一种车用储能电池散热系统的制作方法

1.本发明属于散热系统技术领域，具体为一种车用储能电池散热系统。


背景技术：

2.随着科技的进步以及节能减排的政策要求，新能源车辆(例如电动或混合动力车辆)受到越来越广泛的运用。由于动力电池是这些新能源车辆中的主要储能元件，动力电池包的散热效果可直接影响车辆性能。
3.但是长江的散热系统在运行时，不能对系统的功率进行控制，从而使得使用时在散热需求较弱时，会消耗掉较多的热量，从而使得使用时不够节能环保。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种车用储能电池散热系统。
5.本发明采用的技术方案如下：一种车用储能电池散热系统，包括启动模块、温度传感器模块、无线传输模块、控制器模块、导热隔板模块、液冷系统模块、风冷系统模块、单体电池、散热石墨片、铜质导热柱、导热硅胶垫、液冷板、智能调速模块和散热扇模块，所述启动模块的输出端连接有所述温度传感器模块的输入端，所述温度传感器模块的输出端连接有所述无线传输模块的输入端，所述无线传输模块的输出端连接有所述控制器模块的输入端，所述控制器模块的输出端连接有所述导热隔板模块的输入端，所述导热隔板模块的输出端连接有所述液冷系统模块和风冷系统模块的输入端。
6.在一优选的实施方式中，所述液冷系统模块的内部设置有单体电池、散热石墨片、铜质导热柱、导热硅胶垫和液冷板，所述单体电池、散热石墨片、铜质导热柱、导热硅胶垫和液冷板的整体输出端连接有所述液冷系统模块的输入端；
7.所述风冷系统模块的内部设置有智能调速模块和散热扇模块，所述智能调速模块和散热扇模块的整体输出端连接有所述风冷系统模块的输入端。
8.在一优选的实施方式中，所述温度传感器模块采用的是siliconlabs公司生产的si7021温度和湿度传感器，si7021采用i2c接口，通信速率最高支持400khz，温度测量量程为-40℃～+125℃，误差范围为
±
0.4℃，测量湿度量程为0～100％rh，误差范围为
±
2％rh，1.9～3.6v工作电压，150μa低功耗，3
×
3mm封装小体积；
9.si7021通过测量温湿度物理信号，转换为电信号并通过运算放大器，由时钟信号线scl及数据线sda接至主控单元。
10.在一优选的实施方式中，所述无线传输模块采用无源光网络架构,使用1张物理网,n张逻辑网,将有线终端、无线ap、监控、一卡通、物联网不同类型业务接入同一张光纤网络,简化网络结构,简化管理,业务互通；
11.所述无线传输模块的一张网络实现泛在接入,学生、教师、员工、领导、访客人员统一接入,物品、设施物联接入；
12.所述无线传输模块通过网络虚拟化技术,实现对人、物、业务隔离,增强业务安全
性,形成基于逻辑隔离的多层细分网络；
13.所述无线传输模块使用统一的运维工具,实现所有网络设备、用户资源的管理和运维,构建一个网络服务中心,面向学校的所有业各进行网终管控。
14.在一优选的实施方式中，所述控制器模块是一种可编程逻辑控制器的控制方式，是采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
15.在一优选的实施方式中，所述导热隔板模块使用液冷板替换电池箱隔板，并在液冷板与电池之间放置导热绝缘硅胶垫。
16.在一优选的实施方式中，所述液冷系统模块由单体电池、散热石墨片、铜质导热柱、导热硅胶垫及液冷板组成，散热石墨片的化学成分主要是碳元素，是一种全新的导热散热材料。
17.在一优选的实施方式中，所述液冷系统模块结合石墨片与导热柱的液冷系统将导热石墨片均匀包裹在电池表面，石墨片末端贴附在铜质导热柱上，铜质导热柱与上下层液冷板直接相连。
18.在一优选的实施方式中，所述智能调速模块，控制元件主要有控制器及温度传感器、电液比例压力阀等，执行元件为液压风扇马达。
