CN104716396A - 一种车用动力电池组的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车用动力电池组的冷却系统。所述动力电池组包括用以容置所述动力电池组的动力电池组外壳，所述冷却系统包括：冷却液储存器件、至少一喷口以及用以连接所述冷却液储存器件与所述喷口的冷却液管路；所述喷口位于动力电池组外壳内，且面向动力电池组的表面，用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时开启，以允许所述冷却液储存器件中的液体喷向动力电池组。本发明通过液体气化吸收大量的热量在动力电池组故障时为其降温，保障车辆安全。

Description

一种车用动力电池组的冷却系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车用动力电池组的冷却系统。

背景技术

随着世界经济的快速发展，汽车的普及率在不断地上升，汽车尾气对环境的污染也越来越严重。作为日常交通工具，汽车的节能减排性能显得尤为重要。更为环保的混合动力汽车以及“零排放”电动汽车已成为未来的汽车发展趋势。

对于混合动力汽车以及电动汽车而言，电池组具有极高的能量，如果动力电池组发生故障，就极有可能引起温度过高，过高的温度不仅可能点燃电池组外壳，还极易导致电池内部燃烧、爆炸，危害人身安全。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车用动力电池组的冷却系统，用于故障的动力电池组的冷却。具体地，所述动力电池组包括：用以容置所述动力电池组的动力电池组外壳，所述冷却系统包括：冷却液储存器件、至少一喷口以及用以连接所述冷却液储存器件与所述喷口的冷却液管路；

所述喷口位于动力电池组外壳内，且面向动力电池组的表面，用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时开启，以允许所述冷却液储存器件中的液体喷向动力电池组。

进一步地，所述喷口包括：密封在所述喷口上的密封件；

所述动力电池组的故障评估参数是温度，所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳内的温度达到预设的温度阈值，所述密封件的熔点等于所述温度阈值。

进一步地，所述冷却系统还包括：控制模块，用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时控制所述喷口开启。

进一步地，所述系统还包括：至少一温度传感器，位于电池组外壳内，用于检测所述动力电池组外壳内的温度；

所述故障评估参数是温度；

所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳内的温度达到预设的温度阈值。

进一步地，所述系统还包括：至少一压强传感器，位于电池组外壳内，用于检测所述动力电池组外壳内的压强；

所述故障评估参数是压强；

所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳内的压强达到预设的压强阈值。

进一步地，所述系统还包括：至少一化学成分检测器，位于电池组外壳内，用于检测所述动力电池组外壳内的化学成分及其含量；

所述故障评估参数是特定化学成分的含量；

所述预设的开启条件是所述电池组外壳内特定化学成分的含量达到预设的特定化学成分的含量阈值。

进一步地，所述系统还包括：流量调节器件；

所述控制模块进一步用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时，控制所述流量调节器件根据所述故障评估参数调节从冷却液储存器件流向冷却液管路的液体的流量。

进一步地，所述冷却系统应用于配置了电池液冷系统的车辆上，所述冷却液储存器件、所述冷却液管路以及所述流量调节器件中的部分或全部相对应地为电池液冷系统的冷却液储存器件、冷却液管路以及流量调节器件。

进一步地，所述系统还包括：流速调节器件；

所述控制模块进一步用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时，根据所述故障评估参数控制所述流速调节器件调节冷却液管路中液体的流速。

进一步地，所述冷却系统应用于配置了电池液冷系统的车辆上，所述冷却液储存器件、所述冷却液管路以及所述流速调节器件中的部分或全部相对应地为电池液冷系统的冷却液储存器件、冷却液管路以及流速调节器件。

进一步地，所述喷口还设置有分散器，用于将管路冷却液管路中喷出的液体分散或者雾化。

进一步地，所述系统还包括：

设置在动力电池组外壳上半部分的排气口。

进一步地，所述冷却液储存器件用于储存导电液体，所述动力电池组的外壳是金属外壳。

由以上描述可以看出，本发明对车辆内原有冷却液管路进行改造，在其上设置喷口，以使得在动力电池组故障时开启喷口，使冷却液存储器件中的液体通过冷却液管路从喷口喷向动力电池组，通过液体气化吸收大量的热量来为动力电池组降温，以避免动力电池组燃烧或者爆炸，保障了车辆的安全。

