CN106711536A - 一种电池箱空调系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开电池箱空调系统及其使用方法，该系统包括由第一管道、若干收容有电池组的电池箱、第二管道、热交换装置、气泵和总阀门组成的循环系统，电池箱上均设有进口、出口和安全阀，第一管道与各电池箱上开设的进口通过第一分支管道连通，第二管道与各电池箱上开设的出口通过第二分支管道连通，第一、二管道还分别连通至气泵进出气口，第一分支管道上均设有进气阀，第二分支管道上均设有出气阀，总阀门安装于第一管道，热交换装置安装于第二管道。与现有技术相比，具有的好处在于：1)建立了封闭循环系统；2)防止电池箱内发生热失控所带来的安全问题；3)热交换循环系统运作不仅解决了电池箱散热问题，也保证了电池组在正常工作温度下工作。

Description

一种电池箱空调系统及其使用方法

【技术领域】

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是指一种电池箱空调系统及其使用方法。

【背景技术】

新能源汽车是以动力电池提供能量的，但由于单个动力电池的电压、容量均有限，因此，新能源汽车均会采用众多单体电池通过串并联的方式组成电池组来提供动力能量，这些电池组一般会放置于若干个电池箱中。

由此可见，电池箱是新能源汽车的核心部件之一，其在设计时通常会考虑以下技术问题：1)如何解决热失控导致的安全问题；2)如何解决防水防尘问题；3)电池故障时，如何及时排出电池组产生的热量；4)如何保证电池箱中的单体电池在设定的温度下工作。

然而，现有设计的电池箱往往只能解决上述一个或多个技术问题，并不能解决所有技术问题，并且通常在解决上述其中一个技术问题时，会导致其他技术问题的再次出现。例如，为了解决电池组的散热问题，通常会在箱体上设置若干开口以便保证电池箱内外空气直接循环，但该种电池箱无法实现防尘防水的功能；又例如，现有设计的电池箱为了保证电池箱中的单体电池在设定温度下工作，通常会在室外温度过低的箱体内加设发热片，但该种设计会占用电池箱内大量的空间，导致箱体可安装的单体电池减少，并且发热片产生的热量是通过辐射的方式到达各个单体电池，因此，靠近发热片的单体电池温度过高，远离发热片的单体电池的温度过低，箱体内单体电池温差过大，最终导致单体电池衰减不一致，影响单体电池的使用寿命。

鉴于以上弊端，实有必要提供一种电池箱空调系统及其使用方法以克服现有技术的不足。

【发明内容】

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种电池箱空调系统及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池箱空调系统，其包括由第一管道、若干收容有电池组的电池箱、第二管道、热交换装置、气泵和总阀门组成的循环系统，其中，每个电池箱上均设有进口、出口和安全阀，所述第一管道与各电池箱上开设的进口通过第一分支管道连通，所述第二管道与各电池箱上开设的出口通过第二分支管道连通，所述第一、二管道还分别连通至气泵的进出气口，所述第一分支管道上均设有进气阀，所述第二分支管道上均设有出气阀，所述总阀门安装于第一管道上，其位于距离气泵最近的进气阀与气泵之间，所述热交换装置安装于第二管道上，其位于距离气泵最近的出气阀与气泵之间。

作为本发明电池箱空调系统的一种改进，所述第一管道上还连通有保护性气体输入装置，其位于距离总阀门最近的进气阀与总阀门之间，所述保护性气体输入装置包括装设有惰性气体或非助燃气体的高压钢瓶，连通至第一管道的第三管道以及装设于高压钢瓶出口的控制阀门。