19.在一优选的实施方式中，所述散热扇模块通过温度传感器监测散热部位温度，然后将信号传递给控制器，从而对比例阀进行控制；当需要散热的部位的温度升高时，控制器接收信号后，减小输出的电流，比例溢流阀阀口开口减小，供给马达流量增加，此时的马达转速增大，随之带动的风扇转速就会提高；反之，若温度低的时候，控制器接收信号后，增大输出的电流，比例溢流阀阀芯开口增大，供给马达流量减少，马达转速就会降低，风扇转速也就降低了；并且根据电流信号，可实现无级调速，符合冷却需要，节省功率。
20.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
21.1、本发明中，液冷系统模块使用液冷板替换电池箱隔板，并在液冷板与电池之间放置导热绝缘硅胶垫。导热硅胶垫具有较好的导热性和电绝缘性，且抗冷热交变、耐老化能力较强，将其放置于液冷板与电池之间，能起到良好的绝缘、导热及隔振的作用，电池放电产生的热量从电池传导至导热硅胶垫，再由导热硅胶垫传导至液冷板，最后由液冷板内冷却液将热量带出，与外界进行热交换，从而提高了该系统的整体散热能力，提高散热过程中的高效性。
22.2、本发明中，风冷系统模块内部的智能调速模块和散热扇模块可以利用液压系统的回油驱动马达，减少了动力传输环节，减少零件使系统体积最小，优化的整体结构，减小了整个液压系统所占用的空间，克服现有的马达液压系统结构复杂，占据空间大，安装、调整不方便等弊端。能够随外界温度变化调节风扇转速的风扇马达散热系统，可实现无级调速，能够符合节能冷却的需要。夏天满足了整机的热平衡要求，避免了高温过热的现象，冬天风扇可工作在较低转速，避免了温度过冷的现象，达到了节能高效，低噪声排放的效果。这种新型散热系统更加智能化，大量的节约了能源，提高了该系统在使用过程中的环保节能性。
附图说明
23.图1为本发明的系统框图；
24.图2为本发明中液冷系统模块系统框图；
25.图3为本发明中风冷系统模块系统框图。
26.图中标记：1-启动模块、2-温度传感器模块、3-无线传输模块、4-控制器模块、5-导热隔板模块、6-液冷系统模块、7-风冷系统模块、8-单体电池、9-散热石墨片、10-铜质导热柱、11-导热硅胶垫、12-液冷板、13-智能调速模块、14-散热扇模块。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.参照图1-3，
29.实施例：
30.一种车用储能电池散热系统，包括启动模块1、温度传感器模块2、无线传输模块3、控制器模块4、导热隔板模块5、液冷系统模块6、风冷系统模块7、单体电池8、散热石墨片9、铜质导热柱10、导热硅胶垫11、液冷板12、智能调速模块13和散热扇模块14，启动模块1的输出端连接有温度传感器模块2的输入端，温度传感器模块2的输出端连接有无线传输模块3的输入端，无线传输模块3的输出端连接有控制器模块4的输入端，控制器模块4的输出端连接有导热隔板模块5的输入端，导热隔板模块5的输出端连接有液冷系统模块6和风冷系统模块7的输入端。
31.液冷系统模块6的内部设置有单体电池8、散热石墨片9、铜质导热柱10、导热硅胶垫11和液冷板12，单体电池8、散热石墨片9、铜质导热柱10、导热硅胶垫11和液冷板12的整体输出端连接有液冷系统模块6的输入端；
32.风冷系统模块7的内部设置有智能调速模块13和散热扇模块14，智能调速模块13和散热扇模块14的整体输出端连接有风冷系统模块7的输入端。
33.温度传感器模块2采用的是siliconlabs公司生产的si7021温度和湿度传感器，si7021采用i2c接口，通信速率最高支持400khz，温度测量量程为-40℃～+125℃，误差范围为
±
0.4℃，测量湿度量程为0～100％rh，误差范围为
±
2％rh，1.9～3.6v工作电压，150μa低功耗，3
