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技术方案

本发明专利技术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；本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于用于直接转变化学能为电能的方法或装置、例如电池组的
，特别涉及一种简化管路排布、解决散热不均问题的动力电池系统的分布式双侧液冷系统及流量控制方法。
技术介绍
目前在国家的支持和市场的利好下，锂电池行业发展非常迅速，尤其是在公共交通系统，如大巴、乘用车和物流车等领域中，以锂电池为主的新能源交通工具日益增多。然而，随着锂电池的大规模应用，关于锂电池应用时的问题也日益凸显。随着消费者对电动汽车动力性能和快充性能等要求的提升，动力锂离子电池在使用过程中的发热问题越来越严重，尤其是在夏天的南方地区。电池的发热会使得电池的温度升高，进而使得电池的寿命降低，而传统的自然冷却方式与强制风冷方式的冷却效率较低，难以满足大倍率工况下的散热要求，同时也较难满足动力电池系统对温差的要求。现有技术中，亦已经开发出了冷却效率与冷却均匀性较高的液冷系统，但随着消费者对电动汽车要求的提高，动力电池系统内的电池模组呈现出数量多、排布不规则、发热不均等现象，液冷系统存在着明显的弱势。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，现有技术中，随着消费者对电动汽车动力性能和快充性能等要求的提升，动力锂离子电池在使用过程中的发热问题越来越严重，而导致的电池的发热会使得电池的温度升高，进而使得电池的寿命降低，而传统的自然冷却方式与强制风冷方式的冷却效率较低，难以满足大倍率工况下的散热要求，同时也较难满足动力电池系统对温差的要求，而新晋的液冷系统由于消费者对电动汽车要求的提高，动力电池系统内的电池模组呈现出数量多、排布不规则、发热不均等现象，因而仍然存在着明显的弱势的问题，进而提供了一种优化的动力电池系统的分布式双侧液冷系统及流量控制方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，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。优选地，所述任一液冷通道包括导入管、液冷板和导出管，所述液冷板与对应的电池模组群配合设置，所述导入管与冷却液输入管空间连通，所述导出管与冷却液输出管空间连通。优选地，所述任一电池模组群包括并列设置的2排电池模组，所述液冷板设于2排电池模组间。优选地，所述2排电池模组和液冷板间分别设有导热胶层。优选地，所述任一液冷通道的导入管和导出管形状相同。优选地，所述任一液冷通道的导入管和导出管包括直管和/或弯管。优选地，所述直管包括均直管、渐扩管、渐缩管、突扩管或突缩管的一种或几种。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,…,Qn，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，cP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：…：Qn；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＝…＝δpn，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。优选地，所述步骤1.1中，△T为2～3开尔文。优选地，所述步骤1.1中，对冷却液建立导热微分方程，其中，V为冷却液的体积，故即则第i个液冷回路的冷却液流量为本专利技术提供了一种优化的动力电池系统的分布式双侧液冷系统及流量控制方法，通过将动力电池系统设置为并列的第1到n个电池模组群，将液冷系统设置为冷却液输入管、第1到n个液冷通道和冷却液输出管，以第1到n个液冷通道与第1到n个电池模组群对应，且冷却液输入管、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、空间连通，随后通过对冷却液的行进路径及液冷回路的流量、回路流阻进行控制，大大简化了液冷系统的管路排布，节省了空间和成本，解决了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，得以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。附图说明图1为本专利技术的立体图结构示意图；图2为本专利技术的俯视图结构示意图；图3为本专利技术的爆炸图结构示意图；图4为本专利技术的电池模组群的纵截面结构示意图；图1～图4中，n＝3。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细描述，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图所示，本专利技术涉及一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，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1；所述液冷系统包括冷却液输入管2、冷却液输出管3及设于冷却液输入管2和冷却液输出管3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1对应设置；所述冷却液输入管2、第1到n个液冷通道和冷却液输出管3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2和冷却液输出管3空间连通。本专利技术中，动力电池系统被设置为并列的第1到n个电池模组群1，液冷系统被设置为第1到n个液冷回路的形式，第1到n个液冷回路和第1到n个电池模组群1一一对应，完成第1到n个电池模组群1的冷却作业。本专利技术中，液冷系统包括冷却液输入管2、第1到n个液冷通道和冷却液输出管3，即实际上与第1到n个电池模组群1对应的是第1到n个液冷通道，冷却液从冷却液输入管2输入，从第1到n个液冷通道分别穿过，完成第1到n个电池模组群1的冷却作业、带走热量后，自冷却液输出管3输出。本专利技术中，液冷系统的管路排布大大简化，节省空间和成本，解决了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，得以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，在本专利技术中，只需在随后通过对冷却液的行进路径及液冷回路的流量、回路流阻进行控制即可完成第1到n个电池模组群本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，其特征在于：所述任一液冷通道包括导入管、液冷板和导出管，所述液冷板与对应的电池模组群配合设置，所述导入管与冷却液输入管空间连通，所述导出管与冷却液输出管空间连通。3.根据权利要求2所述的一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，其特征在于：所述任一电池模组群包括并列设置的2排电池模组，所述液冷板设于2排电池模组间。4.根据权利要求3所述的一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，其特征在于：所述2排电池模组和液冷板间分别设有导热胶层。5.根据权利要求2所述的一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，其特征在于：所述任一液冷通道的导入管和导出管形状相同。6.根据权利要求2所述的一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，其特征在于：所述任一液冷通道的导入管和导出管包括直管和/或弯管。7.根据权利要求6所述的一种动力电池系统的分布式双侧液冷系统，其特征在于：所述直管包括均直管、渐扩管、渐缩管、突扩管或突缩管的一种或几种。8.一种采用权利要求1～7任一所述的动力电池系统的分布式双侧液冷系统的流量控制方法，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,…,Qn，第i个液冷回路中所需要的冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋碧文，陈敏，李路明，
申请(专利权)人：杭州捷能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33