基于磁制冷技术的温度控制系统、电动汽车电池组热管理系统及方法技术方案

本公开提供了一种基于磁制冷技术的温度控制系统、电动汽车电池组热管理系统及方法，散热箱与容纳箱的一侧通过热流管路连接，另一侧通过冷流管路连接，形成回路，散热箱包括散热箱体，外沿依次套设有多个散热片，内表面设置有电磁体和加热管路；容纳箱包括外部的隔热箱体和内部的微通道隔板箱，微通道隔板箱包括多个用微通道隔板相隔的容纳室，箱体前、后壁面内部设置有横向和纵向的若干连接管路，微通道隔板内部均设置有多个连接支管，连接支管与连接管路连通,利用磁制冷材料的磁热效应导致磁流体冷却液流出散热箱时产生温降，能够有效降低从冷流管道进入容纳箱中的磁流体冷却液的温度，保持被作用对象的内部温度的一致性。

Temperature Control System Based on Magnetic Refrigeration Technology and Thermal Management System of Electric Vehicle Battery

The present disclosure provides a temperature control system based on magnetic refrigeration technology, a thermal management system and a method for electric vehicle battery packs. The radiator is connected with one side of the holding box through a heat flow pipeline, and the other side through a cold flow pipeline to form a loop. The radiator includes a radiator body, with a plurality of radiators on the outer edge in turn, and an electromagnetic body and a heating pipeline on the inner surface. Including the external heat insulation box and the internal microchannel baffle box, the microchannel baffle box includes several accommodation rooms separated by the microchannel baffle. The front and rear walls of the box are equipped with a number of horizontal and vertical connecting pipelines. The interior of the microchannel baffle is equipped with multiple connecting branches, which are connected with the connecting pipelines. The magnetic heat effect of the magnetic refrigeration material leads to the cooling of the magnetic fluid. The temperature drop occurs when the liquid flows out of the radiator, which can effectively reduce the temperature of the magnetohydrodynamic coolant entering the container from the cooling pipe, and maintain the consistency of the internal temperature of the object being acted on.