×
3mm封装小体积。满足充电桩体内部温度及湿度测量要求；
34.si7021通过测量温湿度物理信号，转换为电信号并通过运算放大器，由时钟信号线scl及数据线sda接至主控单元。对于si7021使用的i2c接口，可以将scl和sda数据线接到主控单元的i2c接口引脚上；也可直接接在io口上，对于这些低速模块化的设备，只需使用通用模拟i2c代码，即可快速地驱动此类传感器；烟雾信息采集模块采用了mq-2烟雾传感器对空气中的烟雾、丙烷等气体进行检测，作为被广泛应用于家庭和工厂的气体泄漏装置，mq-2可检测范围为100～10000ppmppm为体积浓度，1ppm＝1立方厘米/1平方米，且拥有灵敏度高、响应迅速、驱动电路简单、使用寿命长等优点。mq-2采用二氧化锡半导体气敏材料，当空气中烟雾浓度增加时，二氧化锡的电导率将会增加，最终导致其电阻降低。
35.无线传输模块3采用无源光网络架构,使用1张物理网,n张逻辑网,将有线终端、无
线ap、监控、一卡通、物联网不同类型业务接入同一张光纤网络,简化网络结构,简化管理,业务互通；
36.无线传输模块3的一张网络实现泛在接入,学生、教师、员工、领导、访客人员统一接入,物品、设施物联接入；
37.无线传输模块3通过网络虚拟化技术,实现对人、物、业务隔离,增强业务安全性,形成基于逻辑隔离的多层细分网络；
38.无线传输模块3使用统一的运维工具,实现所有网络设备、用户资源的管理和运维,构建一个网络服务中心,面向学校的所有业各进行网终管控。
39.控制器模块4是一种可编程逻辑控制器的控制方式，是采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
40.导热隔板模块5使用液冷板替换电池箱隔板，并在液冷板与电池之间放置导热绝缘硅胶垫。
41.液冷系统模块6由单体电池、散热石墨片、铜质导热柱、导热硅胶垫及液冷板组成。散热石墨片的化学成分主要是碳元素，是一种全新的导热散热材料。石墨导热片能沿两个方向均匀导热，在平面内具有极高的导热性能。
42.液冷系统模块6结合石墨片与导热柱的液冷系统将导热石墨片均匀包裹在电池表面，石墨片末端贴附在铜质导热柱上，铜质导热柱与上下层液冷板直接相连。相较于常规液冷系统，新设计的液冷系统增加了电池与冷却液进行热交换的路径：电池产生的热量通过外圆柱面传导至石墨片，利用石墨片水平方向极高的导热率将热量传导至铜质导热柱，并最终通过冷却液将热量带至电池箱外进行换热。
43.智能调速模块13，控制元件主要有控制器及温度传感器、电液比例压力阀等，执行元件为液压风扇马达。变量系统工作原理是由原动机带动变量液压泵驱动定量液压马达，马达带动散热风扇进行散热工作；容积调速是指安装在系统中被监测部位的温感器采集的温度信号，并将其传输到控制器，控制器依据接收的信息通过调节输出电流的大小来调整液压泵里配流盘的倾斜度数，改变泵的输出流量以控制马达的运转速度，来实现风扇的转速调整。整个系统可以实现无级调速；但是本系统动力元件需用变量柱塞泵，导致其价格成本比较高。节流调速的电控液压风扇马达散热系统，其系统的散热泵是定量齿轮泵，流量恒定，无法改变其流量来实现调速，所以系统中安装了一个受控制器调节的旁通支路阀。其工作原理是，温度传感器接收到发动机温度变化，采集信号传输给控制器，控制器将信号处理后输出电流，来控制电液比例压力阀，通过电液比例压力阀阀芯开口的大小，来调节供给风扇马达的流量，实现风扇转速的调节。即电液比例压力阀阀口开度增大，则溢流增加，供给马达的流量就会降低，风扇随之降速；电液比例压力阀阀口开度减小，则溢流减少，供给马达的流量就会增加，风扇转随之增速，若电控比例阀断电后，阀芯闭合，全部流量供给马达，则风扇转速达到最大值
