一种蓄能电池组件非能动液冷散热系统及方法与流程

本发明涉及换热设备冷却技术领域，尤其涉及一种蓄能电池组件非能动液冷散热系统及方法。

背景技术

蓄能电池组件在充电或放电过程中温度均会升高，为了防止蓄能电池组件损坏，需要进行降温处理。液冷介质的换热系数高、热容量大、冷却速度快，对蓄能电池组件的降温效果较好。

通常，传统冷却系统以水为传热介质，需要电力等外界动力驱动，而在实际驱动水循环的过程中，外力并未得到充分利用，造成能耗的浪费。例如，现有技术公开了一种电动汽车的动力电池水冷式散热系统，包括蒸发器、膨胀水箱、散热液驱动水泵和降温套板，通过散热液驱动水泵驱动循环回路内的散热液定向流动，散热液从散热液入口进入降温套板的内循环管道将热量带出并流入蒸发器内进行冷却。

上述方案由于散热液入口和出口位于同一水平面，散热液需要通过水泵驱动才能实现循环冷却，存在能耗浪费的问题；而且降温套板设置在电池组四周，二者不易配合。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种蓄能电池组件非能动液冷散热系统及方法，利用供液、回液的密度差作为循环动力，不依靠外部能源供应，节省能耗，结构简单。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种蓄能电池组件非能动液冷散热系统，包括储液容器，储液容器出口通过供液管连接第一散热管，储液容器进口通过回液管连接第二散热管，第一散热管与第二散热管连通形成循环通道；

第一散热管用于贴附蓄能电池组件壳体侧，第二散热管用于贴附蓄能电池组件工作侧，以使第二散热管与第一散热管形成温度差。

作为进一步的实现方式，所述第一散热管和第二散热管分别由多段依次连接的弯折部组成。

作为进一步的实现方式，所述弯折部均匀分布。

作为进一步的实现方式，所述储液容器进口位置高于储液容器出口位置。

作为进一步的实现方式，所述储液容器出口位于储液容器底部。

作为进一步的实现方式，所述供液管安装进液阀门，回液管安装回液阀门。

作为进一步的实现方式，所述第一散热管和第二散热管分别安装高温自爆装置。

作为进一步的实现方式，所述储液容器内装有液体冷却介质。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种蓄能电池组件非能动液冷散热方法，采用所述的液冷散热系统，包括：

将蓄能电池组件设置于第一散热管和第二散热管之间，液体从储液容器经供液管进入第一散热管；

蓄能电池组件产生的热量使第二散热管的温度高于第一散热管，形成密度差，促使第二散热管内的液体经回液管返回储液容器，以对蓄能电池组件循环降温。

作为进一步的实现方式，当蓄能电池组件达到预设温度，高温自爆装置自爆喷水。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的第一散热管和第二散热管设置于蓄能电池组件的不同侧，由于供液、回液存在温度差，产生密度差，利用供、回液的密度差作为循环动力，不依靠外部能源供应，节省能耗，结构简单。

(2)本发明的储液容器进口位置高于储液容器出口位置，使液体冷却基质能够在重力作用下从供液管流出，基于温度差原理从回液管返回储液容器内，使被加热的回流介质能够在储液容器内重新冷却，实现介质的循环利用。

(3)本发明的第一散热管和第二散热管通过多段弯折部依次连接，能够增大散热面积；第一散热管和第二散热管还安装高温自爆装置，当发生异常高温状态，装置可检测到异常高温并自爆喷水，以达到自动消防的目的。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的结构示意图。

其中，1、储液容器，2、供液管，3、进液阀门，4、第一散热管，5、蓄能电池组件，6、第二散热管，7、回液管，8、回液阀门，9、高温自爆装置，10、蓄能电池组件。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种蓄能电池组件非能动液冷散热系统，由于蓄能电池组件10由壳体、设置于壳体内的电池构成，壳体一侧形成开口，露出内部的电池，露出电池的一侧为工作侧，另一侧为壳体侧；本实施例基于蓄能电池组件10壳体侧和电池侧温度不同的原理设计液冷散热系统。