附图说明

图1是本发明一种实施方式中车动力电池组的冷却系统的结构示意图；

图2是本发明另一种实施方式中带有温度传感器的车动力电池组的冷却系统结构示意图；

图3是本发明另一种实施方式中带有压强传感器的车动力电池组的冷却系统结构示意图；

图4是本发明一种实施方式中控制模块的工作示意图。

具体实施方式

本发明旨在提供一种在车动力电池组故障时为其快速降温的方案。具体地，本发明提供一种车用动力电池组的冷却系统。请参考图1，所述系统包括：动力电池组1、喷口2、冷却液储存器件3、动力电池组外壳4以及冷却液管路5。所述动力电池组外壳4用以容置所述动力电池组1，所述冷却液管路5用以连接所述冷却液存储器件3与所述喷口2。

本发明设计在动力的电池组故障的时候，使用车辆中冷却液存储器件3中存储的液体来冷却故障的动力电池组1，降低发生燃烧、爆炸等危险的风险。具体地，在所述车辆冷却液管路5上开有喷口2，该喷口2位于动力电池组外壳4内，且面向动力电池组1的表面。所述喷口2在动力电池组1的故障评估参数满足预设的开启条件时开启，也就是在动力电池组1故障的时候所述喷口2开启，以允许所述冷却液存储器件3中的液体通过所述冷却液管路5喷向动力电池组1。为了达到液体喷出的效果，可以通过调节冷却液存储器件3与喷口2的位置，利用液体自身重力、大气压差来产生水压，更优选的，可以采用现有技术中的产生水压的装置，例如水泵等，本发明对此不作限制。由于动力电池组1在故障时的温度非常高，冷却液管路5中的液体喷向动力电池组1后吸收动力电池组1表面大量的热量气化，吸收了大量热量的气体接触到动力电池组外壳4时，由于动力电池组外壳4较动力电池组1表面温度低且面积大，通过热传导、热对流，可以更好地将电池组的热量散出，以此为动力电池组1降温，降低其燃烧或者爆炸的风险。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述动力电池组1的故障评估参数是温度，所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳4内的温度达到预设的温度阈值。所述喷口2还包括：密封在其上的密封件6，所述密封件6采用遇热可熔化的材质，其熔点等于所述预设的温度阈值。具体地，所述预设的温度阈值小于动力电池组1发生燃烧或者爆炸的下限温度，所述密封件6在动力电池组外壳4内的温度达到所述预设的温度阈值时熔化，使冷却液管路5中的液体通过喷口2喷向动力电池组1，以便在动力电池组1发生危险前为其降温。所述密封件6选用可熔化的一次性材质，成本低廉，且便于实现。车主只需要在保养车辆的时候定期更换所述密封件6即可，以防止其老化。

在本发明另一种优选的实施方式中，所述冷却系统还包括：控制模块，用于在所述动力电池组1的故障评估参数满足预设的开启条件时控制所述喷口2开启，以在动力电池组1故障时，对喷口2实现智能控制。

具体地，所述故障评估参数是温度。请进一步参考图2，所述系统还包括：至少一个温度传感器7，用于检测所述动力电池组外壳4内的温度。所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳4内的温度达到预设的温度阈值，所述预设的温度阈值小于动力电池组1燃烧或者爆炸的下限温度。动力电池组1故障后的燃烧或者爆炸都是由于高温引起的，通常来讲，对于常用的金属氰化物镍动力电池组或者锂离子动力电池组，当温度达到120摄氏度，就会有燃烧或者爆炸的危险，所以本实施例设计直接通过温度来判断动力电池组1是否故障。进一步地，上述温度传感器7可以设置在动力电池组外壳4的内侧壁上或者是动力电池组外壳4内部其他部件上的某一位置，只要能够检测到动力电池组外壳4内的温度即可。优选地，所述温度传感器7、控制模块以及喷口2可以集成在一起，当动力电池组外壳4内的温度到达所述预设的温度阈值时，控制模块可以直接控制喷口2开启。比如，可以采用温控阀。