【技术实现步骤摘要】
基于磁制冷技术的温度控制系统、电动汽车电池组热管理系统及方法
本公开涉及一种基于磁制冷技术的温度控制系统、电动汽车电池组热管理系统及方法。
技术介绍
在能源危机和环境污染问题的推动下，以动力电池为代表的新能源技术得到了迅速发展和广泛应用。作为很多设备(以电动汽车为例)的动力来源，电池组与设备整体的性能密切相关。但在上述以电池组为动力来源的设备在实际应用中，通常将电池单体以串并联形式组成电池组，用于提供合适的电压和足够的电量。在设备运行或充电过程中，电池内部的化学反应及电池本身的内阻作用造成电池单体发热并导致电池组温度升高，电池单体本身不同部位的发热量不同和处于不同位置的电池单体的发热量不同最终导致电池组内部温度的不一致。电池组的温升与电池组内部温度的不一致会造成电池组的使用寿命和容量下降，甚至引发热失控，导致安全事故。同时，在环境温度较低或冷启动时，电池内部化学物质反应速度减慢，电池组充、放电容量大幅度下降，如果长时间处于低温运行或频繁的低温启动状态下，还会损害电池组的寿命。目前电池组的散热方式主要有风冷、液冷、相变材料冷却和热管冷却等。有很多在这方面做出研究的文献，但是，目前这些冷却或热管理技术都存在一定的缺点。如中国专利技术专利CN102832425A，名称为“一种电动汽车电池包的热管理系统及其热管理方法”公开了在两层电池之间放置冷板来吸收电池产生的热量，冷板中设有一条冷却液流道将热量带出电池组，流出电池组的高温冷却液由散热器和风扇来散热；但是散热器和风扇的散热功率有限，环境温度较高时高温冷却液流经散热器的冷却效果不理想，同时冷板中冷却液流道过长，冷却液流动中温升过高，管道末端冷却条件较差，导致电池组内部的温度一致性不高。中国技术专利CN206546865U，名称为“一种基于相变材料和空气耦合冷却的电池热管理系统”公开了在电池单体和翅片散热板之间布置复合相变板，复合相变板吸收电池单体产生的热量并传递到散热板翅片上，通过空气流过翅片来带走热量；但是翅片散热板使电池组体积大幅增加，降低了电池组的成组率，环境温度较高时空气冷却的换热效率低，且末端翅片的散热条件较差导致电池组内部的温度一致性较差，另外该热管理系统不具备低温加热能力。综上，有必要对动力电池组进行良好的温度控制，以提高电池组的高温散热和低温加热能力，并保持电池组内部温度的一致性。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种基于磁制冷技术的温度控制系统、电动汽车电池组热管理系统及方法，本公开基于磁制冷技术，利用磁制冷材料的磁热效应导致磁流体冷却液流出散热箱时产生温降，能够有效降低从冷流管道进入容纳箱中的磁流体冷却液的温度，提高被作用对象的散热效果，保持被作用对象的内部温度的一致性。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：一种温度控制系统，包括散热箱、容纳箱、热流管路、冷流管路和驱动件，其中，所述散热箱与容纳箱的一侧通过热流管路连接，另一侧通过冷流管路连接，形成回路，所述回路上设置有驱动件，以驱动内部流体的循环流动，所述热流管路和冷流管路上均设置有温度传感器；所述散热箱包括散热箱体，所述散热箱体外沿依次套设有多个散热片，所述散热箱体的内表面至少两个相对的内壁上设置有多个一一对应的电磁体，所述散热箱体内设置有加热管路；所述容纳箱包括外部的隔热箱体和内部的微通道隔板箱，所述微通道隔板箱包括多个用微通道隔板相隔的容纳室，所述微通道隔板箱箱体前、后壁面内部设置有横向和纵向的若干连接管路，所述微通道隔板内部均设置有多个连接支管，所述连接支管与所述连接管路连通；通过控制永磁体或加热管路的工作状态，实现散热箱内流出的流体达到设定温度，并在驱动件的作用下在回路内循环，进行对容纳室内容纳的被作用对象降温或加热。作为进一步的限定，所述隔热箱体为隔热材料制成的长方体敞口壳体，箱体左右两侧分别有进液通孔与出液通孔，进液通孔的位置与微通道隔板箱上进液总管入口的位置相匹配，出液通孔的位置与微通道隔板箱上出液总管出口的位置相匹配。通过上述结构的位置相匹配，保证微通道隔板箱内流体的有效流动，配合微通道隔板箱的连接管路和连接支管，保证流体能够立体的均匀流过各个容纳室，形成均匀温控环境。作为更进一步的限定，所述隔热箱体上可拆卸连接有隔热材料制成的箱盖。作为进一步的限定，所述微通道隔板箱的流体通道包括进液总管、进液支管、连接支管、出液支管和出液总管；进液总管位于微通道隔板箱前侧壁面下部，进液支管竖直分布于微通道隔板箱的微通道隔板前部，出液支管竖直分布于微通道隔板箱的微通道隔板后部，出液总管位于微通道隔板箱后侧壁面上部；进液总管与各个进液支管连接，出液总管与各个出液支管连接，每对进液支管与出液支管之间由一组连接支管相连接。上述结构能够更进一步的保证流体能够立体的均匀流过各个容纳室，形成均匀温控环境，保证被控对象的温度一致性。作为更进一步的限定，所述微通道隔板的间距相同。作为进一步的限定，所述散热箱体包括散热箱体壳体和散热片，散热箱体壳体的左、右壁面分别有进液孔、出液孔，一组排列均匀的散热片与散热箱体壳体铸造成一体，所述散热片平行设置，且间隔相同。作为进一步的限定，所述散热箱的外侧设置有调速风机。通过设置风机能够加速散热。作为进一步的限定，所述散热箱为磁屏蔽材料，其上可拆卸连接有散热箱盖，所述散热箱盖包括散热箱盖壳体和散热片，所述散热片与散热箱盖壳体铸造为一体。作为更进一步的限定，所述散热箱盖壳体底部设置有止口，且止口与散热箱体壳体顶部的止口内外嵌套在一起，形成密封的、具有磁屏蔽功能的散热箱。电池组热管理系统，包括上述温度控制系统，各个容纳室内设置各个电池单体。一种电动汽车电池组热管理系统，包括上述电池组热管理系统，电磁体由控制电路控制，且所述控制电路与电动汽车的电子控制单元相连，所述电子控制单元还连接有加热管路控制电路、热流管路和冷流管路的温度传感器以及驱动件。基于上述电动汽车电池组热管理系统的工作方法，当检测到磁流体冷却液的温度低于设定值，控制加热管路工作，控制永磁体不工作，实现对磁流体冷却液的加热，保证电池组的正常工作温度环境；当检测到磁流体冷却液的温度高于预定值，控制永磁体工作，控制加热管路不工作，在散热箱内形成均匀分布的磁场，散热箱内的磁流体冷却液中的磁制冷材料纳米颗粒被磁化后产生温升，使磁流体冷却液温度升高，利用散热片进行散热，散热箱的外部没有磁场，磁流体冷却液流出散热箱后，磁流体冷却液中原本处于磁化状态的磁制冷材料纳米颗粒发生退磁而产生温降，使磁流体冷却液的温度进一步降低到环境温度以下，保证电池组的正常工作温度环境。与现有技术相比，本公开的有益效果为：1、磁制冷材料的磁热效应导致磁流体冷却液流出散热箱时产生温降，降低了从冷流管道进入微通道隔板箱中的磁流体冷却液的温度，提高了散热效果；2、散热箱上排列均匀的散热片增大了散热箱的散热面积，散热箱前部安装的调速风机提高了散热箱的散热效率，降低了从热流管道进入散热箱中的磁流体冷却液的温度，进一步提高了散热效果；3、通过微通道隔板箱内的流道设计使每条流动路线中磁流体冷却液的流量趋于一致；连接进液支管与出液支管的每条连接支管的长度较小，降低了磁流体冷却液流动过程中的温升；二者均提高了温度一致性；4、当应用至电动汽车上时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度控制系统，其特征是：包括散热箱、容纳箱、热流管路、冷流管路和驱动件，其中，所述散热箱与容纳箱的一侧通过热流管路连接，另一侧通过冷流管路连接，形成回路，所述回路上设置有驱动件，以驱动内部流体的循环流动，所述热流管路和冷流管路上均设置有温度传感器；所述散热箱包括散热箱体，所述散热箱体外沿依次套设有多个散热片，所述散热箱体的内表面至少两个相对的内壁上设置有多个一一对应的电磁体，所述散热箱体内设置有加热管路；所述容纳箱包括外部的隔热箱体和内部的微通道隔板箱，所述微通道隔板箱包括多个用微通道隔板相隔的容纳室，所述微通道隔板箱箱体前、后壁面内部设置有横向和纵向的若干连接管路，所述微通道隔板内部均设置有多个连接支管，所述连接支管与所述连接管路连通；通过控制永磁体或加热管路的工作状态，实现散热箱内流出的流体达到设定温度，并在驱动件的作用下在回路内循环，进行对容纳室内容纳的被作用对象降温或加热。

