一种周期性循环流动锂离子电池冷却系统及冷却方法技术方案

一种周期性循环流动锂离子电池冷却系统及冷却方法，冷却系统包括环绕电池组布置的工质流道，电池组的四周分别设置有翻转阀门，翻转阀门的大小与工质流道的口径相等，通过调节翻转阀门能够对应调节冷却工质在电池组上的流动方向。冷却方法在一个冷却工作周期内分为以下两个工作状态进行控制：第一工作状态下第一翻转阀门和第四翻转阀门开启，第三翻转阀门和第二翻转阀门关闭，冷却工质从第一翻转阀门处进入，从第四翻转阀门处流出；第二工作状态下第一翻转阀门和第四翻转阀门关闭，第三翻转阀门和第二翻转阀门打开，冷却工质从第三翻转阀门处进入，从第二翻转阀门处流出。本发明专利技术能够显著降低冷却工质流动方向的温度差。够显著降低冷却工质流动方向的温度差。够显著降低冷却工质流动方向的温度差。

【技术实现步骤摘要】
一种周期性循环流动锂离子电池冷却系统及冷却方法


[0001]本专利技术属于新能源电池领域，涉及一种周期性循环流动锂离子电池冷却系统及冷却方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池以其高功率密度和充放电效率，广泛应用于电动汽车。电池在充放电过程中产生的电化学反应热、极化热和焦耳热若得不到及时有效地发散，将会使电池温度急剧升高，出现热失控，甚至出现燃烧、爆炸等安全问题。据统计，当电池的工作温度在30～40℃时，温度每升高1℃，电池的使用寿命将会降低约2个月。因此，通过电池热管理系统，将电池组的温度维持在其最佳工作温度范围(锂离子最佳工作温度范围为25～40℃，温度差小于5℃)，对提高电池使用性能和寿命具有重要意义。而现有技术中，一方面，传统的单向流冷却散热系统，冷却工质从电池组的一端进入，另一端流出，造成工质温度沿着空气流方向越来越高，下游电池的温度高于上游电池的温度，形成温度梯度，而且这种温度差异随着放电倍率的增大而增大。另一方面，现有的电池组散热结构不够合理，以及电池热管理系统的效率不高，造成电动车起火爆炸事件时有发生，因而存在着安全隐患和设计方面的欠缺。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述现有技术中电池模块的冷却温度不均匀的问题，提供一种周期性循环流动锂离子电池冷却系统及冷却方法，显著降低冷却工质流动方向的温度差。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术有如下的技术方案：
[0005]一种周期性循环流动锂离子电池冷却系统，包括环绕电池组布置的工质流道，电池组的四周分别设置有翻转阀门，翻转阀门的大小与工质流道的口径相等，通过调节翻转阀门能够对应调节冷却工质在电池组上的流动方向。
[0006]优选的，每个翻转阀门处均设置有温度传感器，温度传感器连接高温报警器。
[0007]优选的，温度传感器与翻转阀门均连接控制系统，控制系统根据采集温度控制翻转阀门的开合。
[0008]优选的，温度传感器安装在翻转阀门内侧的工质流道壁面上。
[0009]优选的，工质流道的入口处设置有循环泵，工质流道的入口与出口分开设置。
[0010]优选的，沿工质流动方向，翻转阀门包括依次设置在电池组四周的第一翻转阀门、第三翻转阀门第四翻转阀门以及第二翻转阀门，所述的第一翻转阀门和第四翻转阀门同时开启或同时关闭，第三翻转阀门和第二翻转阀门同时开启或同时关闭。
[0011]本专利技术同时提供一种基于所述的周期性循环流动锂离子电池冷却系统的冷却方法，在一个冷却工作周期内分为以下两个工作状态进行控制：
[0012]第一工作状态：第一翻转阀门和第四翻转阀门开启，第三翻转阀门和第二翻转阀门关闭，冷却工质从第一翻转阀门处进入，从第四翻转阀门处流出；
[0013]第二工作状态：第一翻转阀门和第四翻转阀门关闭，第三翻转阀门和第二翻转阀门打开，冷却工质从第三翻转阀门处进入，从第二翻转阀门处流出。
[0014]优选的，将电池组划分为四个区域，第一翻转阀门、第二翻转阀门、第三翻转阀门以及第四翻转阀门对应电池组的第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域设置；第一工作状态下对电池组的第一区域与第二区域进行冷却，第二工作状态下对电池组的第三区域与第四区域进行冷却。
[0015]相较于现有技术，本专利技术的冷却系统至少具有如下的有益效果：采用环绕电池组布置的工质流道，通过调节翻转阀门对应调节冷却工质在电池组上的流动方向，采用周期性循环流，可以显著降低工质流动方向的温度差。本专利技术能够对冷却工质进行充分利用，从而提高了冷却效果，利用周期性逆转降低单向空气流产生的温度梯度，实现均匀冷却，冷却效果好。
