一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统，包括：外部控温系统和电池组内部控温系统；外部控温系统包括水箱、循环水泵、风冷换热器、油水换热器、加热装置和回水管；所述电池组内部控温系统包括多个并联设置的电池组、循环工质泵和循环管路，外部控温系统中油水换热器的出油口与循环工质泵的进油口连接，循环工质泵的出油口通过循环管路连接到每个电池组的循环工质入口，电池组的循环工质出口通过循环管路连接到油水换热器的进油口。本控温系统通过外部控温系统和电池组内部控温系统配合将冷却工质直接与电池组极耳和极柱接触，通过流动的冷却工质直接将电池组极耳和极柱产生的热量及时带出，从而保证大功率电池组的正常运行。

Large power battery pole ear flow immersion type temperature control system and method

The invention provides a high power battery pole ear floating immersion type temperature control system, including: the external battery internal temperature control system and temperature control system; external temperature control system comprises a water tank, a circulating water pump, heat exchanger, heat exchanger, water heating device and a water return pipe; the battery internal temperature control system includes the battery group, refrigerant pump parallel and circulation pipeline, external temperature control system of oil-water heat exchanger outlet and refrigerant pump inlet connection, refrigerant oil pump is connected to the refrigerant entrance each battery port through the circulating pipeline, oil into the battery the refrigerant outlet through a circulating pipeline connected to the oil-water heat exchanger outlet. The temperature control system through the external battery internal temperature control system and temperature control system with cooling refrigerant directly with the battery pole ear and the pole column contact through the coolant flow directly to produce battery pole ear and the pole column heat in time, so as to ensure the normal operation of high power battery.

【技术实现步骤摘要】
一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统及方法
本专利技术涉及电池
，具体涉及一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统及方法。
技术介绍
随着能源和环境问题的日益严峻，电动汽车正在逐步替代传统动力汽车，电动汽车目前已经成为汽车行业的一大分支。电动汽车因为其优越的环保性等优点，已经得到整个行业的认可。电动汽车中，电池，电机，电控单元是最重要的三个部分。其中电池组的稳定性，对电动汽车的稳定性以及将来的发展至关重要。一般来说，电池组使用的最佳温度为20℃-45℃之间，但是由于整个车的运行环境比较复杂，低温可达零下20摄氏度，高温可达55℃，环境温度非常不稳定。众所周知，电池组的主要发热主要以极耳和极柱为主，目前使用的电池冷却装置有以下几种：(1)冷却装置采用空气强制对流冷却，空气的比热小，散热效率低，额外功耗大，并且对空气的洁净度提出更高要求。(2)电池系统内设置导热管间接传热，电池与散热介质之间为间接接触，存在热阻及流动不均匀的问题，并且导热管回路排布复杂，占用空间大。