專利名稱：一種長條狀電池模塊風道散熱結構的制作方法
技術領域：
:本實用新型涉及電動汽車動力電池熱管理系統領域，具體地說是一種長條狀電池模塊風道散熱結構。
技術背景:近年來新能源汽車日益升溫，具有高效節能、低排放或零排放優勢的電動汽車重新獲得了生機，并受到世界各國的廣泛重視，是國際節能環保汽車發展的主攻方向。動力電池作為電動汽車的核心零部件之一，其產業化的應用越來越受到關注，對動力電池管理系統的要求也越來越高。鉛酸、鎳氫、鋰電池的應用都還處于起步期或者發展期，具有很大完善提高的空間的同時也還存在很多問題。目前動力電池的應用還有很多方面亟待解決與提高，主要表現為電池的一致性、電性能、安全性等幾個方面。其中一致性是制約電動汽車動力電池質量的關鍵因素，而溫度的一致性又是問題中很重要并且難解決的問題。重要是因為溫度的高低直接關系到電池的壽命長短以及電池的性能表現和安全性。為了達到較高的體積密度，動力電池在集成時往往采用長條形電池模塊結構。對于采用風冷的電池系統而言，由于電池模塊的尺寸較大，單體多，因此，要使得處于電池模塊中的不同位置中的各個電池都得到一樣的散熱條件就顯得比較困難。所以在使用少量風機的情況下做散熱設計需要把電池包的散熱流場做均勻，也就是說不能某個單體處風速過快，而另外某個單體處風速相對過慢。因為風冷的對流換熱系數跟流經電池表面的風速大小有直接的關系，大則散熱效果強，小則弱
實用新型內容
:為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是提出一種長條狀電池模塊風道散熱結構，本實用新型在對電池模塊散熱一致性上作出了有效改善。為解決本實用新型的目的，本實用新型提出以下技術方案:一種長條狀電池模塊風道散熱結構，包括該電池模塊兩側的進風風道和出風風道，在所述進風風道和電池模塊之間或出風風道和電池模塊之間間隔有鏤空縫隙的隔板，或以上兩邊分別間隔有鏤空縫隙的隔板。作為本實用新型的進一步特征，所述隔板上的鏤空縫隙是單孔的，該單孔從所述風道入口方向到出口方向鏤空面積逐漸減小。作為本實用新型的進一步特征，所述隔板上的鏤空縫隙是多孔的，這些孔從所述風道入口方向到出口方向鏤空孔的面積逐漸減小。作為本實用新型的進一步特征，在所述進風風道和出風風道中至少一個的內部焊接至少一個擋板，將該進風風道和出風風道均勻分成若干子風道。作為本實用新型的進一步特征，所述擋板為2個，將進風風道和出風風道中的至少一個分為3個子風道。由于采用以上技術方案，本實用新型的一種長條狀電池模塊風道散熱結構，使電池模塊形成幾個電池數量基本相同的子模塊，相當于長條型電池模塊和風道一起被分為幾個獨立的散熱系統，改善了模塊的各個單體散熱的一致性，使風機的能力趨于平衡的在各個子模塊上發揮出來；且本實用新型采用這種隔板結構能將模塊內部電池間流道空氣流速的均勻程度進一步提升。
:圖1為本實用新型對應的長條形電池模塊；圖2為最初設計的沒有任何隔板的模塊風道組裝圖；圖3為本實用新型第一種設計實例中的單孔漸變的創新型隔板的示意圖；圖4為本實用新型第一種設計實例的模塊風道組裝圖；圖5為本實用新型第二種設計實例中的多孔鏤空的創新型隔板的示意圖；圖6為本實用新型第二種設計實例的模塊風道組裝圖；圖7為本實用新型中加兩塊隔板將進風風道或出風風道三分的風道示意圖；圖8為本實用新型第三種設計實例的模塊風道組裝具體實施方式
對于以上所述的本實用新型的內容，下面結合具體電池模塊散熱設計實例，并結合圖片具體說明。以下所述的電池模塊散熱設計實例屬于本實用新型的范疇，但不包括所有符合本實用新型權利要求的范圍的情況。本實用新型針對由方形電池單體組成的長條形狀的電池模塊的并行風道，這種電池模塊由多個方形電池單體排列而成，用格柵間隔出電池間的散熱風道。本實用新型對這種電池模塊的風道提出了兩種有效的改進設計方法。首先對于問題作一闡述:如圖1所示，長條形電池包由20到40個電芯組成，電芯之間有格柵間隔出的風道，入風口和出風口在電池模塊的兩頭，采用的是并行的散熱方式。沒有任何隔板的情況下流場的分布狀況是出口處的速度約為7米/秒，入口處的速度慢，平均約為I米/秒，風速的差異很大，而且靠近入口處電池間風道在入口受限的情況下可能會有一些回流。所以，總的來說每個電池間流道的風速分布很不均勻。這種不均勻的風速分布會使得電池散熱條件很不一致，直接導致了電池的工作過程中溫度的很大不同。為了進一步改善風道的流場一致性，本實用新型提出風道設計結構，其特征是用一種創新型的隔板夾在進風風道(或者/及出風風道)和電池模塊之間來對每個電池間流道的風速進行調整。