[发明专利]混流温均性柱状电池组

说明书

本发明设计了一种提高电池组热控能力的混流温均性柱状电池组。成组的各排电池通过高导热胶与导热片粘接，各排导热片再与两侧液流板换热，导热片开有气流孔。电池组内设有小型风扇促进电池包腔体内气体环流，实现增强气流串通的混流传热作用。其中，相邻各排导热片气流孔错列，并与电池座端从上到下缝隙宽窄交错，进一步增强气流纵向和横向的多维流动扰动性，由此增加电池导热片空气侧的热传递。本发明通过气动串流、孔隙/缝隙交错的多维气流扰动，辅助增强导热片和电池空气侧的热传递能力，提升排间气动串流的温均作用，改善电池组态内部的温度均匀性和一致性。本发明适用于电池组热管理的冷暖热控过程，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于电动汽车电池热管理技术领域，特别涉及提升电池组温度均衡性的液流循环换热结构设计方法。

背景技术

电动汽车在快速充电、加速和爬坡等大倍率的放电工况下，电池温度会急剧提升，电池包温度差异性增加。虽然电池包温度差异性增加会强化流场内空气的自然对流，但是，当电池产热量不断积累，电池性能会显著下降，甚至导致电池老化失效。因此，亟需设计一种高效合理的电池包换热结构，提高电池换热能力，保证电池温均性，以延长电池寿命。

中国专利文献CN 103346362 B在2013年6月20日，公开了一种电动车电池空气冷却装置，在电池箱沿着空气流动方向设置了多个扰流装置。该冷却装置充分利用了空气自然对流，但是空气介质换热效率较低，不如金属导热性能良好。

中国专利文献CN 104393366 B在2014年9月29日，公开了一种基于空气、热管和相变材料耦合冷却的动力电池模块，将空气冷却、热管冷却和相变材料冷却的优势结合在一起，热管将散热较差的电池底部的热量导出，翅片用于将相变材料和热管中的热量散出，并使用空气自然对流或强制对流冷却辅助翅片散热。随着相变材料和热管的使用，无形中增加了电池模块的重量，不利于汽车轻量化的提升。

本发明设计了一种提高电池组热控能力的混流温均性柱状电池组。成组的各排电池通过高导热胶与导热片粘接，各排导热片再与两侧液流板换热，导热片开有气流孔。电池组内设有小型风扇促进电池包腔体内气体环流，实现增强气流串通的混流传热作用。其中，相邻各排导热片气流孔错列，缝隙在电池座端上下呈宽窄交错分布，进一步增强气流纵向和横向的多维流动扰动性，由此增加电池导热片空气侧的热传递。本发明通过气动串流、孔隙/缝隙交错的多维气流扰动，辅助增强导热片和电池空气侧的热传递能力，提升排间气动串流的温均作用，改善电池组内部的温度均匀性和一致性。本发明适用于电池组热管理的冷暖热控过程，具有良好的应用前景。

发明内容

为了提高电池组热控能力和温均性，发明设计了一种基于高导热片和空气混流导热的液流传热的热管理结构：混流温均性柱状电池组。

所述的各排导热片通过高导热胶与电池相互粘接，高导热胶的使用增加了柱状电池与导热片的导热接触面积。各排电池通过高导热胶与导热片粘接，电池产热的一部分仅通过高导热胶和导热片的固体接触面以热传导的形式传递给液流板，电池另一部分产热则是通过流体接触面与周围流动空气对流换热。

各排电池通过高导热胶与导热片粘接，各排导热片再与两侧液流板换热，液流导热片将电池包内环境分割成多个子流腔。在导热片与空气侧接触面上开设了气流孔，以达到气流在电池包腔体内的串联扰动流通。另外，相邻各排导热片对置气流孔采用沿水平方向孔心错列排布，从而对空气层流边界层进行剪切破坏，强化了气流扰动，提高了液流导热片壁面换热能力。

所述的混流温均性柱状电池组，其液流板布置在柱状电池组的两侧，液流板主要包括液流板上盖板，液流板下盖板，为了防止防冻液滴漏，缝隙采用密封胶填充密封。在液流板内壁开设凹槽，导热片的端部凸缘装嵌在凹槽中形成可靠连接，并在边缘处涂抹导热胶用于稳固。