專利名稱：一種混合動力汽車用動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動力汽車用動力電池組均勻冷卻的散熱結(jié)構(gòu)，屬混合動力汽
車熱管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
動力電池是混合動力汽車中的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣將直接影響到整車性能的 好壞。而動力電池的工作溫度范圍、溫度場分布及各單體電池的不均勻性直接影響電池使 用壽命和電池性能。因此設(shè)計開發(fā)一種高效的散熱結(jié)構(gòu)，使電池工作在恰當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟龋?障電池組溫度各單體電池的均勻性變得日益緊迫。混合動力車用動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)的 設(shè)計開發(fā)已成為混合動力整車開發(fā)中的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。 目前，混合動力汽車用動力電池組串聯(lián)式散熱結(jié)構(gòu)，主要是在各電池模塊間增加 導(dǎo)流板來實現(xiàn)溫度均勻，這些散熱結(jié)構(gòu)都是基于電池模塊布置及空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的。傳統(tǒng) 設(shè)計中電池組內(nèi)部模塊的散熱條件比外部模塊惡劣，下游模塊相對于上游模塊散熱條件惡 劣，因此造成電池模塊溫度不一致，電池性能產(chǎn)生差異，降低電池組的整體性能。有發(fā)明專 利CN1202589C《用于電池電源裝置的端板及電池電源的冷卻裝置》，采用了電池模塊縱橫并 列配置方式，冷卻裝置內(nèi)部裝有遮蓋板和引流板來實現(xiàn)大致均勻冷卻。但是遮蓋板遮擋的 部分區(qū)域局部散熱不佳；而電池模塊間隙保持一致，沒有充分利用內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)。有發(fā)明專 利CN101304106A《一種混合動力汽車用鎳氫電池組的散熱系統(tǒng)》，其電池模塊為兩層縱橫 并列配置，冷卻裝置內(nèi)部裝有引流板，利用引流板調(diào)節(jié)電池模塊的換熱面積，實現(xiàn)電池模塊 之間的溫差在士2t:以內(nèi)。但是減小上游電池模塊的換熱面積，抬高了電池模塊的溫度水 平，同時會引起模塊部分區(qū)域局部散熱不佳，模塊內(nèi)各單體溫差過大，影響電池的使用性能 和壽命。 通過文獻查閱，現(xiàn)有的動力電池組散熱結(jié)構(gòu)大多不夠完善，具有產(chǎn)業(yè)化實施價值 的方案還很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決混合動力車用動力電池組的散熱問題，提出了一種結(jié)構(gòu)緊湊、安裝 簡單的散熱結(jié)構(gòu)，使其在風(fēng)量一定的情況下，實現(xiàn)所有電池模塊得到均勻通風(fēng)，各模塊和單 體溫度均勻分布。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 —種混合動力汽車用動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)，包括有動力電池組、進口環(huán)形導(dǎo)流 板、T型導(dǎo)流板、菱形導(dǎo)流板、出風(fēng)導(dǎo)流板、支撐板和絕緣支承固定架。其特點在于動力電池 兩端正負(fù)極固定在絕緣支承固定架上，中間由支撐板支撐承重，并增加其強度。在支撐板和 支撐固定架上開有槽道，形狀與導(dǎo)流板一致，依次將環(huán)形、T型、菱形及出風(fēng)導(dǎo)流板安裝在槽 道內(nèi)。 本發(fā)明的動力電池組由多個電池模塊組成，動力電池組與空氣流動方向呈垂直布置。布置在空氣流動的上游位置的電池模塊平行排列成規(guī)則的行和列，布置在空氣流動的 下游出風(fēng)口位置的電池模塊采用平行交錯排列。各電池模塊之間的間隙為13. 5 14. 5mm， 并且電池模塊之間的間隙在沿著空氣流動的方向上是變化的，上游的電池模塊之間的間隙 略大于下游電池模塊的間隙。 并且在所述各電池模塊之間布置的導(dǎo)流板也有區(qū)別，其中，在位于進風(fēng)口處的電 池模塊之間安裝進口環(huán)形導(dǎo)流板，進風(fēng)口處的環(huán)形導(dǎo)流板既能保證進風(fēng)口處電池的冷卻效 果，同時能起到引流作用，使更多的空氣冷卻中間的電池模塊。