作为本发明电池箱空调系统的一种改进，所述进、出气阀、总阀门以及控制阀门均为电磁阀门。

作为本发明电池箱空调系统的一种改进，所述非助燃气体为液化状态的氮气或二氧化碳气体。

作为本发明电池箱空调系统的一种改进，所述热交换装置为加/散热板。

作为本发明电池箱空调系统的一种改进，所述各个电池箱内均设有温控开关。

作为本发明电池箱空调系统的一种改进，所述电池箱上设置的安全阀的泄压阀值均可调。

本发明还提供了一种电池箱空调系统的使用方法，其包括以下步骤：

1)将第一管道、第一分支管道以及各个电池箱中充满氮气，或氧气含量极低的氮气和空气的混合物；

2)设定热交换装置的运行温度，开启气泵，热交换循环系统正常运行；

3)当电池箱内的电池组不工作时，关闭整个电池箱空调系统。

作为本发明电池箱空调系统的使用方法的一种改进，在出现紧急情况时，电池箱空调系统会迅速关闭气泵，并关闭电池箱的出口处的出气阀和总阀门，同时开启保护性气体输入装置的控制阀门。

与现有技术相比，本发明具有的好处在于：1)建立了封闭的循环系统，防水防尘可靠；2)保护性气体输入装置的开启可有效防止电池箱内发生热失控所带来的安全问题；3)热交换循环系统的运作不仅解决了电池箱散热问题，也保证了电池组在正常工作温度下工作。

【附图说明】

图1为本发明电池箱空调系统的原理图；

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参考图1所示，一种电池箱空调系统100，其包括由第一管道10、若干收容有电池组的电池箱(A、B、C)、第二管道20、热交换装置30、气泵40和总阀50门组成的循环系统，其中，每个电池箱上均设有进口、出口和安全阀(a、b、c)，所述第一管道10与各电池箱上开设的进口通过第一分支管道11连通，所述第二管道20与各电池箱上开设的出口通过第二分支管道21连通，所述第一、二管道(10|、20)还分别连通至气泵40的进出气口，所述第一分支管道11上均设有进气阀(A1、B1、C1)，所述第二分支管道上均设有出气阀(A2、B2、C2)，所述总阀门50安装于第一管道10上，其位于距离气泵最近的进气阀与气泵之间，所述热交换装置30安装于第二管道20上，其位于距离气泵最近的出气阀与气泵之间。

第一管道10上还连通有保护性气体输入装置60，其连通点位于距离总阀门最近的进气阀与总阀门之间，所述保护性气体输入装置60包括装设有惰性气体或非助燃气体的高压钢瓶，连通至第一管道10的第三管道70以及装设于高压钢瓶出口的控制阀门80，所述非助燃气体为液化状态的氮气或二氧化碳气体。

本发明电池箱空调系统所采用的进、出气阀(A1、B1、C1、A2、B2、C2)、总阀门50以及控制阀门80均为电磁阀门，前述电磁阀门开启的控制由单设的控制电路完成。

本发明电池箱空调系统的电池箱中所安装的安全阀可设定不同的泄压值，当电池箱内气压过高时，安全阀门便会自动开启进行泄压，直至电池箱内气压恢复到设定值为止。

请继续参考图1所示，以非助燃气体为氮气来说明，用户购买本发明电池箱空调系统在使用时，按照以下步骤进行操作：

第一步，将第一管道10、第一分支管道11以及电池箱A、B、C中充满氮气或氧气含量极低的氮气和空气的混合物。其具体操作为：关闭总阀门50，关闭电池箱的出口处的出气阀A2、B2、C2，设定电池箱安全阀a、b、c的泄压阀值(初始设置的泄压阀值高于正常工作时的阀值)，再开启电池箱的进口处的进气阀A1、B1、C1，随后开启保护性气体输入装置的控制阀门80一段时间后又关闭控制阀门80，最后，调低安全阀a、b、c的泄压阀值至正常工作时的阀值。

在前述操作过程中，保护性气体输入装置60的高压钢瓶内装的液化状态的氮气便会迅速进入电池箱A、B、C中。当电池箱A、B、C内充入氮气后，便使电池箱内的气压明显变大，又由于电池箱的安全阀a、b、c的泄压阀值被调低了，因此，充入的氮气与电池箱内原有空气的混合物便从电池箱的安全阀a、b、c中泄露，直到电池箱内气体的气压达到正常工作时的阀值。如此经过几个循环可将电池箱内气体更换为氮气或氧气含量极低的氮气和空气的混合物，电池箱内更换后的气体用作以后正常使用时的热交换气体。