44.散热扇模块14通过温度传感器监测散热部位温度，然后将信号传递给控制器，从而对比例阀进行控制。当需要散热的部位的温度升高时，控制器接收信号后，减小输出的电流，比例溢流阀阀口开口减小，供给马达流量增加，此时的马达转速增大，随之带动的风扇转速就会提高；反之，若温度低的时候，控制器接收信号后，增大输出的电流，比例溢流阀阀
芯开口增大，供给马达流量减少，马达转速就会降低，风扇转速也就降低了。并且根据电流信号，可实现无级调速，符合冷却需要，节省功率。对于开关量控制的温控马达系统，当被检测部位温度上升到设定值时，电磁换向阀处于常闭状态，风扇正常工作，随着温度降低，当低于其设定值时，传感器采集信号传给控制器，控制器输出电流，电磁换向阀得本发明中，液冷系统模块6使用液冷板替换电池箱隔板，并在液冷板与电池之间放置导热绝缘硅胶垫。导热硅胶垫具有较好的导热性和电绝缘性，且抗冷热交变、耐老化能力较强，将其放置于液冷板与电池之间，能起到良好的绝缘、导热及隔振的作用，电池放电产生的热量从电池传导至导热硅胶垫，再由导热硅胶垫传导至液冷板，最后由液冷板内冷却液将热量带出，与外界进行热交换，从而提高了该系统的整体散热能力，提高散热过程中的高效性。
45.本发明中，风冷系统模块7内部的智能调速模块13和散热扇模块14可以利用液压系统的回油驱动马达，减少了动力传输环节，减少零件使系统体积最小，优化的整体结构，减小了整个液压系统所占用的空间，克服现有的马达液压系统结构复杂，占据空间大，安装、调整不方便等弊端。能够随外界温度变化调节风扇转速的风扇马达散热系统，可实现无级调速，能够符合节能冷却的需要。夏天满足了整机的热平衡要求，避免了高温过热的现象，冬天风扇可工作在较低转速，避免了温度过冷的现象，达到了节能高效，低噪声排放的效果。这种新型散热系统更加智能化，大量的节约了能源，提高了该系统在使用过程中的环保节能性。
46.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种车用储能电池散热系统，包括启动模块(1)、温度传感器模块(2)、无线传输模块(3)、控制器模块(4)、导热隔板模块(5)、液冷系统模块(6)、风冷系统模块(7)、单体电池(8)、散热石墨片(9)、铜质导热柱(10)、导热硅胶垫(11)、液冷板(12)、智能调速模块(13)和散热扇模块(14)，其特征在于：所述启动模块(1)的输出端连接有所述温度传感器模块(2)的输入端，所述温度传感器模块(2)的输出端连接有所述无线传输模块(3)的输入端，所述无线传输模块(3)的输出端连接有所述控制器模块(4)的输入端，所述控制器模块(4)的输出端连接有所述导热隔板模块(5)的输入端，所述导热隔板模块(5)的输出端连接有所述液冷系统模块(6)和风冷系统模块(7)的输入端。2.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述液冷系统模块(6)的内部设置有单体电池(8)、散热石墨片(9)、铜质导热柱(10)、导热硅胶垫(11)和液冷板(12)，所述单体电池(8)、散热石墨片(9)、铜质导热柱(10)、导热硅胶垫(11)和液冷板(12)的整体输出端连接有所述液冷系统模块(6)的输入端；所述风冷系统模块(7)的内部设置有智能调速模块(13)和散热扇模块(14)，所述智能调速模块(13)和散热扇模块(14)的整体输出端连接有所述风冷系统模块(7)的输入端。3.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述温度传感器模块(2)采用的是siliconlabs公司生产的si7021温度和湿度传感器，si7021采用i2c接口，通信速率最高支持400khz，温度测量量程为-40℃～+125℃，误差范围为
±
0.4℃，测量湿度量程为0～100％rh，误差范围为
±
2％rh，1.9～3.6v工作电压，150μa低功耗，3
×
