[实用新型]一种混合动力汽车用镍氢电池组包热阻的散热结构

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车电子应用技术领域，具体涉及一种混合动力汽车用电池组包热阻的散热结构。

背景技术

动力电池是混合动力汽车体系中的关键控制部件，其性能优劣将直接影响整车性能好坏。动力镍氢电池以其比能量高、比功率高、循环寿命好对环境无污染、安全性高等优点，成为HEV车用的首选电源，但镍氢电池充电过程中的产热问题是影响其正常应用的主要因素之一。随着温度的升高，镍氢电池的放电容量降低，充电效率下降，自放电加大，电池衰减加速。并且在高温下，电池组的温度不均匀性有所增大。对于大型镍氢电池组(如电动车用)来说，仅依靠电池设计、配方调整等措施不能解决上述镍氢电池充电过程中的产热问题，必须配备冷却系统，电池组的热监控和热管理对整车运行安全意义重大。

选择合适的冷却方式是均衡化各电池模块的前提，冷却方式有风冷、液冷、相变材料冷却等方式。空气冷却是最简单方式，只需让空气流过电池表面。空冷方式的主要优点有:(1)结构简单，重量相对较小；(2)没有发生漏液的可能；(3)有害气体产生时能有效通风；(4)成本较低。缺点在于其与电池壁面之间换热系数低，冷却、加热速度慢。液体冷却分为直接接触和非直接接触两种方式。矿物油可作为直接接触传热介质，水或者防冻液可作为典型的非直接接触传热介质。液冷必须通过水套等换热设施才能对电池进行冷却，这在一定程度上降低了换热效率。液冷方式的主要优点有:(1)与电池壁面之间换热系数高，冷却、加热速度快；(2)体积较小。主要缺点有:存在漏液的可能；重量相对较大；维修和保养复杂；需要水套、换热器等部件，结构相对复杂。相变冷却机理是靠材料的熔化(凝固)潜热来工作，利用制冷剂液体(水、液氨、液体氟利昂等)在低压、低温下的气化过程或固体在低温下的熔化过程或升华过程，向被冷却的物体吸取气化潜热、熔化热或升华热，以达到冷却的目的。它可以把放电时发出的热以潜热的形式储存起来，在充电或在很冷的环境下工作时释放出来的。相变冷却材料冷却的优点是(1)与电池壁面之间换热系数高，有效利用能量；(2)体积较小。主要缺点有:存在维修和保养复杂；成本比较高。

并联式混合动力电动车的电池组作为辅助的功率部件，运行条件不是十分恶劣，采用空冷方式就可能达到使用要求，本实用新型针对并联式混合动力汽车的圆柱形镍氢电池组，采用空气冷却，并有效地克服了现有技术中空气冷却方式的上述缺点。

以空冷散热的风冷方式一般有串行和并行两种，如图1和图2所示。图1所示串行通风方式下，冷空气从左侧吹入从右侧吹出。空气在流动过程中不断地被加热，所以右侧的冷却效果比左侧要差，电池箱内电池组温度从左到右依次升高。

日本的混合动力车Prius和Insight采用串行通风方式。图2所示的并行通风方式，如果流量分配均匀，电池的温度分配就会比较均匀。新的Insight采用的就是并行通风结构，其楔形的进排气通道使得不同模块间缝隙上下的压力差基本保持一致，确保了吹过不同电池模块的空气流量的一致性，从而保证了电池组温度场分布的一致性。

但是，在实际电池温度场实验中，并行通风结构的设计，需要把楔形的进排气通道和引流流道设计好，才能达到很好的效果。对于所研究的圆柱形电池来讲，其楔形的进排气通道和引流的流道很难保证电池组温度场分布的一致性。方法可以借鉴，但是还有待改进。

发明内容

本实用新型的目的是为满足混合动力汽车开发的需要，公开了一种针对圆柱形混合动力汽车用镍氢电池的散热结构，使电池组在使用过程中的温度场的均匀性能够达到±2℃，提高电池性能的可靠性和一致性，从而提高整车的性能和循环寿命以及运行安全性，以促进对混合动力汽车开发。

本实用新型提出的混合动力汽车用镍氢电池组包热阻的散热结构包括：