发明内容
[0012] 有鉴于此,本发明的目的是克服现有技术中的缺陷,提供圆柱形电池热管理系统,均衡单体电池内部、单体电池间的温差,减少热堆积,延长电池使用寿命,给单体电池提供一个良好的工作温度环境。
[0013] 本发明的圆柱形电池热管理系统,包括设置于圆柱形电池底部的液体汇集联箱,固定连通设置于液体汇集联箱相对侧上的左端液体分配联箱、右端液体分配联箱,若干连通安装于左端液体分配联箱和右端液体分配联箱之间的蛇形板;所述蛇形板贯穿于阵列的圆柱形电池之间,液体分配联箱和液体汇集联箱均为板型空腔箱体结构,在左端分配联箱和右端分配联箱每一端设置一个入口和一个出口,左端液体分配和右端液体分配联箱相对且平行,液体从第一入口流入第一出口流出,液体从第二入口流入从第二出口流出,在左端液体分配联箱和右端液体分配联箱之间有多块蛇形板和多个圆柱形电池,圆柱形电池按阵列排布;每个蛇形板上有与阵列的圆形电池相匹配的多个通道,依次按阵列排布,且每个蛇形板两边与左右端液体分配联箱侧面固定连通;每一节圆柱形电池均被两侧的蛇形板所包住夹持;蛇形板为弯曲且内有对流通道的结构。蛇形板板壁和液体汇集联箱的材质均为密度较小的铝合金材料,与左端液体分配联箱侧面相贴或紧邻的一列圆柱形电池,以及与右端液体分配联箱侧面相贴或紧邻的一列圆柱形电池,与单个蛇形板的接触面的角度在50°~60°之间;而中间其他列每个圆柱形电池被包覆夹持时,单个蛇形板与圆柱形电池接触面的角度在100°~120°之间。蛇形板的厚度是5mm,蛇形板内部通道的厚度是4.2mm,且所有通道的长度累计覆盖圆柱形电池80%‑90%,在保证对电池冷却的基础上节约材料且达到轻质化的目的。
[0014] 进一步,所述右端液体分配联箱与液体汇集联箱通过第一入口和第一出口连通;所述左端液体分配联箱与液体汇集联箱通过第二入口和第二出口连通,第一入口与第一出口之间通过分配联箱内的分流道和蛇形板中的对流通道连通,第二入口和第二出口内通过分配联箱之间的分流道和蛇形板中的对流通道连通,实现了左端液体分配联箱和右端液体分配联箱之间的高低温液体多通路交错对流,最大限度均衡温差。
[0015] 进一步,所述第一入口和第二入口均设置有泵,所述第一入口和第一出口对角设置,第二入口和第二出口对角设置,对角设置的目的在于延长热交换的通路,更大限度的均衡各圆柱形电池之间的温差,在第一入口和第二入口设置泵是为了完成两入口的液体进入,实现整个错综交织的通路完成循环。
[0016] 进一步,所述液体汇集联箱包括第一联箱及第二联箱,第一联箱和第二联箱之间设置有热交换器用于连通第一联箱及第二联箱以及均衡第一联箱和第二联箱之间液体的温差,所述第一入口和第二入口连通于第一联箱,所述第一出口和第二出口连通于第二联箱,第一联箱和第二联箱之间通过热交换器实现液体的交换,必要时可以通过热交换器对交换的液体进行加热或制冷。
[0017] 进一步,所述对流通道内壁为粗糙表面,粗糙的内壁可以增加对流液体在对流通道内的摩擦阻力,降低其通过速度,延长热交换时间,达到最佳的热交换效果,更好的均衡圆柱形电池之间的温差,且所述对流通道之间的蛇形板两板面间设置有支撑筋,对蛇形板起到加强作用,延长整个装置的使用寿命。
[0018] 进一步,所述左端液体分配联箱和右端液体分配联箱与蛇形板的安装面上设置有与对流通道连通的插接口,且在竖直方向上依次排列的插接口与第一联箱和第二联箱间隔对应,横向排列的插接口通过横向的分流道连通于液体汇集联箱,实现蛇形板内冷却液的交错流动,左端液体分配联箱和右端液体分配联箱之间通过多个交错的对流通道连通,冷热液体对向交错流动,使得温度均衡更加充分,最大限度的减少了温差的产生,在实际应用中,每个蛇形板内的对流通道的数量一般为偶数个,本实施例中示出的蛇形板对流通道为六个,不仅限于六个,根据实际圆柱形电池的具体高来设置。
[0019] 进一步,所述电池贴于所述蛇形板的凹陷处,对打限度的贴合与蛇形板,与蛇形板实现更好的热交换。
[0020] 进一步,所述蛇形板表面覆盖一层电绝缘层,与电池的接触面上喷涂一层柔性石墨烯材料,蛇形板为多层结构,自内部对流通道向外依次是板壁,电绝缘涂层,内设有支撑筋。支撑筋主要作用支撑和强化蛇形板,使其在受到挤压时不易变形,电绝缘涂层防止电池与蛇形板之间发生漏电和短路的情况发生,在蛇形板与圆柱形电池接触面上有一层柔性石墨烯材料,石墨烯材料的目的是导热,防止冷却液泄露保护电池的目的,本实施例中的冷却液可以是相变材料或是水,本发明采用的是质量配比1:1的乙二醇与水的混合液能够与铝合金相容的制冷剂。
[0021] 进一步,所述圆柱形电池与所述液体汇集联箱之间设置具有风洞的底座,通过风扇和空调的强制风冷对电池组的底部进行散热。
[0022] 本发明的有益效果是:本发明公开的一种圆柱形电池热管理系统,可靠性高,能够快速均衡单体电池内部、单体电池间的温差,减少热堆积,延长电池使用寿命,给单体电池提供一个良好的工作温度环境,是一种高效、可靠的电池热管理控制系统,可使动力电池工作在最佳的温度范围内。通过左右液体分配联箱及蛇形板实现了冷却液多通道交错对流,极大限度的延长了对流通路和分别独立对流,整个热管理系统结构简单,易于实现。