【技术特征摘要】
1.一种温度控制系统，其特征是：包括散热箱、容纳箱、热流管路、冷流管路和驱动件，其中，所述散热箱与容纳箱的一侧通过热流管路连接，另一侧通过冷流管路连接，形成回路，所述回路上设置有驱动件，以驱动内部流体的循环流动，所述热流管路和冷流管路上均设置有温度传感器；所述散热箱包括散热箱体，所述散热箱体外沿依次套设有多个散热片，所述散热箱体的内表面至少两个相对的内壁上设置有多个一一对应的电磁体，所述散热箱体内设置有加热管路；所述容纳箱包括外部的隔热箱体和内部的微通道隔板箱，所述微通道隔板箱包括多个用微通道隔板相隔的容纳室，所述微通道隔板箱箱体前、后壁面内部设置有横向和纵向的若干连接管路，所述微通道隔板内部均设置有多个连接支管，所述连接支管与所述连接管路连通；通过控制永磁体或加热管路的工作状态，实现散热箱内流出的流体达到设定温度，并在驱动件的作用下在回路内循环，进行对容纳室内容纳的被作用对象降温或加热。2.如权利要求1所述的一种温度控制系统，其特征是：所述隔热箱体为隔热材料制成的长方体敞口壳体，箱体左右两侧分别有进液通孔与出液通孔，进液通孔的位置与微通道隔板箱上进液总管入口的位置相匹配，出液通孔的位置与微通道隔板箱上出液总管出口的位置相匹配。3.如权利要求1所述的一种温度控制系统，其特征是：所述微通道隔板箱的流体通道包括进液总管、进液支管、连接支管、出液支管和出液总管；进液总管位于微通道隔板箱前侧壁面下部，进液支管竖直分布于微通道隔板箱的微通道隔板前部，出液支管竖直分布于微通道隔板箱的微通道隔板后部，出液总管位于微通道隔板箱后侧壁面上部；进液总管与各个进液支管连接，出液总管与各个出液支管连接，每对进液支管与出液支管之间由一组连接支管相连接。上述结构能够更进一步的保证流体能够立体的均匀流过各个容纳室，形成均匀温控环境，保证被控对象的温度一致性；进一步的，所述微通道隔板的间距相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚楠，李华，厉青峰，练晨，何鑫，彭伟利，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37