为10排11列顺排，采用在铝壳中***热条来模拟电池的高功率生热情况，其生热与实测的电池5C充电的生热量一致，实验进行到720s为止，并采用时间为720s的瞬时结果；I类冷却管为子管道之间内嵌有绝热条的冷却管，包含6个直道，5个U型弯道，总长约4.8米，其包含有8个子管道，子管道中冷却液的流向已在图1中用箭头标出，冷却液在子管道中的流速设置为等速0.1m/s，进液温度均为10℃；绝热层采用聚氨酯类塑料绝热材料，其导热系数约为0.024W/m·K。

实施例2

采用与与实施例1类似的结构及试验方法，不同之处在于：

本实施例冷却层2的外壁包裹多根平行布置的独立的冷却管21，且在相邻两根冷却管21之间加射隔热层3。如图2所示。

实施例3

采用与与实施例1类似的结构及试验方法，不同之处在于：

本实施例隔热层3呈水平框架，每个框架的内部设有用于插设单电池1的通孔，每条独立的冷却管21设置在两块水平框架之间，如图3所示。

表1为实施例1、2、3与现有电池组在时间为720s时，冷却液的进出温度与进出温度差的对比(出液温度使用平均值)，电池替代铝壳的最大温度的对比，和电池温度最大温差的对比。

表1：

从表1中的平均进出液温差可以看出，使用本实用新型增加隔热层的交错流向液冷设计，可将散热量提升50.0％～57.5％；并可以将电池最大温度从64.30℃降低到45℃左右。

显而易见的是，虽然使用了交错流向液冷设计能降低电池最大温差，但增大了冷却液进出液温差提升散热量后，会牺牲掉一些电池温度均衡性，可视为在可接受范围内，从传统设计中的电池最大温差6.5℃左右上升到7.5℃左右。

Claims (7)

1.一种电池组冷却装置，其特征在于，该装置为设置在单电池与单电池之间的冷却层，所述冷却层内包括多条平行布置的冷却管，相邻所述冷却管之间设有隔热层，且相邻冷却管中的冷却液呈逆流流动。

2.根据权利要求1所述的一种电池组冷却装置，其特征在于，多个平行布置的所述隔热层插设在冷却层中，且相邻两个隔热层与冷却层的外壁形成所述冷却管，且相邻所述冷却管中的冷却液呈逆流流动。

3.根据权利要求1所述的一种电池组冷却装置，其特征在于，所述的冷却层的外壁包裹多根平行布置的独立的冷却管，且在相邻两根冷却管之间加射隔热层，相邻冷却管中的冷却液呈逆流流动。

4.根据权利要求1所述的一种电池组冷却装置，其特征在于，所述的隔热层呈水平框架，每个框架的内部设有用于插设单电池的通孔，每条独立的冷却管设置在两块水平框架之间，相邻冷却管中的冷却液呈逆流流动。

5.根据权利要求1～4任一所述的一种电池组冷却装置，其特征在于，所述的隔热层采用的材质为导热性能低的材料，包括高分子材料、多孔材料、热反射材料或真空材料中的一种。

6.根据权利要求1～4任一所述的一种电池组冷却装置，其特征在于，所述的冷却管的材质为高导热材料，包括金属或导热无机材料。

7.根据权利要求1～4任一所述的一种电池组冷却装置，其特征在于，所述的冷却管与隔热层粘结。