[0016]进一步的，每个翻转阀门处均设置有温度传感器，通过温度传感器进行监测，当阀门处温度过高时，温度传感器会向高温报警器发出信号，接着高温报警器会发出温度异常预警，提醒及时的对冷却工质的流动方向进行调整，这样可以最大限度地减少电池组处在高温环境的工作时间，使电池组工作的安全性得到进一步的提高。
[0017]进一步的，温度传感器与翻转阀门均连接控制系统，温度传感器将采集到的温度信息发送给控制系统，控制系统自动控制翻转阀门的开合，实时性更好，进一步延长电池组的使用寿命，增加电动汽车的安全性。
[0018]相较于现有技术，本专利技术的冷却方法易于操作和实现，可以显著的降低工质流动方向的温度差，保证电池组冷却的均匀性，提升电池组工作的寿命和安全性。
附图说明
[0019]图1本专利技术电池组的区域划分示意图；
[0020]图2本专利技术冷却方法的第一工作状态示意图；
[0021]图3本专利技术冷却方法的第二工作状态示意图；
[0022]附图中：1
‑
电池组；2
‑
工质流道；3
‑
循环泵；4
‑
第一翻转阀门；5
‑
第二翻转阀门；6
‑
第三翻转阀门；7
‑
第四翻转阀门；8
‑
第一温度传感器；9
‑
第二温度传感器；10
‑
第三温度传感器；11
‑
第四温度传感器。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。
[0024]参见图2、图3，本专利技术周期性循环流动锂离子电池冷却系统，包括环绕电池组1布置的工质流道2，电池组1的四周分别设置有翻转阀门，沿工质流动方向，翻转阀门包括依次设置在电池组1四周的第一翻转阀门4、第三翻转阀门6第四翻转阀门7以及第二翻转阀门5，翻转阀门的大小与工质流道2的口径相等。每个翻转阀门处均设置有温度传感器，第一翻转阀门4处设有第一温度传感器8，第三翻转阀门6处设有第三温度传感器10，第四翻转阀门7处设有第四温度传感器11，第二翻转阀门5处设有第二温度传感器9。温度传感器安装在翻转阀门内侧的工质流道2壁面上。通过调节翻转阀门能够对应调节冷却工质在电池组1上的流动方向，第一翻转阀门4和第四翻转阀门7同时开启或同时关闭，第三翻转阀门6和第二翻
转阀门5同时开启或同时关闭。温度传感器连接高温报警器，温度传感器与翻转阀门均连接控制系统，当阀门处温度过高时，温度传感器会向高温报警器发出信号，接着高温报警器会发出温度异常预警，从而控制系统会及时的对冷却工质流动方向进行调整，这样可以最大限度地减少电池组处在高温环境的工作时间，从而延长电池组的使用寿命和增加电动汽车的安全性。工质流道2的入口处设置有循环泵3，工质流道2的入口与出口分开设置。系统通过温度传感器对翻转阀门处的温度进行监测，控制翻转阀门的开启和闭合来控制冷却工质的进出口和流动通道，从而达到更好的冷却效果，使电池组在合适的温度范围内工作。
[0025]本专利技术基于周期性循环流动锂离子电池冷却系统的冷却方法如下：
[0026]在一个冷却工作周期内分为两个工作状态进行控制；
[0027]第一工作状态：第一翻转阀门4和第四翻转阀门7开启，第三翻转阀门6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种周期性循环流动锂离子电池冷却系统，其特征在于：包括环绕电池组(1)布置的工质流道(2)，电池组(1)的四周分别设置有翻转阀门，翻转阀门的大小与工质流道(2)的口径相等，通过调节翻转阀门能够对应调节冷却工质在电池组(1)上的流动方向。2.根据权利要求1所述的周期性循环流动锂离子电池冷却系统，其特征在于：每个翻转阀门处均设置有温度传感器，温度传感器连接高温报警器。3.根据权利要求2所述的周期性循环流动锂离子电池冷却系统，其特征在于：温度传感器与翻转阀门均连接控制系统，控制系统根据采集温度控制翻转阀门的开合。4.根据权利要求2所述的周期性循环流动锂离子电池冷却系统，其特征在于：温度传感器安装在翻转阀门内侧的工质流道(2)壁面上。5.根据权利要求1所述的周期性循环流动锂离子电池冷却系统，其特征在于：工质流道(2)的入口处设置有循环泵(3)，工质流道(2)的入口与出口分开设置。6.根据权利要求1所述的周期性循环流动锂离子电池冷却系统，其特征在于：沿工质流动方向，翻转阀门包括依次设置在电池组(1)四周的第一翻转阀门(4)、第三翻转阀门(6)第四翻转阀门(...

【专利技术属性】
技术研发人员：余宾宴，刘钦，王露，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：