公开号为CN201946715U的中国专利公开了“一种动力锂离子电池箱控温循环水系统”，当电池箱内的电池正常工作时，BMS数据采集器将所采集到的电池箱的温度状况信号传给温控系统，温控系统根据电池箱的温度的高低来决定电池箱是需要升温还是降温。当电池箱温度较高时，冷却水泵启动，将冷却水从电池箱的左侧底部泵入，冷却水流从电池箱的钢板上吸收大量热后，从电池箱的左侧顶部流出。当电池箱内部温度较低需要加热时，加热水泵启动，加热水从电池箱的左侧顶部流进，将自身热量传递给电池箱的钢板后，从电池箱的左侧底部流出。在电池箱的冷却过程中，如果冷却水对电池箱的冷却效果达不到要求时，可在水冷却的同时启动风冷系统。但是该系统采用冷却水与电池箱钢板接触导热的方式散热，传热效率低下，尤其是电池箱内如果装载大功率电池，由于通过钢板间接传热，电池与散热介质之间为间接接触，存在热阻及流动不均匀的问题，从而导致电池箱内的热量积攒不能被及时带出，严重影响大功率电池的使用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统及方法，本大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统通过外部控温系统和电池组内部控温系统配合将冷却工质直接与电池组极耳和极柱接触，通过流动的冷却工质直接将电池组极耳和极柱产生的热量及时带出，从而保证大功率电池组的正常运行。为实现上述技术方案，本专利技术提供了一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统，包括：外部控温系统和电池组内部控温系统；所述外部控温系统包括水箱、循环水泵、风冷换热器、油水换热器、加热装置和回水管，所述油水换热器上设置有进水口、出水口、进油口和出油口，所述风冷换热器的出水口与油水换热器的进水口通过管道连接，所述风冷换热器的进水口通过循环水泵与水箱的出水口连接，加热装置安装在水箱内，所述油水换热器的出水口通过回水管连接到水箱；所述电池组内部控温系统包括多个并联设置的电池组、循环工质泵和循环管路，所述每个电池组上均设置有循环工质入口和循环工质出口，外部控温系统中油水换热器的出油口与循环工质泵的进油口连接，所述循环工质泵的出油口通过循环管路连接到每个电池组的循环工质入口，所述电池组的循环工质出口通过循环管路连接到油水换热器的进油口。在上述技术方案中，当大功率电池组开始工作时，循环工质开启，冷却液体在电池内部控温系统内循环流动，当电池组极耳和极柱温度迅速升高时，电池组外壳内充满冷却工质，极耳和极柱产生的热量迅速传递到冷却工质中，当冷却工质温度超过50℃后，外部控温系统开启，水箱中的冷却水通过循环水泵泵入风冷换热器，冷却水冷却到30℃以下后进入油水换热器与冷却工质换热，对冷却工质进行冷却，控制冷却工质的温度在40℃左右，升温后的冷却水回流到水箱中，如此循环，保证电池组的极耳和极柱温度在40℃以下正常运行。当电池组开始工作的温度在零下时，电池组内部控温系统和外部控温系统开始工作，水箱中的冷却水首先通过加热装置加热至30℃左右，然后通过循环水泵泵入油水换热器与冷却工质换热，将冷却工质温度提高到25℃以上，从而保证电池组的正常工作温度，电池组正常启动，加热程中风冷换热器不工作，当电池组正常启动一段时间后，加热模式关闭，冷却模式开启，保证电池组的正常运行。优选的，所述电池组包括电池组外壳、单体电池、电池组上盖、正极柱、负极柱、型材散热器式极耳、循环工质入口和循环工质出口，多个单体电池并排安装在电池组外壳内，型材散热器式极耳安装在并排设置的单体电池的上方，正极柱和负极柱分别固定在型材散热器式极耳的左右两侧，电池组上盖固定在电池组外壳的顶部，循环工质入口设置在电池组外壳侧面底端，循环工质出口设置在电池组外壳侧面顶。当电池组持续发热时，冷却液从循环工质入口进入并充满电池组外壳，将正极柱、负极柱和型材散热器式极耳完全浸泡，由于是直接接触，可以降低冷却液与正极柱、负极柱和型材散热器式极耳之间的传热热阻，从而将正极柱、负极柱和型材散热器式极耳上的热量快速带出，防止热量堆积导致电池组工作不正常。优选的，所述型材散热器式极耳的中部开设有安装凹槽，所述凹槽内设置有多个并行间隔设置的螺孔，所述凹槽左右两侧各设置有多个对称分布的散热翅片。通过散热翅片可以扩大极耳与冷却液的接触面积，进而可以将极耳产生的热量通过冷却液快速带走。本专利技术还提供了一种基于上述大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统的控温方法，具体包括如下方式：a、冷却模式，当大功率电池组开始工作时，循环工质泵开启，冷却液体在电池内部控温系统内循环流动，当电池组极耳和极柱温度迅速升高时，电池组外壳内充满冷却工质，极耳和极柱产生的热量迅速传递到冷却工质中，当冷却工质温度超过50℃后，外部控温系统开启，水箱中的冷却水通过循环水泵泵入风冷换热器，冷却水冷却到30℃以下后进入油水换热器与冷却工质换热，对冷却工质进行冷却，控制冷却工质的温度在40℃左右，升温后的冷却水回流到水箱中，如此循环，保证电池组的极耳和极柱温度在40℃以下，冷却过程中加热装置不工作；b、加热模式，当电池组开始工作的温度在零下时，电池组内部控温系统和外部控温系统开始工作，水箱中的冷却水首先通过加热装置加热至30℃左右，然后通过循环水泵泵入油水换热器与冷却工质换热，将冷却工质温度提高到25℃以上，从而保证电池组的正常工作温度，电池组正常启动，加热程中风冷换热器不工作，当电池组正常启动一段时间后，加热模式关闭，冷却模式开启，保证电池组的正常运行。