一種車用鋰電池組的熱管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動力電池的熱量管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種車用鋰電池組的熱管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]動力電池是混合動力汽車重要組成部分。電池的使用性能和壽命都是溫度的函數(shù)，溫度對電池使用有重要影響。據(jù)實驗研究表明，當電池組環(huán)境溫度過低或者過高時，電池組內(nèi)部不可逆物質(zhì)生成加快，這些不可逆的物質(zhì)生成會減少電池的使用循環(huán)次數(shù)，從而影響電池的使用壽命。此外，電池在低溫條件下工作時，電池的可充入容量和可釋放的容量均降低，直接影響混合動力汽車的續(xù)航里程，而且在低溫條件電池的放電電壓平臺降低，影響電池組的放電效率。
[0003]混合動力汽車電池組是串并聯(lián)形式存在的，若某一單體的溫度過高或過低，對成組電池會造成直接影響。若電池組的溫差使電池之間內(nèi)阻產(chǎn)熱不同，長期的生熱不均，產(chǎn)熱多的電池與產(chǎn)熱少的電池之間會有容量差距,則影響電池組中電池的容量的不均衡。電池組的容量和最差電池的容量是一致的，所以電池組的內(nèi)部溫差不容忽視?？傊姵亟M缺少熱管理系統(tǒng)，輕則影響電池性能和壽命，重則引發(fā)火災(zāi)，引起爆炸。
[0004]鋁合金材料是良好的熱導體，由其制成的扁管具有良好的熱導性，管內(nèi)有若干平行水道，能快速將管壁上的積聚的熱量帶走。
[0005]目前，對電池組的熱量管理方式主要有三種，風冷，液冷和采用相變材料。風冷對流換熱系數(shù)較低，降溫效果不是特別理想。相變材料還處在理論研究階段，離實際工程運用還有很多工作要做。而采用液冷方式冷卻，其結(jié)構(gòu)簡單，降溫明顯。因此，采用液冷的熱管理系統(tǒng)對于保證電池使用性能以及使用壽命具有重要的意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:在混合動力汽車行駛過程中，鋰電池組常處于在大電流放電(電流可達幾十安培到幾百安培)的狀態(tài)，產(chǎn)生熱量巨大。而在某些地區(qū)、某些月份混合動力汽車冷啟動時，電池組環(huán)境溫度又遠低于適宜工作溫度下限。通過熱管理系統(tǒng)使電池工作在合適的溫度范圍內(nèi)，保證電池性能和壽命。
[0007]本實用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種車用鋰電池組的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括鋰電池組，冷卻管路，發(fā)熱裝置，水泵，控制器，溫度傳感器，水箱，電磁閥A ;所述水箱、水泵和電磁閥A通過水管連接，所述冷卻管路纏繞所述鋰電池組，所述發(fā)熱裝置位于所述鋰電池組單電池間，所述冷卻管路與水箱連接，所述溫度傳感器安裝在所述鋰電池組上，所述控制器用來控制所述發(fā)熱裝置、水泵和電磁閥A的通斷。
[0008]進一步的，所述冷卻管路是涂有導熱漆的鋁合金扁平管。
[0009]進一步的，所述冷卻管路管內(nèi)有4?6根平行水道。
[0010]進一步的，所述冷卻管路端部設(shè)有接口 a、接口 b、接口 C、接口 d，所述冷卻管路采用雙水泵供水，所述水泵外有第二水泵，兩者并聯(lián)，所述電磁閥A并聯(lián)一個電磁閥B，所述接口 a與電磁閥A連接，所述接口 b、接口 c與所述水箱連接，所述接口 d與所述電磁閥B連接，所述冷卻管路內(nèi)平行水道流向相反。通過將一根冷卻管路分成兩部分，兩者的水流方向相反，形成對流趨勢，能快速地將某一點的熱量分兩個方向帶走。單向冷卻，存在著熱量累計的現(xiàn)象，即越是到管路的后半段越是熱量集中，相比于單向的冷卻水方式冷卻效果更好。
[0011]進一步的，所述冷卻管路是雙層結(jié)構(gòu)，第一層布置在鋰電池組中部，第二層布置在鋰電池組上部。電池的熱量主要集中在電池中上部，這樣的布局更有利于散熱降溫。
[0012]進一步的，所述冷卻管路20設(shè)有口 A、口 B、口 C、口 D，所述冷卻管路20采用雙水泵40供水，所述水泵40外有第二水泵，兩者并聯(lián)，所述電磁閥A80并聯(lián)一個電磁閥B90，所述電磁閥A80與口 A相連，電磁閥B90與口 C相連，口 B、口 D回到水箱。
