一种高功率密度动力电池冷却系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高功率密度动力电池冷却系统，包括单体散热模块和散热底座，所述单体散热模块包括动力电池和冷却套，所述动力电池安装在冷却套内，所述冷却套内设有螺旋冷却流道；所述冷却流道底部设有进口和出口；若干所述单体散热模块规则排布在散热底座上；所述散热底座内设有若干进水流道和若干出水流道；任一所述进水流道与至少1个所述冷却流道的进口连通，任一所述出水流道与至少1个所述冷却流道的出口连通。本发明专利技术可以实现对动力电池更充分地均匀冷却，控制电池温度。

A high power density cooling system for power battery

The invention provides a high power density power battery cooling system, including a single heat dissipation module and a heat dissipation base. The single heat dissipation module comprises a power battery and a cooling sleeve. The power battery is installed in the cooling sleeve, and the cooling sleeve is provided with a spiral cooling channel; the bottom of the cooling channel is provided with an inlet and an outlet. A number of the individual heat dissipation modules are arranged on the heat dissipation base regularly; a number of inlet channels and a number of outlet channels are arranged in the heat dissipation base; any of the inlet channels is connected with the inlet of at least one of the cooling channels, and any of the outlet channels is connected with the outlet of at least one of the cooling channels. The invention can fully and evenly cool the power battery and control the battery temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种高功率密度动力电池冷却系统
本专利技术涉及动力电池冷却领域或者电池冷却
或者电动汽车
，特别涉及一种高功率密度动力电池冷却系统。
技术介绍
动力电池冷却系统的核心是如何将电池整体维持在一个适当的温度范围，并且保证电池单体自身以及电池包中电池之间的温度均匀。由于受现阶段动力电池能量密度的限制，电池组的功率密度仍未达到令人满意的程度，与传统燃油车相比，电动汽车性能仍有差距，主要受续航里程，充电时间以及电池循环寿命的限制。目前，动力电池的技术发展趋势为高能量密度以及长寿命周期。不断增大的能量密度势必会使电池在充放电过程中温度进一步升高。对影响动力电池寿命的各种性能因素中，电池温度的影响极大。过高的电池温度会使得电池内部不可逆反应物增多，从而减少电池容量及循环寿命。此外，电池组内部温度分布不均匀也会导致各电池单体以及电池模组之间的性能不均匀，并最终影响电池性能的一致性以及对电池荷电状态估算的准确性。因此，维持适当的电池温度以及均匀的温度分布对维持电池循环寿命以及充放电性能来说至关重要。而高性能的电池冷却系统势必会进一步增大电池组的体积与重量，不利于电动汽车的轻量化，消耗更多的寄生功率，进一步降低续航里程。因此，在进行动力电池冷却系统设计时，需考虑系统及结构的紧凑性，这就需要采用新的电池冷却结构以及高传热特性的工质。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种高功率密度动力电池冷却系统，实现对动力电池更充分地冷却，控制电池温度。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种高功率密度动力电池冷却系统，包括单体散热模块和散热底座，所述单体散热模块包括动力电池和冷却套，所述动力电池安装在冷却套内，所述冷却套设有冷却流道；所述冷却流道底部设有进口和出口；若干所述单体散热模块规则排布在散热底座上；所述散热底座内设有若干进水流道和若干出水流道；任一所述进水流道与至少1个所述冷却流道的进口连通，任一所述出水流道与至少1个所述冷却流道的出口连通。进一步，所述冷却流道位于所述冷却套内部。进一步，所述冷却流道为螺旋冷却流道。进一步，所述螺旋冷却流道为非等螺距螺旋冷却流道或等螺距螺旋冷却流道。进一步，所述非等螺距螺旋冷却流道为上密下疏的结构。进一步，所述冷却套内设有两条对称的螺旋冷却流道，两条所述冷却流道之间通过位于冷却套上方的圆弧形环腔连通，形成双螺旋冷却流道。进一步，若干所述单体散热模块矩形阵列排布在散热底座上，所述散热底座内设有入水总流道和出水总流道，所述入水总流道位于散热底座中间，两条所述出水总流道位于散热底座两侧，所述入水总流道上设有若干入水支路，所述出水总流道上设有若干出水支路；任一所述入水支路与至少1个所述冷却流道的进口连通，任一所述出水支路与至少1个所述冷却流道的出口连通。进一步，还包括换热系统，所述换热系统包括温度传感器、控制阀门、循环泵、换热器、温度控制单元和储液箱；所述温度传感器安装在所述单体散热模块上，所述散热底座依次与换热器、储液箱、循环泵和控制阀门闭环连接；所述温度控制单元通过输入的所述温度传感器信号控制所述控制阀门。一种电动交通工具，包括高功率密度动力电池，所述高功率密度动力电池连接所述的高功率密度动力电池冷却系统。本专利技术的有益效果在于：1．本专利技术所述的高功率密度动力电池冷却系统，通过设置螺旋冷却流道，实现电池单体散热面积加大，提高散热效率，同时电池顶部的温度较高，螺旋冷却流道的设计，使冷却液从散热底座到电池顶部，最后回流到底座，带走电池顶部大量的热量，在电池中段带走较多的热量，使温度沿电池轴向分布均匀，保证电池单体工作时维持在可靠的温度范围内。2．本专利技术所述的高功率密度动力电池冷却系统，通过设置上密下疏的非等螺距或者等螺距的螺旋流道形式，当电池顶部温度过高，则采用上密下疏的非等螺距流道，导致顶部温度下降得更多，使电池温度轴向分布更加均匀。3．本专利技术所述的高功率密度动力电池冷却系统，通过一条入水总流道引出各个支路，保证单体模组之间温度均衡。4．本专利技术所述的高功率密度动力电池冷却系统，通过温度传感器，实现对动力电池的温度实时监控，通过温度控制单元根据温度传感器检测出的温度精确控制控制阀门的开度，从而控制冷却液的流量或者冷却液的热交换量。附图说明图1为本专利技术所述的高功率密度动力电池冷却系统结构三维图。图2为本专利技术所述的散热底座内部流道结构图。图3为本专利技术所述的非等螺距螺旋冷却流道示意图。图4为本专利技术所述的等螺距螺旋冷却流道示意图。图5为本专利技术所述的冷却套仰视图。图6为本专利技术所述的高功率密度动力电池冷却系统原理图。图中：1-散热底座；2-动力电池；3-冷却套；4-温度传感器；5-控制阀门；6-循环泵；7-换热器；8-温度控制单元；9-电池组；10-储液箱；31-冷却流道；311-冷却流道的进口；312-冷却流道的出口；313-圆弧形环腔；111-入水总流道；1111-入水支路；112-出水总流道；1121-出水支路。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，本专利技术所述的高功率密度动力电池冷却系统，包括单体散热模块和散热底座1，所述单体散热模块包括动力电池2和冷却套3，所述动力电池2安装在冷却套3内，所述冷却套3设有冷却流道31，所述冷却流道31可以在冷却套3内部也可以在其内外表面。如图3和图4所示，所述冷却流道31冷却套3内部。如图5所示，所述冷却流道31底部设有进口311和出口312；进口311和出口312可以是各一个，也可以根据需要设计多个。若干所述单体散热模块规则排布组成电池组9，若干所述单体散热模块可以矩形阵列排布也可以圆形分布也可以对称分布或者非对称分布，这是根据电池组9的需求确定的。由于一般的动力电池2为圆柱形，所以冷却套3为圆管形；若动力电池2为矩形，则冷却套3为方管形。电池组9安装在散热底座1上，所述散热底座1内设有若干进水流道和若干出水流道；任一所述进水流道与至少1个所述冷却流道的进口311连通，任一所述出水流道与至少1个所述冷却流道的出口312连通。如图2所示，若干所述单体散热模块矩形阵列排布在散热底座1上，所述散热底座1内设有入水总流道111和出水总流道112，所述入水总流道111位于散热底座1中间，两条所述出水总流道112位于散热底座1两侧，所述入水总流道111上设有若干入水支路1111，所述出水总流道112上设有若干出水支路1121；任一所述入水支路1111与至少1个所述冷却流道的进口311连通，任一所述出水支路1121与至少1个所述冷却流道的出口312连通。所述入水支路1111与出水支路1121间隔排布。如图3和图4所示，所述冷却流道31为螺旋型。所述冷却流道31为非等螺距螺旋冷却流道或等螺距螺旋冷却流道。所述非等螺距螺旋冷却流道为上密下疏的结构。如图3和图4为双螺旋冷却流道，所述冷却套3设有两条对称的螺旋冷却流道，两条所述螺旋冷却流道之间通过位于冷却套3上方的圆弧形环腔313连通，两条相互连通的流道形成双螺旋冷却流道。这样可以实现电池单体散热面积加大，提高散热效率，同时电池顶部的温度较高，双螺旋冷却流道的设计，使冷却液从散热底座到电池顶部，最后回流到底座，带走电池顶部大量的热量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高功率密度动力电池冷却系统，其特征在于，包括单体散热模块和散热底座（1），所述单体散热模块包括动力电池（2）和冷却套（3），所述动力电池（2）安装在冷却套（3）内，所述冷却套（3）设有冷却流道（31）；所述冷却流道（31）底部设有进口（311）和出口（312）；若干所述单体散热模块规则排布在散热底座（1）上；所述散热底座（1）内设有若干进水流道和若干出水流道；任一所述进水流道与至少1个所述冷却流道的进口（311）连通，任一所述出水流道与至少1个所述冷却流道的出口（312）连通。