进一步地，所述故障评估参数还可以是压强。请进一步参考图3，所述系统还包括：至少一压强传感器8，用于检测所述动力电池组外壳4内的压强。所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳4内的压强达到预设的压强阈值，所述预设的压强阈值小于动力电池组1爆炸的下限压强。由于温度高压强就会增大，所以本发明还可以通过压强来判断动力电池组1是否故障。所述压强传感器8可以设置在动力电池组外壳4的内侧壁上或者是动力电池组外壳4内部其他部件上的某一位置，只要能够检测到动力电池组外壳4内的压强即可。优选地，所述压强传感器8、控制模块以及喷口2可以集成在一起，当动力电池组外壳4内的压强达到所述预设的压强阈值时，控制模块可以直接控制喷口2开启。比如，可以采用压力阀。

更近一步地，所述故障评估参数还可以是特定化学成分的含量。所述系统还包括：至少一个化学成分检测器（未图示），用于检测所述动力电池组外壳4内的化学成分及其含量。所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳4内的特定化学成分的含量达到预设的特定化学成分的含量阈值。由于动力电池组1故障，通常会释放化学物质，所述本发明还可以通过动力电池组外壳4内的化学成分含量来判断动力电池组1是否故障。所述化学成分检测器可以设置在动力电池组外壳4的内侧壁上或者是动力电池组外壳4内部其他部件上的某一位置，只要能够检测到动力电池组外壳4内的化学成分及其含量即可。

请参考图4，优选地，本发明提供的动力电池组的故障冷却系统还包括：流量调节器件，用于调节从冷却存储器件3流向冷却液管路5的液体流量。具体地，所述流量调节器件由控制模块控制。所述控制模块根据所述动力电池组1的故障评估参数，在喷口2开启时，控制流量调节器件调节液体流量。以所述故障评估参数是温度为例，如果测得的温度超过所述预设的温度阈值越多，则说明动力电池组1越危险，需要尽快为其冷却降温，此时，流量调节器件可以根据所述动力电池组1的故障评估参数，调节冷却液存储器件3中进入冷却液管路5的液体流量最大，以便有更多的液体来为动力电池组1降温。在一实施方式中，流量调节器件是一可控制开启程度的阀门，在另一实施方式中，流量调节器件是与冷却液储存器件3连通，并汇总至冷却液管路5的可控制开启/关闭的冷却液支路。

进一步地，本发明所述冷却系统应用于配置了电池液冷系统的车辆上，所述冷却液储存器件3、所述冷却液管路5以及所述流量调节器件中的部分或全部相对应地为电池液冷系统的冷却液储存器件、冷却液管路以及流量调节器件，采用车辆上原有的相关器件，成本低廉、且实现方便。具体地，所述冷却液存储器件3是车辆内部的水箱，所述冷却液管路5是车辆内部的冷却回路，所述流量调节器件是水箱的阀门。

请进一步参考图4，本发明提供的动力电池组的故障冷却系统还包括：流速调节器件，用于调节所述冷却液管路5中的液体朝所述喷口2流动的速度。具体地，所述流速调节器件由控制模块控制。所述控制模块根据所述动力电池组1的故障评估参数，在喷口2开启时，控制流速调节器件根据所述故障评估参数调节所述冷却液管路5中的液体朝喷口2流动的速度，以实现根据动力电池组1的实际故障情况对液体流速进行智能调控。仍以所述故障评估参数是温度为例，可以设置温度和冷却液管路5中液体流速的对应关系，比如，温度越高，说明动力电池组1的故障越危险，对应的冷却液管路5中的液体流速应该越快，以便使液体的喷洒面积更大。在所述故障评估参数是压强或者预设的特定化学成分含量时也是一样，在此不再累述。

更进一步地，本发明所述的冷却系统应用于配置了电池液冷系统的车辆上，所述冷却液储存器件、所述冷却液管路以及所述流速调节器件中的部分或全部相对应地为电池液冷系统的冷却液储存器件、冷却液管路以及流速调节器件。具体地，所述冷却液存储器件3是车辆内部的水箱，所述冷却液管路5是车辆内部的冷却回路，所述流速调节器件是冷却水泵，所述冷却水泵可以通过控制涡轮的转速来控制冷却液管路5中液体的流速，以达到控制所述液体的喷洒面积。当然，本领域技术人员也可以采用其他方式来控制冷却液管路5中液体的流速，比如，在冷却液管路5上设置压力蒸汽装置等等，本发明对此不作限制。

在一种优选的实施方式中，所述喷口2上还设置有分散器（未图示），用于在所述喷口2开启时，将冷却液管路5中的液体分散或者雾化，以加大喷洒面积。所述分散器包括但不限于喷嘴、雾化器等。