本专利技术提供的一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统及方法的有益效果在于：(1)本大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统本大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统通过外部控温系统和电池组内部控温系统配合将冷却工质直接与电池组极耳和极柱接触，增大接触面积，降低接触热阻，通过流动的冷却工质直接将电池组极耳和极柱产生的热量快速带出，电池组的散热效率明显提高；(2)本大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统采用流动状态的冷却工质，能提升电池组内部的均温效果，依靠液体浸泡及流动先均温可以避免个别热点损害个别电池，达到临界温度后再启动散热，进一步降低能耗同时提高散热模组使用寿命；(3)本大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统在针对电池极耳部分，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统，其特征在于包括：外部控温系统和电池组内部控温系统；所述外部控温系统包括水箱(11)、循环水泵(12)、风冷换热器(13)、油水换热器(14)、加热装置(15)和回水管(16)，所述油水换热器(14)上设置有进水口、出水口、进油口和出油口，所述风冷换热器(13)的出水口与油水换热器(14)的进水口通过管道连接，所述风冷换热器(13)的进水口通过循环水泵(12)与水箱(11)的出水口连接，加热装置(15)安装在水箱(11)内，所述油水换热器(14)的出水口通过回水管(16)连接到水箱(11)；所述电池组内部控温系统包括多个并联设置的电池组(21)、循环工质泵(22)和循环管路(23)，所述每个电池组(21)上均设置有循环工质入口(217)和循环工质出口(218)，外部控温系统中油水换热器(14)的出油口与循环工质泵(22)的进油口连接，所述循环工质泵(22)的出油口通过循环管路(23)连接到每个电池组(21)的循环工质入口(217)，所述电池组(21)的循环工质出口(218)通过循环管路(23)连接到油水换热器(14)的进油口。

【技术特征摘要】
1.一种大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统，其特征在于包括：外部控温系统和电池组内部控温系统；所述外部控温系统包括水箱(11)、循环水泵(12)、风冷换热器(13)、油水换热器(14)、加热装置(15)和回水管(16)，所述油水换热器(14)上设置有进水口、出水口、进油口和出油口，所述风冷换热器(13)的出水口与油水换热器(14)的进水口通过管道连接，所述风冷换热器(13)的进水口通过循环水泵(12)与水箱(11)的出水口连接，加热装置(15)安装在水箱(11)内，所述油水换热器(14)的出水口通过回水管(16)连接到水箱(11)；所述电池组内部控温系统包括多个并联设置的电池组(21)、循环工质泵(22)和循环管路(23)，所述每个电池组(21)上均设置有循环工质入口(217)和循环工质出口(218)，外部控温系统中油水换热器(14)的出油口与循环工质泵(22)的进油口连接，所述循环工质泵(22)的出油口通过循环管路(23)连接到每个电池组(21)的循环工质入口(217)，所述电池组(21)的循环工质出口(218)通过循环管路(23)连接到油水换热器(14)的进油口。2.如权利要求1所述的大功率电池组极耳流动浸泡式控温系统，其特征在于：所述电池组(21)包括电池组外壳(211)、单体电池(212)、电池组上盖(213)、正极柱(214)、负极柱(215)、型材散热器式极耳(216)、循环工质入口(217)和循环工质出口(218)，多个单体电池(212)并排安装在电池组外壳(211)内，型材散热器式极耳(216)安装在并排设置的单体电池(212)的上方，正极柱(214)和负极柱(215)分别固定在型材散热器式极耳(216)的左右两侧，电池组上盖(213)固定在电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，肖玮，任昌磊，
申请(专利权)人：广东合一新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44