CN107196000A - 一种电池组液冷均温装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池组液冷均温装置，用于均衡电池组的温度，包括换向阀、液冷装置及BMS；换向阀包括主体、阀门及连接BMS的电磁阀；主体的中部开设有一个空腔、将空腔与冷却装置连通的进液孔和出液孔及两个将液冷板连通的第一工作孔和第二工作孔，空腔的内表面间隔设有四个配合部；阀门设有两个密封环，密封环与配合部密封配合使得进液孔与出液孔分别与第一工作孔或第二工作孔连通；BMS通过电磁阀控制换向阀将冷却液的流向改变以均衡电池组的温度，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：换向阀能改变液冷板中的冷却液的流向，有效改善电池组的温度不一致性，使用BMS检测电池组的温度并自动控制换向阀及水泵，有效控制电池组的温度均衡。

Description

一种电池组液冷均温装置
【技术领域】
本发明涉及新能源汽车电池技术领域，具体的涉及一种电池组液冷均温装置。
【背景技术】
随着不可再生资源的不断消耗和环境问题的日益凸显，电池在近年来发展十分迅速，并且广泛应用于电动车领域。通常为达到将电池车推动的目的，将多个单体电池串并联形成电池组以获得足够的功率。然而，单体电池是二次电池在充放电过程中会产生大量的热量堆积在电池组中，如热量不及时散发出去则会导致单体电池的热失效，进而导致电池组起火甚至爆炸。因此，对电池组进行散热尤其重要，特别是使用液冷方式的电池组的散热效率高，极大提高了电池组的性能及寿命。然而，使用液冷方式的电池组，因液冷板分布在电池组中的各个部位导致各液冷板中冷却液的流速不同，从而导致各液冷板的散热效率不同以至于电池组中的单体电池的温度不一致，进而降低了电池组的性能及寿命。
鉴于此，实有必要提供一种电池组液冷均温装置以克服现有技术的不足。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种电池组液冷均温装置，采用液冷的方式给电池组散热降温并有效均衡电池组中各单体电池的温度。
为了实现上述目的，本发明提供一种电池组液冷均温装置，用于均衡电池组的温度，包括给电池组散热的液冷装置、换向阀及BMS；所述液冷装置包括若干装设于电池组上的液冷板及一个冷却装置；所述换向阀设置于液冷板与冷却装置之间并将液冷板与冷却装置连通，所述换向阀包括主体、阀门及电磁阀；所述主体的内部开设有一个空腔、将空腔与冷却装置连通的进液孔与出液孔及将空腔与每个液冷板连通并作为液冷板的进水或出水口的第一工作孔和第二工作孔；所述空腔包括第一空腔及将第一空腔的两端连通的第二空腔；所述第一空腔的内表面设有四个与第一空腔的轴线垂直并与阀门配合的凸台，且第一空腔的一端开设有供阀门贯穿的通孔；所述阀门包括收容于第一空腔内并与主体弹性连接的工作部及自工作部一端延伸并贯穿通孔的操作部；所述工作部的两端分别设有一个密封环，两个密封环与主体中的两个凸台配合使得进液孔与出液孔分别与第一工作孔或第二工作孔连通；所述电磁阀连接BMS并设置在第一空腔内正对工作部的端面，所述BMS通过操作电磁阀的闭合与断开控制冷却液在液冷板中的流向；所述电磁阀断开则无法吸合阀门，所述阀门移至将进液孔与第一工作孔连通的位置，使得所述第一工作孔成为液冷板的进水口；所述电磁阀闭合则吸合阀门，所述阀门移至将进液孔与第二工作孔连通的位置，使得所述第二工作孔成为液冷板的进水口。
作为本发明电池组液冷均温装置的一种改进，所述第一工作孔位于第一空腔中靠近通孔的一端，所述出液孔位于第一空腔中远离通孔的一端，所述进液孔位于第一工作孔与第二工作孔之间，且所述进液孔、第一工作孔及第二工作孔分别位于两个相邻的配合部之间；所述阀门的工作部的直径大于操作部及通孔的直径，且所述操作部远离工作部的一端设有一个限位部，通过工作部靠近操作部的一端及操作部的限位部将两个密封环与主体中的两个凸台的配合定位。
