CN103579702B - 一种防止电池包内部积液的系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种防止电池包内部积液的系统，密封的电池包壳体内部固定有电池管理系统和蓄电池本体，电池包壳体内的底面设有液位传感器和电磁阀且均与电池管理系统连接，所述的电磁阀连通电池包壳体内外。本发明属于主动式电池包防内部积液的系统，结构合理，工艺简单，不增加电池包的重量，成本低，能够有效的解决电池包内部积液的问题。

Description

一种防止电池包内部积液的系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动车动力电池系统技术领域。
背景技术
随着社会经济的日益发展，能源需求进一步提高，新能源技术的呼声越来越高，目前在汽车行业中，纯电动汽车和混合动力汽车技术的进一步发展解决了部分能源问题，但是也存在诸多的弊端，比如电池系统集成技术的滞后，带来的安全问题等。具体的说，电动汽车动力电池存在漏液的风险、电动车可能会在积水路面上涉水行驶、电池包的密封防护结构失效等等因素，都会导致电池包内部有积液的风险，存在漏电、短路、自燃甚至爆炸等安全隐患。
针对上述问题，目前，电池包只能靠采集电压和SOC数据出现严重异常时才能报警，因而存在电池的安全、性能和寿命隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种能够解决电池包内部意外积液的系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种防止电池包内部积液的系统，密封的电池包壳体内部固定有电池管理系统和蓄电池本体，电池包壳体内的底面设有液位传感器和电磁阀且均与电池管理系统连接，所述的电磁阀连通电池包壳体内外。
所述的电池包壳体由电池包上壳体和电池包下壳体构成，所述的电池包下壳体底面由多块下壳体底板构成，所述的下壳体底板之间具有漏液间隙，所述的漏液间隙设有电池包横梁，所述的电池包横梁具有凸出于电池包壳体的空腔，所述的液位传感器和电磁阀均固定在电池包横梁内。
所述的电池包下壳体底面设有多个电池包横梁，每个所述的电池包横梁内均设有液位传感器和电磁阀。
所述的液位传感器为监测电池包壳体内外液面的双向探头式液位传感器，或者所述的电池包横梁内外各设有一个液位传感器。
所述的电池管理系统输出积液报警信号至汽车驾驶室内报警单元。
所述的电池包壳体内部还设有动力电池模块，且电池包壳体内外均设有防腐涂层。
一种防止电池包内部积液的控制方法，按照以下方法工作：
系统启动；
液位传感器实时采集电池包壳体内外是否有积液的信息，并输送至电池管理系统；
当电池管理系统获得电池包壳体内具有积液且电池包壳体外无积液的信息时，控制电磁阀开启；
当电池管理系统获得电池包壳体内无积液的信息时，控制电磁阀关闭。
进一步的，当电池管理系统获得电池包壳体内具有积液且电池包壳体外无积液的信息时，仅控制开启存在漏液现象的电池包横梁内的电磁阀。
当电池管理系统控制开启电磁阀的同时断开相应的关键高低压电路。
进一步的，电池管理系统发出开启电磁阀信号的同时发出报警信号至车内报警单元，以及发出漏液信号至车载通信单元，并由车载通信单元发出车辆识别信息、漏液信息以及车辆坐标信息发送至远端服务器。
本发明属于主动式电池包防内部积液的系统，结构合理，工艺简单，不增加电池包的重量，成本低，能够有效的解决电池包内部积液的问题。
采用本系统后可以有效避免以下风险：
1、电池包内的电池出现漏电解液，通常不易发现。电池电解液含有多种成份的化学物质，常具有腐蚀性、易燃性，会对电池包内部的结构件产生腐蚀。如果对大电流母线、连接排、端子腐蚀，产生表面氧化层，就会导致接触电阻增大，大电流回路的温升异常增大，而且电解液有易燃成份，有自燃的风险。即使没有出现自燃，对大电流母线、连接排、端子腐蚀，产生表面氧化层，会导致接触电阻增大，大电流回路的温升异常增大，而且影响最大是这种腐蚀及其影响对各处的母线、连接排、端子状况不一致，造成电池的温度、温升都不一致，使得电池的性能、寿命受到影响，会对产品质保期5年或10万公里的承诺构成风险。
2、通常电池包设计要求密封防护等级达到IP67，但是，如果密封防护等级IP67出现失效，电池包在涉水时就会进水，而且不易发现。这种现象会对大电流母线、连接排、端子腐蚀，产生表面氧化层，就会导致接触电阻增大，大电流回路的温升异常增大，而且影响最大是这种腐蚀及其影响对各处的母线、连接排、端子状况不一致，造成电池的温度、温升都不一致，使得电池的性能、寿命受到影响，会对产品质保期5年或10万公里的承诺构成风险。而且，电池包内部进水，会引起漏电、短路、自燃甚至爆炸等安全隐患问题的出现。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为防止电池包内部积液系统的结构示意图；
图2为图1中所示电池包横梁的局部放大示意图；
上述图中的标记均为：1、电池管理系统；2、动力电池模块；3、电池包上壳体；4、电池包横梁；5、电池包下壳体；6、下壳体底板；7、液位传感器；8、积液面；9、电磁阀。
具体实施方式