這個隔板的特征是在一塊板上挖出一條寬度逐漸變化的縫隙。由于減小了模塊后部的進風的面積，改變了模塊內部風道的靜壓分布，從而改善了初始設計靠近出口處電池間流道內風速過大的問題。采用這種隔板能將模塊內部電池間流道空氣流速的均勻程度進一步提升。該種設計結構的另一種形式:隔板采用多孔鏤空形式，具體來說是針對不同的電池間風道的位置用不同大小的縫隙鏤空，這些鏤空的面積，從入口到出口方向看，總體呈現減小的趨勢。可以選擇在入口處采用折疊風道的方式對靠近入口處的電池間流道內的流速進行加強。采用這種改進方式的好處是可以更加細致的調整流場。進一步地，本實用新型提出了另一種散熱風道設計結構:將長條型電池模塊的進風風道或出風風道內部焊接擋板，將其進行均分，比如均分成2個或是3個子進風道或子出風道。如果進風風道和出風風道都采用這種方法，即形成幾個電池數量基本相同的子模塊，相當于長條型電池模塊和風道一起被分為幾個獨立的散熱系統，改善了模塊的各個單體散熱的一致性，使風機的能力趨于平衡的在各個子模塊上發揮出來。如果只在進風風道或只在出風風道采用這種擋板來進行分隔風道，同樣能改善流場的一致性，因為這樣也可以使風機的能力趨于平衡的在各個子模塊上發揮出來。對于所有以上兩種風道設計方法的組合形式的設計方法，均落入本實用新型權利要求的范圍。最初的基本設計如圖2所示，電池組兩側分別有進風風道2-1和出風風道2-2。最初基本設計的流場特點是距離出口處較近的電池間流道的風速快，距離入口處近的電池間流道的風速慢，整體的風速分布很不均勻。本實用新型的第一種風道設計實例如圖4所示。在進風風道4-1和電池模塊之間加上一塊有寬度逐漸變化的縫隙的隔板4-2。這塊隔板的形狀如圖3所示。出風風道4-3用圖7所示的三分風道的結構。從流體仿真結果可以看出，電池模塊的風速分布的一致性得到了很好的改善。本實用新型的第二種風道設計實例如圖6所示。其特征在于在進風風道8-1和電池模塊之間加上一塊有不同大小鏤空孔的隔板6-2。隔板6-2上的鏤空縫隙的大小從電池模塊入風口位置向出風口位置逐漸減小，如圖5所示。出風風道6-3就是簡單的一個通道。進風風道6-1的靠近入口的部分進行了折疊的處理，目的是改善入口附近電池間流道內的流量。從流體仿真結果可以看出電池模塊的風速一致性得到了很好的改善。電池間流道的空氣流速基本上集中在3到4米/秒，分布均勻。整體呈現出中間風速快，兩頭風速稍慢的特征，這也是符合散熱一致性的要求的，因為理論上說同等的散熱條件下，中間電池熱一些。本實用新型的第三種風道設計實例如圖8所示。將進風風道8-1和出風風道8-2都采用隔板分成三份，如圖7所示。從流場仿真的結果可以看出，流場均勻性得到了改善。進而改善了整體的溫度分布的一致性。這種風道設計實例的好處在于不對出風風道進行均分，減少了結構的復雜性，并且得到了良好的風速一致性。但是，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權利要求1.一種長條狀電池模塊風道散熱結構，包括該電池模塊兩側的進風風道和出風風道，其特征在于:在所述進風風道和電池模塊之間或出風風道和電池模塊之間間隔有鏤空縫隙的隔板，或以上兩邊分別間隔有鏤空縫隙的隔板。
2.根據權利要求1所述的散熱結構，其特征在于:所述隔板上的鏤空縫隙是單孔的，該單孔從所述風道入口方向到出口方向鏤空面積逐漸減小。
3.根據權利要求1所述的散熱結構，其特征在于:所述隔板上的鏤空縫隙是多孔的，這些孔從所述風道入口方向到出口方向鏤空孔的面積逐漸減小。
4.根據權利要求2或3所述的散熱結構，其特征在于:在所述進風風道和出風風道中至少一個的內部焊接至少一個擋板，將該進風風道和出風風道均勻分成若干子風道。
5.根據權利要求4所述的散熱結構，其特征在于:所述擋板為2個，將進風風道和出風風道中的至少一個分為3個子風道。
專利摘要本實用新型公開了一種長條狀電池模塊風道散熱結構，包括該電池模塊兩側的進風風道和出風風道，在進風風道和電池模塊之間或出風風道和電池模塊之間間隔有鏤空縫隙的隔板，或以上兩邊分別間隔有鏤空縫隙的隔板。本實用新型在散熱一致性上做出了有效的改善，用于動力電池的熱管理，效果好，比傳統的并聯散熱系統具有更好的一致性。
文檔編號H01M10/50GK203071193SQ20122070095
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者魏學哲, 朱維, 曾凡帥, 李裕, 解鵬, 黃代富, 孔德亮 申請人:上海恒動汽車電池有限公司