作为本发明电池组液冷均温装置的一种改进，所述液冷板间隔平行设置于电池组中，并设有两个将每个液冷板与换向阀连通并供冷却液流通的主管道；每个液冷板上设有两个分别连通一个主管道的支管道。
作为本发明电池组液冷均温装置的一种改进，所述冷却装置设有与换向阀连通的冷管及热管，所述冷管上设有一个与BMS连接的水泵；所述冷却装置还设有一个自冷管向热管的单向连通的溢流阀，且所述溢流阀将位于水泵与换向阀之间的冷管及热管单向连通。
作为本发明电池组液冷均温装置的一种改进，所述BMS设有用于检测电池组的温度状况的检测模块及用于连接换向阀的电磁阀与水泵的控制模块；所述BMS根据电池模块检测到的电池组的温度状况控制换向阀的电磁阀的闭合与断开及控制水泵的流量大小。
与现有技术相比，本发明电池组液冷均温装置的有益效果在于：换向阀能改变液冷板中的冷却液的流向，有效改善电池组的温度不一致性，使用BMS检测电池组的温度并自动控制换向阀及水泵，有效控制电池组的温度均衡。。
【附图说明】
图1为本发明电池组液冷均温装置中换向阀的电磁阀断开时的结构示意图；
图2为本发明电池组液冷均温装置中换向阀的电磁阀闭合时的结构示意图。
【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及图2，本发明提供的一种电池组液冷均温装置100，用于控制电池组的液冷组件以均衡电池组的温度，包括给电池组散热的液冷装置10、换向阀20及BMS(batterymanagement system，电池管理系统)30。所述BMS30通过控制换向阀20改变冷却装置10中冷却液的流动方向以均衡电池组的温度。
所述液冷装置10包括若干装设于电池组200上的液冷板101及输出并回收冷却液进行散热降温的冷却装置102。
所述液冷板101间隔平行设置于电池组中，并设有两个将每个液冷板101与换向阀20连通并供冷却液流通的主管道1011。每个液冷板101上设有两个分别连通一个主管道1011的支管道1012。
所述冷却装置102设有与换向阀20连通的冷管1021及热管1022，所述冷管1021上设有一个与BMS30连接的水泵1023。所述冷却装置102还设有一个自冷管1021向热管1022的单向连通的溢流阀1024，且所述溢流阀1024将位于水泵1023与换向阀20之间的冷管1021与热管1022单向连通。所述水泵1023自冷却装置102抽出冷却液向换向阀20中输出冷却液，所述溢流阀1024在液冷板101堵塞或换向阀20失效的情况下将冷却液引入热管1022中以免管道中的压力过大损坏液冷装置102。
所述换向阀20设置于液冷板101与冷却装置102之间并将每个液冷板101与冷却装置102连通，所述换向阀20包括主体21、阀门22及电磁阀23。
所述主体21的内部开设有一个空腔211、将空腔211与冷却装置102连通的进液孔212与出液孔213及将空腔211与每个液冷板101连通并作为液冷板101的进水或出水口的第一工作孔214和第二工作孔215。具体的，所述进液孔212对应并连通冷却装置102上的冷管1021，所述出液孔213对应并连通冷却装置102上的热管1022，所述第一工作孔214和第二工作孔215分别连接一个主管道1011。所述空腔211包括第一空腔2111及将第一空腔2111的两端连通的第二空腔2112，所述第一空腔2111的内表面设有四个与第一空腔2111的轴线垂直并与阀门22配合的凸台2113，且第一空腔2111的一端开设有供阀门22贯穿的通孔2114。所述第一工作孔214位于第一空腔2111中靠近通孔2114的一端，所述出液孔213位于第一空腔2111中远离通孔2114的一端，所述进液孔212位于第一工作孔214与第二工作孔215之间，且所述进液孔212、第一工作孔214及第二工作孔215分别位于两个相邻的凸台2113之间。通过所述进液孔212与冷管1021连通及出液孔213与热管1022连通将换向阀20与冷却装置102连通，通过两个主管道1011分别与第一工作孔214和第二工作孔215将换向阀20与每个液冷板101连通，并使得第一工作孔214和第二工作孔215分别成为每个液冷板101的进水或出水口。