第二步，设定工作温度，开启热交换循环系统。其具体操作为：关闭保护性气体输入装置的控制阀门80，继续保持开启电池箱的进口处的进气阀A1、B1、C1，并开启总阀门50和电池箱的出口处的出气阀A2、B2、C2，再开动气泵，这样就使第一管道、电池箱和第二管道内的气体循环运动起来，并通过热交换装置保证循环的气体在预定的温度，前述的热交换循环系统包括加/散热板，在每个电池箱中还设有温控开关。

第三步，当电池箱内的电池组不工作时，关闭循环系统，其具体操作为：继续保持保护性气体输入装置的控制阀门80关闭，关闭总阀门50、关闭电池箱的出口处的出气阀A2、B2、C3以及关闭气泵40。

本发明电池箱空调系统在使用过程中出现紧急情况时，例如，电池箱体内因电池短路或遭遇车祸撞击后，其温度急剧升高，此时，该系统会迅速关闭气泵40，并关闭电池箱的出口处的出气阀A2、B2、C2和总阀门50，同时开启保护性气体输入装置的控制阀门80，这样保护性气体输入装置的钢瓶内的液化状态的氮气便会及时充入电池箱体内，在氮气气化的同时迅速吸收电池箱内过量的热量，与之同时，电池箱内的压力过大的气体便会从电池箱安全阀泄露出去以确保电池箱的安全。

本发明一种电池箱空调系统及其使用方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (9)

1.一种电池箱空调系统，其特征在于：包括由第一管道、若干收容有电池组的电池箱、第二管道、热交换装置、气泵和总阀门组成的循环系统，其中，每个电池箱上均设有进口、出口和安全阀，所述第一管道与各电池箱上开设的进口通过第一分支管道连通，所述第二管道与各电池箱上开设的出口通过第二分支管道连通，所述第一、二管道还分别连通至气泵的进出气口，所述第一分支管道上均设有进气阀，所述第二分支管道上均设有出气阀，所述总阀门安装于第一管道上，其位于距离气泵最近的进气阀与气泵之间，所述热交换装置安装于第二管道上，其位于距离气泵最近的出气阀与气泵之间。

2.如权利要求1所述的电池箱空调系统，其特征在于：所述第一管道上还连通有保护性气体输入装置，其位于距离总阀门最近的进气阀与总阀门之间，所述保护性气体输入装置包括装设有惰性气体或非助燃气体的高压钢瓶，连通至第一管道的第三管道以及装设于高压钢瓶出口的控制阀门。

3.如权利要求2所述的电池箱空调系统，其特征在于：所述进、出气阀、总阀门以及控制阀门均为电磁阀门。

4.如权利要求3所述的电池箱空调系统，其特征在于：所述非助燃气体为液化状态的氮气或二氧化碳气体。

5.如权利要求4所述的电池箱空调系统，其特征在于：所述热交换装置为加/散热板。

6.如权利要求5所述的电池箱空调系统，其特征在于：所述各个电池箱内均设有温控开关。

7.如权利要求1至6所述的任一电池箱空调系统，其特征在于：所述电池箱上设置的安全阀的泄压阀值均可调。

8.一种如权利要求1所述的电池箱空调系统的使用方法，其包括以下步骤：

1)将第一管道、第一分支管道以及各个电池箱中充满氮气，或氧气含量极低的氮气和空气的混合物；

2)设定热交换装置的运行温度，开启气泵，热交换循环系统正常运行；

3)当电池箱内的电池组不工作时，关闭整个电池箱空调系统。

9.如权利要求8所述的电池箱空调系统的使用方法，其特征在于：在出现紧急情况时，电池箱空调系统会迅速关闭气泵，并关闭电池箱的出口处的出气阀和总阀门，同时开启保护性气体输入装置的控制阀门。