请进一步参考图3，本发明在动力电池组外壳4上还设置有排气口9，用于将气化后的气体排出。由于热气密度较低，所以所述排气口9可以设置在所述动力电池组外壳4的上半部。优选地，所述排气口9设置在所述动力电池组外壳4的顶部。

在一实施方式中，所述冷却液存储器件3中存储的液体选用不导电的液体，例如水或水和乙二醇的混合液，更近一步地，为了配合车辆原有设置，所述冷却液存储器件3中的液体是冷却液。在另一实施方式中，所述冷却液存储器件3中存储的液体选用导电的液体，可以在为动力电池组1降温的同时带走其释放的电荷，进一步确保动力电池组1的安全与稳定。同时，所述动力电池组外壳4是金属外壳，使带有导电液的动力电池组外壳4形成等电位，避免驾驶员或者车辆检修员触电。

由以上描述可以看出，本发明对车辆内原有冷却液管路进行改造，在其上设置喷口，以使得在动力电池组故障时开启喷口，使冷却液存储器件中的液体通过冷却液管路从喷口流向动力电池组，通过液体气化吸收大量的热量来为动力电池组降温，以避免动力电池组燃烧或者爆炸，保障了车辆的安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种车用动力电池组的冷却系统，所述动力电池组包括用以容置所述动力电池组的动力电池组外壳，其特征在于，

所述冷却系统包括：冷却液储存器件、至少一喷口以及用以连接所述冷却液储存器件与所述喷口的冷却液管路；

所述喷口位于动力电池组外壳内，且面向动力电池组的表面，用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时开启，以允许所述冷却液储存器件中的液体喷向动力电池组。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述喷口包括：密封在所述喷口上的密封件；

所述动力电池组的故障评估参数是温度，所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳内的温度达到预设的温度阈值，所述密封件的熔点等于所述温度阈值。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，

所述冷却系统还包括：控制模块，用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时控制所述喷口开启。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，

所述系统还包括：至少一温度传感器，位于电池组外壳内，用于检测所述动力电池组外壳内的温度；

所述故障评估参数是温度；

所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳内的温度达到预设的温度阈值。

5.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，

所述系统还包括：至少一压强传感器，位于电池组外壳内，用于检测所述动力电池组外壳内的压强；

所述故障评估参数是压强；

所述预设的开启条件是所述动力电池组外壳内的压强达到预设的压强阈值。

6.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，

所述系统还包括：至少一化学成分检测器，位于电池组外壳内，用于检测所述动力电池组外壳内的化学成分及其含量；

所述故障评估参数是特定化学成分的含量；

所述预设的开启条件是所述电池组外壳内特定化学成分的含量达到预设的特定化学成分的含量阈值。

7.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，

所述系统还包括：流量调节器件；

所述控制模块进一步用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时，控制所述流量调节器件根据所述故障评估参数调节从冷却液储存器件流向冷却液管路的液体的流量。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，

所述冷却系统应用于配置了电池液冷系统的车辆上，所述冷却液储存器件、所述冷却液管路以及所述流量调节器件中的部分或全部相对应地为电池液冷系统的冷却液储存器件、冷却液管路以及流量调节器件。

9.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，

所述系统还包括：流速调节器件；

所述控制模块进一步用于在所述动力电池组的故障评估参数满足预设的开启条件时，根据所述故障评估参数控制所述流速调节器件调节冷却液管路中液体的流速。

10.根据权利要求9所述的冷却系统，其特征在于，

所述冷却系统应用于配置了电池液冷系统的车辆上，所述冷却液储存器件、所述冷却液管路以及所述流速调节器件中的部分或全部相对应地为电池液冷系统的冷却液储存器件、冷却液管路以及流速调节器件。

11.根据权利要求1至3任一项所述的冷却系统，其特征在于，

所述喷口还设置有分散器，用于将管路冷却液管路中喷出的液体分散或者雾化。

12.根据权利要求1至3任一项所述的冷却系统，其特征在于，

所述系统还包括：设置在动力电池组外壳上半部分的排气口。

13.根据权利要求1至3任一项所述的冷却系统，其特征在于，

所述冷却液储存器件用于储存导电液体，所述动力电池组的外壳是金属外壳。