主动式风冷与相变冷却复合电池热管理系统及其工作方法

作者: 陶于兵,李扬,吴志红,赵晨阳,何源,吕邹 CNPIM 2020年02月28日

发明人:陶于兵,李扬,吴志红,赵晨阳,何源,吕邹
专利权人:西安交通大学
公开日:2020-02-28
公开号:CN110854468A
专利类别:发明公开
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摘要:本发明公开了主动式风冷与相变冷却复合电池热管理系统及其工作方法,该系统由热管理系统箱体、电池组、相变冷却装置、支撑柱、支撑板、冷却风进口、冷却风出口和电动推杆组成;设置上下叠放的两组冷却相变装置,相变装置与电池组相配合;共有两组进、出风口;当一组相变冷却装置工作时,另一组相变冷却装置与其对应进、出风口组成相变装置的冷却系统,通过强制风冷进行相变材料的降温凝固;当工作的相变装置热失效时,由电动推杆将冷却系统内的相变装置传送至与电池组成新的工作系统,此时热失效的相变冷却装置则与另一进、出风口组成新的冷却系统;本发明显著提高系统内相变控温装置的控温效果,并有效避免相变装置充热失效后无法继续工作的弊端。

1.主动式风冷与相变冷却复合电池热管理系统,其特征在于:包括热管理系统箱体(1),设置在热管理系统箱体(1)内的电池组(2)、第一相变冷却装置(3.1)、第二相变冷却装置(3.2)、连接柱(4)、支撑板(5)和支撑柱(6),热管理系统箱体(1)侧面开设的第一进风口(7.1)、第二进风口(7.2)、第一出风口(8.1)和第二出风口(8.2),固定在热管理系统箱体(1)外侧面的电动推杆(9);在热管理系统箱体(1)内电池组(2)通过支撑柱(6)进行固定,处于热管理系统箱体(1)正中位置,支撑柱(6)内部为中空结构,电池组各个电池单体之间通过支撑柱(6)中空结构进行布线,在热管理系统箱体(1)顶部与底部进行串联或并联连接;第一进风口(7.1)在热管理系统箱体(1)侧面中央部位,第一进风口(7.1)底部与电池组(2)顶部相平;第二进风口(7.2)与第一进风口(7.1)位于热管理系统箱体(1)同一侧但第二进风口(7.2)位于底部位置;第一出风口(8.1)位于第一进风口(7.1)对侧的热管理系统箱体(1)壁面顶部;第二出风口(8.2)与第一出风口(8.1)位于热管理系统箱体(1)同一侧,但第二出风口(8.2)位于在热管理系统箱体(1)中央部位,第二出风口(8.2)顶部与电池组(2)底部相平;第一相变冷却装置(3.1)和第二相变冷却装置(3.2)为上下布置,当相变装置与电池组相配合时,相变装置处于工作状态,第二相变冷却装置(3.2)与第一相变冷却装置(3.1)结构相同,第一相变冷却装置(3.1)位于第二相变冷却装置(3.2)之上,第一相变冷却装置(3.1)和第二相变冷却装置(3.2)除了高度比热管理系统箱体(1)高度低之外,其外形尺寸与热管理系统箱体(1)内腔尺寸适配置于热管理系统箱体(1)内,第一相变冷却装置(3.1)和第二相变冷却装置(3.2)中开有与电池组(2)各个电池单体形状相适配的孔,使得电池组(2)各个电池单体能够置于第一相变冷却装置(3.1)和第二相变冷却装置(3.2)内;第一相变冷却装置(3.1)下方由支撑板(5)支撑,并由连接柱(4)与第二相变冷却装置(3.2)连接,在第一相变冷却装置(3.1)与电池组配合处在工作状态时,第二相变冷却装置(3.2)中的孔与第二进风口(7.2)和第二出风口(8.2)组成一套主动式风冷冷却系统,对未工作的第二相变冷却装置(3.2)进行冷却;电动推杆(9)通过与支撑板(5)相连接,以在第一相变冷却装置(3.1)内的相变材料熔化进入热失效阶段后达到推动第一相变冷却装置(3.1)上移,使得第二相变冷却装置(3.2)与电池组配合处在工作状态,此时第一相变冷却装置(3.1)中的孔与第一进风口(7.1)和第一出风口(8.1)组成一套主动式风冷冷却系统,对未工作的第一相变冷却装置(3.1)进行冷却。
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