【技术特征摘要】
1.一种高功率密度动力电池冷却系统，其特征在于，包括单体散热模块和散热底座（1），所述单体散热模块包括动力电池（2）和冷却套（3），所述动力电池（2）安装在冷却套（3）内，所述冷却套（3）设有冷却流道（31）；所述冷却流道（31）底部设有进口（311）和出口（312）；若干所述单体散热模块规则排布在散热底座（1）上；所述散热底座（1）内设有若干进水流道和若干出水流道；任一所述进水流道与至少1个所述冷却流道的进口（311）连通，任一所述出水流道与至少1个所述冷却流道的出口（312）连通。2.根据权利要求1所述的高功率密度动力电池冷却系统，其特征在于，所述冷却流道（31）位于所述冷却套（3）内部。3.根据权利要求1或2所述的高功率密度动力电池冷却系统，其特征在于，所述冷却流道（31）为螺旋冷却流道。4.根据权利要求3所述的高功率密度动力电池冷却系统，其特征在于，所述螺旋冷却流道为非等螺距螺旋冷却流道或等螺距螺旋冷却流道。5.根据权利要求4所述的高功率密度动力电池冷却系统，其特征在于，所述非等螺距螺旋冷却流道为上密下疏的结构。6.根据权利要求4或5所述的高功率密度动力电池冷却系统，其特征在于，所述冷却套（3）内设有两条对称的螺旋冷却流道，两条所述螺旋冷却流道之间通过位于冷却套（3）上方的圆弧形环腔（313）连通，形成双...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪捷，朱健伟，董非，尹必峰，曹涛涛，宋德才，许海飞，冯恩赐，
申请(专利权)人：江苏大学，常州江苏大学工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32