[发明专利]大学生电动方程式电池包液冷系统、电池包及设计方法

说明书

本发明公开了一种大学生电动方程式电池包液冷系统、电池包及设计方法。该液冷系统包括液冷管道和填充在液冷管道中的液冷剂，液冷管道包括进液管、竖直管道、水平管道以及出液管。竖直管道为一块薄铜板一冲压成槽状结构后与另一相同结构的薄铜板一钎焊而成的中空结构一。竖直管道包括直管道和圆弧管道，圆弧管道的两端分别连接相邻的两根直管道的同一端，使竖直管道设计成蛇形。水平管道的形状与电芯的底部形状相适应，且每根水平管道为一块薄铜板二冲压成槽状结构后与另一块相同结构的薄铜板二钎焊而成的中空结构二。本发明液冷管道与电池包的内部电芯接触面积大同时接触均匀，散热效果好，散热更加均匀，提高液冷剂的受热面积和热交换效率。

技术领域

本发明涉及电池包散热技术领域的一种液冷系统，尤其涉及一种大学生电动方程式电池包液冷系统，还涉及一种大学生电动方程式电池包，还涉及一种大学生电动方程式电池包液冷系统的设计方法。

背景技术

大学生电动方程式大赛面向国内外众多高校，旨在要求大学生在一年的时间里，自主设计并制造一台电动方程式赛车参加高校之间的竞技比赛。而锂电池包对整车动力起至关重要的作用，其中钴酸锂电池相对其它锂电池而言，性能优异但安全性较差，主要体现为，温度过高时电解液发生分解导致燃烧甚至爆炸。由于该赛事比赛环境温度较高且赛车工况中有频繁加减速，对电池包的散热系统提出了考验。因此良好的散热系统可以有效处理电池工作中的热累积问题，避免热失控的风险，有助于充分发挥锂电池的性能，进而保障整车的安全性和动力性。

对于普通乘用车而言，电池包的冷却系统通常可采用：风冷、液冷、直冷和利用材料相变的冷却系统，但受限于学生掌握的理论实践知识，以及出于赛车成本和轻量化的考虑，目前国内各车队普遍采用较为成熟的风冷方式，国外也仅有少数车队尝试液冷方式。

传统的大学生方程式赛车的电池包风冷系统，技术方案为：在电池箱体上安装多个小型风机，对电池包进行强制的空气换热，比如在电池箱侧壁上设置若干对电池箱体内部进行散热的风扇，通过流场仿真得到的分析结果，来优化风机摆放的位置以及电池包内部电芯的成组方式。而电池包的性能会受到温差过大，或者单体电芯温度过高的制约。

传统技术缺点：容易导致电池包散热不均匀，单体电芯温度过高或者电池包温差过大的安全隐患，进而制约了整个的电池包性能。

发明内容

为解决现有的电池包散热不均匀的技术问题，本发明提供一种大学生电动方程式电池包液冷系统、电池包及设计方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种大学生电动方程式电池包液冷系统，其用于对电池包的多块模组进行散热；每块模组包括多块电芯和多个铜排，每两块电芯通过一个铜排实现并联，并联的一组电芯通过一个铜排实现串联；所述液冷系统包括液冷管道和填充在所述液冷管道中的液冷剂；所述液冷管道包括：

进液管，其呈T形，并开设有一个进液口和多个分液口；

多根竖直管道，其分别与多个分液口对应，并设置在多块电芯之间；每根竖直管道为一块薄铜板一冲压成槽状结构后与另一块相同结构的薄铜板一钎焊而成的中空结构一，每根竖直管道的一端连接在对应的分液口上；每根竖直管道包括多根直管道和多根圆弧管道；多根直管道平行设置，且排列在同一竖直面上；每根圆弧管道的两端分别连接相邻的两根直管道的同一端，使所述竖直管道设计成蛇形；

多根水平管道，其分别与多根竖直管道对应；每根水平管道位于对应的竖直管道的下方，且一端与对应的竖直管道的另一端连通；所述水平管道的形状与所述电芯的底部形状相适应，且每根水平管道为一块薄铜板二冲压成槽状结构后与另一块相同结构的薄铜板二钎焊而成的中空结构二；

出液管，其呈T形，并开设有一个出液口和分别与多根水平管道对应的多个合液口；每根水平管道的另一端连接在对应的合液口上。