参见图1可知，本发明防止电池包内部积液的系统是在电池包壳体内的底面增设液位传感器7和电磁阀9，为确保监测准确性以及排液的效率，将电池包下壳体5底面设计成由多块下壳体底板6拼构而成，这些下壳体底板6之间具有漏液间隙，为保证电池包壳体的密封性，这些间隙由电池包横梁4密封，如图2所示，电池包横梁4具有凸出于电池包壳体的空腔，液位传感器7和电磁阀9均固定在电池包横梁4内。由于电池包横梁4的盛液槽体积很小，并设计其槽底面积小、对积液量非常敏感，只要有少量的积液，就会使电池包横梁4中盛液槽的液面升高，被液位传感器7接收到有积液的信号。
通常电池包壳体内的两端以及中间各个器件之间均设有电池包横梁4，且每个电池包横梁4内斗设有液位传感器7和电磁阀9，从而确保信号采集以及排液的准确、及时，所有的的液位传感器7和电磁阀9均与电池管理系统1连接，电磁阀9连通电池包壳体内外，同时电池管理系统1输出积液报警信号至汽车驾驶室内报警单元和通信单元，上述设计结构不仅使用成本低，也不会增加电池包的重量。
为了避免电池壳体外的水渗入壳体内，造成电池损耗加速，在电池包壳体内外均要设置液位传感器7，以便外部有积水时，不开启电磁阀9，我们可以将液位传感器7设计成监测电池包壳体内外液面的双向探头式液位传感器7，或者在电池包横梁4内外各设有一个液位传感器7。为避免壳体腐蚀影响其密封性能，电池包壳体内外均设有防腐涂层，使其具有较高防腐蚀等级。
基于上述系统，防止电池包内部积液的控制方法如下：
系统启动；
液位传感器7实时采集电池包壳体内外是否有积液的信息，并输送至电池管理系统1；
当电池管理系统1获得电池包壳体内具有积液且电池包壳体外无积液的信息时，控制电磁阀9开启，电池管理系统1控制断开相应的关键高低压电路，避免出现漏电、短路、自燃甚至爆炸等现象和恶性事故。但不影响液位传感器7、电磁阀8和电池管理系统1的工作，同时发出报警信号至车内报警单元，以及发出漏液信号至车载通信单元，并由车载通信单元发出车辆识别信息、漏液信息以及车辆坐标信息发送至远端服务器，远端服务器一般为售后，方便售后工作人员及时通知车主，以及为车主解决车辆故障问题；
当电池管理系统1获得电池包壳体内无积液的信息时，控制电磁阀9关闭。
为确保排液顺畅同时也避免电池包壳体内部受到污染，当电池管理系统1获得电池包壳体内具有积液且电池包壳体外无积液的信息时，仅控制开启存在漏液现象的电池包横梁4内的电磁阀9，从而尽可能减少电池包壳体内外空气的交换。
该系统可以防止电池包内部积液，系统结构适用性广，可以使用在各类电池包上，主动式的电池包防积液方法，为电池包的安全、性能、寿命等方面，起到了积极的作用。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防止电池包内部积液的系统，密封的电池包壳体内部固定有电池管理系统（1）和蓄电池本体，其特征在于：电池包壳体内的底面设有液位传感器（7）和电磁阀（9）且均与电池管理系统（1）连接，所述的电磁阀（9）连通电池包壳体内外；
所述的电池包壳体由电池包上壳体（3）和电池包下壳体（5）构成，所述的电池包下壳体（5）底面由多块下壳体底板（6）构成，所述的下壳体底板（6）之间具有漏液间隙，所述的漏液间隙设有电池包横梁（4），所述的电池包横梁（4）具有凸出于电池包壳体的空腔，所述的液位传感器（7）和电磁阀（9）均固定在电池包横梁（4）内。
2.根据权利要求1所述的防止电池包内部积液的系统，其特征在于：所述的电池包下壳体（5）底面设有多个电池包横梁（4），每个所述的电池包横梁（4）内均设有液位传感器（7）和电磁阀（9）。
3.根据权利要求2所述的防止电池包内部积液的系统，其特征在于：所述的液位传感器（7）为监测电池包壳体内外液面的双向探头式液位传感器（7），或者所述的电池包横梁（4）内外各设有一个液位传感器（7）。
4.根据权利要求3所述的防止电池包内部积液的系统，其特征在于：所述的电池管理系统（1）输出积液报警信号至汽车驾驶室内报警单元。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的防止电池包内部积液的系统，其特征在于：所述的电池包壳体内部还设有动力电池模块（2），且电池包壳体内外均设有防腐涂层。
6.一种基于权利要求1-5中任一项所述的防止电池包内部积液的系统的控制方法，其特征在于：
系统启动；
液位传感器（7）实时采集电池包壳体内外是否有积液的信息，并输送至电池管理系统（1）；
当电池管理系统（1）获得电池包壳体内具有积液且电池包壳体外无积液的信息时，控制电磁阀（9）开启；
当电池管理系统（1）获得电池包壳体内无积液的信息时，控制电磁阀（9）关闭。
7.根据权利要求6所述的防止电池包内部积液的系统的控制方法，其特征在于：当电池管理系统（1）获得电池包壳体内具有积液且电池包壳体外无积液的信息时，仅控制开启存在漏液现象的电池包横梁（4）内的电磁阀（9）。
8.根据权利要求6所述的防止电池包内部积液的系统的控制方法，其特征在于：当电池管理系统（1）控制开启电磁阀（9）的同时断开相应的关键高低压电路。
9.根据权利要求6所述的防止电池包内部积液的系统的控制方法，其特征在于：电池管理系统（1）发出开启电磁阀（9）信号的同时发出报警信号至车内报警单元，以及发出漏液信号至车载通信单元，并由车载通信单元发出车辆识别信息、漏液信息以及车辆坐标信息发送至远端服务器。
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