并且由于進風(fēng)端電池模塊間 的間隙略大，因此縫隙處空氣的流速較低，換熱系數(shù)較出風(fēng)端小，減弱空氣的換熱效果。在 進風(fēng)口處的電池模塊之下，并處于整個動力電池組中部以上位置的電池模塊之間安裝T型 導(dǎo)流板。該T型導(dǎo)流板能起到擾流作用，使空氣外掠圓柱體電池模塊散熱，增大接觸換熱面 積。在處于整個動力電池組中部以下位置，且在出風(fēng)口的電池模塊之上的電池模塊之間安 裝菱形導(dǎo)流板，而該菱形導(dǎo)流板可進一步減小電池模塊間的間隙，增大空氣流過電池模塊 表面的速度，增強空氣的換熱效果，使出風(fēng)口處電池模塊也有良好的換熱條件。在位于出風(fēng) 口處的電池模塊之間和兩側(cè)安裝三角形的出風(fēng)導(dǎo)流板，其可進一步起到增大空氣流過電池 模塊表面的速度，增強空氣的換熱效果的作用。 本電池模塊由支承固定架和中間的支撐板固定，在支承固定架和支撐板上開有與 導(dǎo)流板和電池模塊橫截面一致的槽道和固定孔。固定支撐架和支撐板可以是ABS、樹脂等絕 緣材料制成，也可以由輕金屬材料表面包覆絕緣材料制成。 使用本發(fā)明所設(shè)計的結(jié)構(gòu)，通過抽吸作用，冷風(fēng)由進口環(huán)形導(dǎo)流板進入電池模塊， 通過換熱帶走電池在工作過程中放出的熱量，出風(fēng)口處熱風(fēng)經(jīng)導(dǎo)流板排出，最終起到冷卻 效果。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點通過合理設(shè)置導(dǎo)流板的形狀和布置位置，使電池模塊間溫 差小，模塊內(nèi)各單體電池溫度分布均勻；設(shè)計的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)和工藝簡單，制造成本低，易于 工程化，適合批量生產(chǎn)；電池模塊及導(dǎo)流板安裝方便。
本發(fā)明適用于采用圓柱形的動力電池組。


圖1是本發(fā)明提出的混合動力汽車用動力電池組散熱結(jié)構(gòu)的三維實體圖； 圖2是本發(fā)明提出的混合動力汽車用動力電池組散熱結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是支撐板6的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是電池組模塊連接示意圖； 圖5是本發(fā)明提出的混合動力汽車用動力電池組散熱結(jié)構(gòu)X-Z上的剖視圖。 圖6是絕緣固定支撐架7的結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式
下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的工作原理、具體結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方式。
如附圖1和2所示，本動力電池組散熱結(jié)主要包括動力電池組2、進口環(huán)形導(dǎo)流板 1、 T型導(dǎo)流板3、菱形導(dǎo)流板4、出風(fēng)導(dǎo)流板5、支撐板6和絕緣支承固定架7。空氣流動方 向(見箭頭所指)垂直于電池模塊，對電池模塊進行冷卻。
如附圖3和圖6所示，兩塊支撐板對動力電池模塊及導(dǎo)流板起定位、支撐作用，在 支撐板上開有與電池模塊和導(dǎo)流板相對應(yīng)的槽道。動力電池模塊穿過支撐板6和絕緣支撐 固定架7上的安裝孔8，并通過螺栓將動力電池模塊的正負(fù)極固定在絕緣支承固定架7上的 固定孔9，對動力電池模塊進行固定。進口環(huán)形導(dǎo)流板1、 T型導(dǎo)流板3、菱形導(dǎo)流板4和出 風(fēng)導(dǎo)流板5插入支撐板6和絕緣固定支撐架7上開有的相應(yīng)槽道12中。
動力電池組2包含20個電池模塊，電池模塊的連接方式如附圖4，每個電池模塊包 含6節(jié)單體電池，單體10的負(fù)極與單體ll的正極焊接，其它單體連接方式與此相同，首尾 相接串聯(lián)而成。 參見圖2和圖5，上游的15個電池模塊采用水平平行并規(guī)整地排列成行和列的布 置形式，下游出風(fēng)口處的5個模塊采用水平平行交錯排列布置。在各電池模塊之間的導(dǎo)流 板布置情況如下在位于進風(fēng)口處的電池模塊之間安裝進口環(huán)形導(dǎo)流板1 ;在位于出風(fēng)口 處的電池模塊之間和兩側(cè)安裝三角形的出風(fēng)導(dǎo)流板5 ;在進風(fēng)口處的電池模塊之下，并處 于整個動力電池組中部以上位置的電池模塊之間安裝T型導(dǎo)流板3 ;在處于整個動力電池 組中部以下位置，且在出風(fēng)口的電池模塊之上的電池模塊之間安裝菱形導(dǎo)流板4。
