[发明专利]用于提高蓄电池冷却通道内的均匀换热的简单高效的扰流器

说明书

技术领域

 本发明涉及蓄电池组的冷却系统，并且更具体地涉及使用湍流空气流冷却系统的蓄电池组。

背景技术

 目前正研究将大容量可再充电蓄电池用在电动车辆中。电动车辆的最终可行性取决于大幅减少相关成本。减少蓄电池组件的成本尤其重要。

 锂离子蓄电池是重要类型的蓄电池技术。大多数蓄电池组件，包括锂离子蓄电池组件在内，都包括多个独立的电化学单格电池。通常，这种电化学单格电池包括阳极和阴极。通常，阳极包括覆盖有石墨层的金属薄板或金属箔（通常是铜金属）。类似地，阴极通常包括覆盖有含锂层的金属薄板或金属箔（通常是铝金属）。最后，电化学单格电池包括电解质，其被设置在阳极和阴极之间。端子允许产生的电能被用在外部电路中。电化学单格电池通过电化学反应产生电能。

 对于高功率应用，多个蓄电池单格电池被利用并被组装到蓄电池模块内。而且，这种蓄电池模块被组装到蓄电池组内，蓄电池组包括冷却系统和相关的电子器件也操作该蓄电池。冷却系统通常包括多个金属（例如，铜和/或铝）冷却翅片，这些翅片散布在蓄电池单格电池之间。结果是这种蓄电池模块的组装在对齐冷却翅片和蓄电池单格电池方面非常困难。而且，其它的现有技术冷却系统利用空气冷却剂，该空气冷却剂撞击多个浅凹来增加空气流速度。

 因此，需要一种改进的蓄电池组冷却系统。

发明内容

 本发明通过在至少一个实施例中给蓄电池组提供冷却系统来解决现有技术的一个或多个问题。冷却系统包括用于提供冷却流体的流体源和扰流器，在扰流器中冷却流体沿着平均流动方向流动。扰流器包括第一支撑构件、第二支撑构件、第三支撑构件、定位在第一支撑构件和第二支撑构件之间的第一多个杆、和定位在第二和第三支撑构件之间的第二多个杆。第一多个杆在垂直于平均流动方向的方向上与第二多个杆错开。最后，第一多个杆和第二多个杆将来自流体源的空气流扰动为非层流流动。有利地，本实施例的冷却系统和扰流器，增加了空气速度并提高了在冷却流体在其内流动的扰流器的通道内的相对壁之间的均匀热平衡。

 在另一实施例中，提供了集成有上述冷却系统的蓄电池组。蓄电池组包括多个蓄电池单格电池和设置在多个蓄电池单格电池中的邻近蓄电池单格电池之间的多个扰流器，在扰流器中冷却流体沿着平均流动方向流动。每个扰流器包括第一支撑构件、第二支撑构件、第三支撑构件、定位在第一支撑构件和第二支撑构件之间的第一多个杆、和定位在第二和第三支撑构件之间的第二多个杆。第一多个杆在垂直于平均流动方向的方向上与第二多个杆错开。最后，第一多个杆和第二多个杆将来自流体源的流体流扰动为非层流流动。

本发明还提供了如下方案：

方案1.  一种蓄电池组的冷却系统，该冷却系统包括：

       用于提供冷却流体的流体源；以及

       扰流器，冷却流体沿着平均流动方向在扰流器中流动，扰流器包括：

第一支撑构件；

第二支撑构件；

第三支撑构件；

              定位在第一支撑构件和第二支撑构件之间的第一多个杆；以及

定位在第二和第三支撑构件之间的第二多个杆，第一多个杆在垂直于平均流动方向的方向上与第二多个杆错开，第一多个杆和第二多个杆将来自流体源的流体流动扰动为非层流流动。

方案2. 如方案1所述的冷却系统，其中扰流器可定位在第一蓄电池单格电池和第二蓄电池单格电池之间，使得第一多个杆最接近第一蓄电池单格电池且第二多个杆最接近第二蓄电池单格电池。

方案3. 如方案2所述的冷却系统，其中所述扰流器还包括：

              第四支撑构件；

              第五支撑构件；

              定位在第三支撑构件和第四支撑构件之间的第三多个杆；以及

              定位在第四支撑构件和第五支撑构件之间的第四多个杆，第三多个杆与第四多个杆错开。

方案4. 如方案3所述的冷却系统，其中第三多个杆最接近第一蓄电池单格电池而第四多个杆最接近第二蓄电池单格电池。

方案5. 如方案1所述的冷却系统，其中第一支撑构件和第二支撑构件每一个都基本上是矩形的。

方案6. 如方案1所述的冷却系统，其中流体源是空气源。

方案7. 如方案1所述的冷却系统，其中第一多个杆和第二多个杆将流体流动扰动为湍流流动。