[发明专利]一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统及流量控制方法

摘要

本发明涉及一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统及流量控制方法，动力电池系统包括顺次并列设置的第1到n个电池模组群；液冷系统包括冷却液输入管、冷却液输出管及设于其间、与电池模组群对应设置的第1到n个液冷通道；冷却液输入管、液冷通道和冷却液输出管分别为液冷回路，液冷通道分别与冷却液输入管和冷却液输出管空间连通；本发明根据电池模组群的发热功率计算出液冷回路所需要的冷却液流量比，对液冷回路进行流量控制设计并验证。本发明简化液冷系统的管路排布，节省空间和成本，解决因电池模组群发热不均而带来的散热不均的问题，冷却效率高，满足大倍率工况下的散热要求，满足动力电池系统对温差的要求，动力电池系统的寿命整体延长。

主权项

1.一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统的流量控制方法，所述动力电池系统包括顺次并列设置的第1到n个电池模组群；所述液冷系统包括冷却液输入管、冷却液输出管及设于冷却液输入管和冷却液输出管间的第1到n个液冷通道，所述第1到n个液冷通道与所述第1到n个电池模组群对应设置；所述冷却液输入管、第1到n个液冷通道和冷却液输出管分别为第1到n个液冷回路，所述第1到n个液冷通道分别与冷却液输入管和冷却液输出管空间连通，其特征在于：所述流量控制方法包括液冷回路的流量控制，步骤为：步骤1.1：根据所述第1到n个电池模组群的发热功率，计算出第1到n个液冷回路所需要的冷却液流量Q₁,Q₂,…,Q_n，第i个液冷回路中所需要的冷却液流量为其中，表示第i个电池模组群的发热功率，ρ表示冷却液的密度，c_P表示冷却液的比热容，△T表示冷却液的温升，计算出第1到n个液冷回路所需要的冷却液流量比Q₁：Q₂：…：Q_n；步骤1.2：根据第1到n个液冷回路所需要的冷却液流量比对第1到n个液冷回路进行流量控制设计，所述流量控制设计包括对第1到n个液冷回路的导入管和导出管采用均直管、渐扩管、渐缩管、突扩管、突缩管或弯管的一种或几种的组合及设计；步骤1.3：所述第1到n个液冷回路的压力降相等，δp₁＝δp₂＝…＝δp_n，第1到n个液冷回路中存在阻力损失其中p表示流体的压力，ρ表示流体密度，g表示重力加速度；步骤1.4：由步骤1.3，所述第1到n个液冷回路的阻力损失应相等，即h1＝h2＝…＝hn；步骤1.5：计算第1到n个液冷回路中总的局部阻力损失，其中，ζ为局部损失系数，S为回路的截面面积，j表示回路中出现管路扩张、收缩或者弯曲的点；步骤1.6：由步骤1.4和步骤1.5，可得第1到n个液冷回路的流量比为并验证该流量比是否满足步骤1.1确定的液冷回路所需要的流量比，若满足，认为流量控制完成，转入步骤1.7，若不满足，返回步骤1.2，对第1到n个液冷回路重新进行流量控制设计；步骤1.7：以CFD建模，利用数值方法进行离散和求解，得到冷却液在液冷回路中的流速分布以及第1到n个液冷回路中的流量值，验证步骤1.6，当误差小于5％时，认为完成流量控制，当误差大于等于5％时，返回步骤1.2。