如图1所示，液冷散热系统包括储液容器1、供液管2、回液管7、第一散热管4和第二散热管6，蓄能电池组件10设置于第一散热管4和第二散热管6之间，其中，第一散热管4与蓄能电池组件壳体侧表面接触，第二散热管6与蓄能电池组件工作侧表面接触。

由于蓄能电池组件10与第一散热管4有壳体隔离，所以温度较低，而第二散热管6直接与电池接触，电池在工作中会产生大量热量，对第二散热管6中的冷却介质进行加热，温度升高，密度减小，而供液管2提供的是冷却介质，并且第一散热管4压强大，产生向回液管7方向的推动力，驱使高温介质沿回液管7上升至储液容器1，进行散热冷却，冷却后的介质温度降低，密度增大，再下降至供液管2，因此仅靠密度差形成循环流动。

储液容器1内部填充液体冷却基质，例如水；储液容器1的容量根据实际蓄能电池组件10尺寸要求设置，储液容器1的形状可以任意设置，其可以为封闭结构，也可以设置为顶部开口结构。

储液容器1的安装位置高于第一散热管4和第二散热管6，以使液体冷却基质能够在重力作用下流入供液管2。

储液容器1设有储液容器进口和储液容器出口，为了保证液体顺利流出，储液容器出口的设置位置低于储液容器进口。优选地，储液容器出口设置于储液容器1底部。

储液容器出口通过供液管2连接第一散热管4，储液容器进口通过回液管7连接第二散热管6，第一散热管4与第二散热管6连通，以形成液体循环通道；液体冷却基质从储液容器1依次进入供液管2、第一散热管4和第二散热管6，并通过回液管7重新返回储液容器1内。

供液管2安装进液阀门3，回液管7安装回液阀门8，通过进液阀门3、回液阀门8控制对应管路的开合。

在本实施例中，第一散热管4和第二散热管6呈蛇形分布，即分别由多段依次连接的弯折部组成，且弯折部均匀分布，以对蓄能电池组件10各部位形成均衡降温。弯折部呈U型结构，弯折部的分布密度根据蓄能电池组件10的型号、尺寸设置。

第一散热管4和第二散热管6分别安装高温自爆装置9，当发生异常高温状态，高温自爆装置9可检测到异常高温并自爆喷水，以达到自动消防的目的。

其中，高温自爆装置9采用现有技术实现，此处不再赘述。

本实施例在液体冷却介质的循环流动过程中，供液和回液由于温度差存在，产生密度差，形成非能动循环方式，不需要借助外部动力。

本实施例通过液体冷却介质循环带走热量，并对蓄能电池组件10的异常高温状态，例如内部燃烧，进行高温自爆灭火，以此消除高温所产生的安全问题和高温状态时电池效率变低的问题。

实施例二：

本实施例提供了一种蓄能电池组件非能动液冷散热方法，采用实施例一所述的液冷散热系统，以水作为液体冷却介质为例进行详细说明：

将装有水的储液容器1置于高处，将蓄能电池组件10设置于第一散热管4和第二散热管6之间。打开进液阀门3和回液阀门8，水因重力作用从供液管2进入第一散热管4。

由于蓄能电池组件10与第一散热管4有壳体隔离，所以温度较低，而第二散热管6直接与电池接触，电池在工作中会产生大量热量，对第二散热管6中的水进行加热，水温升高，密度减小，而供液管2提供的是冷水，并且第一散热管4压强大，产生向回液管7方向的推动力，驱使热水沿回液管7上升至储液容器1，进行散热冷却，冷却后的水温度降低，密度增大，再下降至供液管2，因此仅靠密度差形成循环流动。

第一散热管4和第二散热管6分别装嵌有高温自爆装置9，蓄能电池组件10也留有流水口，当蓄能电池组件10达到预设温度，即自爆喷水，达到自动消防的目的。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。