附圖5為電池組散熱結(jié)構(gòu)在附圖2中X-Z上的剖視圖，電池組通風(fēng)橫截面積在空 氣流動方向上逐漸減小。在附圖2中X、Z方向上兩個電池模塊間的距離為13. 5 14. 5mm， 進風(fēng)端前三層電池模塊在X方向和Z方向上的距離為14. 5mm，出風(fēng)端的三層電池模塊在X 方向和Z方向上的距離為13.5mm。進風(fēng)端電池模塊間縫隙略大，縫隙處空氣的流速較低， 換熱系數(shù)較小，減弱空氣的換熱效果；出風(fēng)端的電池模塊間縫隙略小，縫隙處空氣的流速較 高，換熱系數(shù)較大，增強空氣的換熱效果。 本發(fā)明所用的單體電池可采用中矩森萊公司所生產(chǎn)的鎳氫電池，電池管理系統(tǒng)采 用長安量產(chǎn)的電池管理系統(tǒng)。
權(quán)利要求
一種混合動力汽車用動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)，包括由多個電池模塊組成的動力電池組(2)和用于安裝動力電池組的絕緣支承固定架(7)，所述動力電池組(2)與空氣流動方向呈垂直布置；其特征在于所述布置在空氣流動的上游位置的電池模塊平行排列成規(guī)則的行和列，所述布置在空氣流動的下游出風(fēng)口位置的電池模塊采用平行交錯排列；在所述各電池模塊之間布置有導(dǎo)流板，其中，在位于進風(fēng)口處的電池模塊之間安裝進口環(huán)形導(dǎo)流板(1)；在位于出風(fēng)口處的電池模塊之間和兩側(cè)安裝三角形的出風(fēng)導(dǎo)流板(5)；在進風(fēng)口處的電池模塊之下，并處于整個動力電池組中部以上位置的電池模塊之間安裝T型導(dǎo)流板(3)；在處于整個動力電池組中部以下位置，且在出風(fēng)口的電池模塊之上的電池模塊之間安裝菱形導(dǎo)流板(4)；所述電池模塊之間的間隙為13.5～14.5mm，并且所述間隙從上游向下游逐漸減小。
2. 按照權(quán)利要求1所述的混合動力車用動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述動 力電池組(2)包含20個電池模塊，每個電池模塊由六個單體電池按正負(fù)極首尾串聯(lián)而成。
3. 按照權(quán)利要求2所述的混合動力車用動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電 池模塊的兩端正負(fù)極固定在絕緣支承固定架(7)上，動力電池組(2)中間由支撐板(6)支 撐。
4. 按照權(quán)利要求3所述的混合動力車用動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 導(dǎo)流板、支撐板(6)和絕緣支承固定架(7)采用樹脂或ABS材料，或輕金屬材料表面包覆絕 緣材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動力汽車用動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)，包括動力電池組、進口環(huán)形導(dǎo)流板、T型導(dǎo)流板、菱形導(dǎo)流板、出風(fēng)導(dǎo)流板、支撐板和絕緣支承固定架。布置在空氣流動的上游位置的電池模塊平行排列成規(guī)則的行和列，布置在空氣流動的下游出風(fēng)口位置的電池模塊采用平行交錯排列，動力電池兩端正負(fù)極固定在絕緣支承固定架上，動力電池組中間由支撐板支撐。通過本散熱結(jié)構(gòu)，通過抽吸作用，冷風(fēng)由進口環(huán)形導(dǎo)流板進入電池模塊，通過換熱帶走電池在工作過程中放出的熱量，出風(fēng)口處熱風(fēng)經(jīng)導(dǎo)流板排出，最終起到冷卻效果。本散熱結(jié)構(gòu)能保證各電池模塊均勻散熱，電池安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；適用于圓柱形動力電池組。
文檔編號H01M10/00GK101794901SQ20101011769
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者周安健, 李俊, 楊亞聯(lián), 秦大同, 陳方元 申請人:重慶大學(xué);重慶長安汽車股份有限公司