3mm封装小体积；si7021通过测量温湿度物理信号，转换为电信号并通过运算放大器，由时钟信号线scl及数据线sda接至主控单元。4.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述无线传输模块(3)采用无源光网络架构,使用1张物理网,n张逻辑网,将有线终端、无线ap、监控、一卡通、物联网不同类型业务接入同一张光纤网络,简化网络结构,简化管理,业务互通；所述无线传输模块(3)的一张网络实现泛在接入,学生、教师、员工、领导、访客人员统一接入,物品、设施物联接入；所述无线传输模块(3)通过网络虚拟化技术,实现对人、物、业务隔离,增强业务安全性,形成基于逻辑隔离的多层细分网络；所述无线传输模块(3)使用统一的运维工具,实现所有网络设备、用户资源的管理和运维,构建一个网络服务中心,面向学校的所有业各进行网终管控。5.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述控制器模块(4)是一种可编程逻辑控制器的控制方式，是采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。6.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述导热隔板模块(5)使用液冷板替换电池箱隔板，并在液冷板与电池之间放置导热绝缘硅胶垫。7.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述液冷系统模块(6)由单体电池、散热石墨片、铜质导热柱、导热硅胶垫及液冷板组成，散热石墨片的化学成分主要是碳元素，是一种全新的导热散热材料。
8.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述液冷系统模块(6)结合石墨片与导热柱的液冷系统将导热石墨片均匀包裹在电池表面，石墨片末端贴附在铜质导热柱上，铜质导热柱与上下层液冷板直接相连。9.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述智能调速模块(13)，控制元件主要有控制器及温度传感器、电液比例压力阀等，执行元件为液压风扇马达。10.如权利要求1所述的一种车用储能电池散热系统，其特征在于：所述散热扇模块(14)通过温度传感器监测散热部位温度，然后将信号传递给控制器，从而对比例阀进行控制；当需要散热的部位的温度升高时，控制器接收信号后，减小输出的电流，比例溢流阀阀口开口减小，供给马达流量增加，此时的马达转速增大，随之带动的风扇转速就会提高；反之，若温度低的时候，控制器接收信号后，增大输出的电流，比例溢流阀阀芯开口增大，供给马达流量减少，马达转速就会降低，风扇转速也就降低了；并且根据电流信号，可实现无级调速，符合冷却需要，节省功率。

技术总结
本发明公开了一种车用储能电池散热系统。本发明中，风冷系统模块内部的智能调速模块和散热扇模块可以利用液压系统的回油驱动马达，减少了动力传输环节，减少零件使系统体积最小，优化的整体结构，减小了整个液压系统所占用的空间，克服现有的马达液压系统结构复杂，占据空间大，安装、调整不方便等弊端。能够随外界温度变化调节风扇转速的风扇马达散热系统，可实现无级调速，能够符合节能冷却的需要。夏天满足了整机的热平衡要求，避免了高温过热的现象，冬天风扇可工作在较低转速，避免了温度过冷的现象，达到了节能高效，低噪声排放的效果。这种新型散热系统更加智能化，大量的节约了能源，提高了该系统在使用过程中的环保节能性。性。性。


技术研发人员：欧阳晓平 刘思志
受保护的技术使用者：东莞市共和电子有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/7/25