[0013]進一步的，所述冷卻管路20設(shè)有口 A、口 B、口 C、口 D，所述冷卻管路20采用雙水泵40供水，所述水泵40外有第二水泵，兩者并聯(lián)，所述電磁閥A80并聯(lián)一個電磁閥B90，電磁閥A80與口 A相連，電磁閥B90與口 D相連，口 B、口 C回到水箱。
[0014]進一步的，所述冷卻管路20設(shè)有口 A、口 B、口 C、口 D，所述冷卻管路20采用雙水泵40供水，所述水泵40外有第二水泵，兩者并聯(lián)，所述電磁閥A80并聯(lián)一個電磁閥B90，電磁閥A80與口 A相連，口 B與口 C通過軟管相連，口 D回到水箱。
[0015]進一步的，所述發(fā)熱裝置為一種軟性均勻面發(fā)熱裝置。系統(tǒng)工作溫度為低于10攝氏度和高于60攝氏度。本實用新型中所指的發(fā)熱裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)熱面廣且效率高。將此柔性面發(fā)熱材料運用到電池熱管理系統(tǒng)中，利用其溫升快且面廣的特點，在低溫環(huán)境中，迅速將電池組的溫度提升到最佳溫度范圍中確保電池性能和壽命。
[0016]本系統(tǒng)具有如下優(yōu)點:
[0017](I)冷卻管路采用扁管，內(nèi)置若干平行水道，布置方便，散熱效果好，能有效保證系統(tǒng)運行的高效性。由于平行水道的存在，使得在不增加扁管外尺寸的條件下，扁管體積變大，加大了扁管的熱容量，有利于更大程度地帶走電池表面的熱量。扁管內(nèi)含有若干平行水道，可以根據(jù)一定的需求，進行結(jié)構(gòu)改變，實現(xiàn)同一扁管內(nèi)水流成對流流向，在獲得同樣散熱效果的前提下，減小了水流的流速與壓力，可實現(xiàn)泵結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化。
[0018](2)采用雙水泵供水結(jié)構(gòu)，可靠性高。冷卻管路與水泵的連接方式多樣，適合不同組合的電池組散熱。在其中一個水泵出現(xiàn)故障不能工作時候，調(diào)節(jié)另外一個水泵電壓，保證冷卻系統(tǒng)的冷卻液流量。
[0019](3)發(fā)熱裝置熱效率高，溫升快，能耗低。因其柔性特點，適合在電池組狹小的空間中布置。
[0020](4)溫度傳感器實時監(jiān)測電池組溫度，控制器根據(jù)傳感器溫度信息經(jīng)邏輯運算后發(fā)出加熱或冷卻指令。當電池組溫度低于設(shè)定溫度下限時，發(fā)熱裝置工作，高于設(shè)定溫度上限時，水泵工作，冷卻管路帶走電池組熱量，使電池處在最佳的工作溫度中。
【附圖說明】
[0021]圖1是鋰電池組的熱管理系統(tǒng)。
[0022]圖2是冷卻管路的截面圖。
[0023]圖3是鋰電池組總成的左視圖。
[0024]圖4是鋰電池組總成的俯視圖。
[0025]圖5是鋰電池組總成的主視圖。
[0026]圖6是水泵連接圖。
[0027]圖7是冷卻管路水流方向圖。
[0028]圖8是冷卻管路接口圖。
[0029]圖中10.電池，20.冷卻管路，30.發(fā)熱裝置，40.水泵，50.控制器，60.溫度傳感器，70.水箱，80.電磁閥 A，90.電磁閥 B ,21.口 Α，22.口 B，23.口 C，24.口 D，25.接口 a,26.接口 b，27.接口 c，28.接口 d。
【具體實施方式】
[0030]下面對本實用新型的實施舉例進行詳細說明，本實施案例均是在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施的，其中給出了具體的實施方式和操作過程。
[0031]一種車用鋰電池組的熱管理系統(tǒng)，如圖所示，包括鋰電池組10，冷卻管路20，發(fā)熱裝置30，水泵40，控制器50，溫度傳感器60，水箱70，電磁閥A80，電磁閥B90 ;所述水箱70、水泵40、電磁閥A80和電磁閥B90通過水管連接，所述冷卻管路20采用雙水泵40供水，所述水泵40并聯(lián)一個水泵，所述電磁閥A80并聯(lián)一個電磁閥B90，所述冷卻管路20纏繞所述鋰電池組10，所述冷卻管路20是涂有導熱漆的鋁合金扁平管，管內(nèi)有4?6根平行水道。所述冷卻管路20是雙層結(jié)構(gòu)，第一層布置在鋰電池組10中部，第二層布置在鋰電池組10上部。所述發(fā)熱裝置30位于所述鋰電池組10單電池間，所述冷卻管路20與水箱70連接，所述溫度傳感器60安裝在所述鋰電池組10上，所述控制