所述阀门22包括收容于第一空腔2111内并与主体21弹性连接的工作部221及自工作部221一端延伸并用于贯穿主体21的通孔2114的操作部222。所述工作部221的两端分别设有一个密封环2211，两个密封环2211与主体21中的两个凸台2113配合使得进液孔212与出液孔213分别与第一工作孔214或第二工作孔215连通。所述工作部221的直径大于操作部222及通孔2113的直径，且所述操作部222远离工作部221的一端设有一个限位部2221，通过工作部221靠近操作部222的一端及操作部222的限位部2221将两个密封环2211与主体21中的两个凸台2113的配合定位。
所述电磁阀23连接BMS30并设置在第一空腔2111内正对阀门22上工作部221的端面，所述BMS30通过操作电磁阀23的闭合与断开控制冷却液在液冷板101中的流向。具体的，所述电磁阀23断开，则电磁阀23无法吸合阀门，在弹簧的作用下所述阀门22移至将进液孔212与第一工作孔214连通的位置，从而所述第一工作孔214成为液冷板101的进水口；所述电磁阀23闭合，则电磁阀23吸合阀门，所述阀门22移至将进液孔212与第二工作孔215连通的位置，从而所述第二工作孔215成为液冷板101的进水口。在本实施方式中，所述电磁阀23常开设置。
所述BMS30设有用于检测电池组200的温度状况的检测模块301及用于连接换向阀20中的电磁阀23与水泵1023的控制模块302。所述BMS30根据电池模块301检测到的电池组200的温度状况自动控制换向阀20中的电磁阀23的闭合与断开及控制水泵1023的流量大小。所述BMS30控制水泵流量大小的目的是控制液冷板的散热的快慢，以将电池组200的温度稳定在一定范围内。在本实施方式中，所述BMS30的检测模块301在电池组200的两端分别设有一个温度检测点。
使用时，请参考图1，所述BMS30操作换向阀20上的电磁阀23断开，所述换向阀20上的进液孔212与第一工作孔214连通。从而，所述水泵1023通过冷管1021将冷却装置102中的冷却液经换向阀20上的进液孔212输进换向阀20的第一空腔2111，进入第一空腔2111中的冷却液经第一工作孔214流进与第一工作孔214连通的主管道1011并通过支管道1012流进每个液冷板101，冷却液在液冷板101中吸热后进入另一个主管道1011并通过换向阀20的第二工作孔215再次进入换向阀20的第一空腔2111，然后冷却液依次经出液孔213、热管1022回流到冷却装置102中制冷。
请参考图2，所述BMS30操作换向阀20上的电磁阀23闭合，所述换向阀20上的进液孔212与第二工作孔214连通。从而，所述水泵1023通过冷管1021将冷却装置102中的冷却液经换向阀20上的进液孔212输进换向阀20的第一空腔2111，进入第一空腔2111中的冷却液经第二工作孔215流进与第二工作孔215连通的主管道1011并通过支管道1012流进每个液冷板101，冷却液在液冷板101中吸热后进入另一个主管道1011并通过换向阀20的第一工作孔214再次进入换向阀20的第一空腔2111，然后冷却液依次经第二空腔2112、出液孔213、热管1022回流到冷却装置102中制冷。
本发明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 (5)

1.一种电池组液冷均温装置，用于均衡电池组的温度，其特征在于：包括给电池组散热的液冷装置、换向阀及BMS；所述液冷装置包括若干装设于电池组上的液冷板及一个冷却装置；所述换向阀设置于液冷板与冷却装置之间并将液冷板与冷却装置连通，所述换向阀包括主体、阀门及电磁阀；所述主体的内部开设有一个空腔、将空腔与冷却装置连通的进液孔与出液孔及将空腔与每个液冷板连通并作为液冷板的进水或出水口的第一工作孔和第二工作孔；所述空腔包括第一空腔及将第一空腔的两端连通的第二空腔；所述第一空腔的内表面设有四个与第一空腔的轴线垂直并与阀门配合的凸台，且第一空腔的一端开设有供阀门贯穿的通孔；所述阀门包括收容于第一空腔内并与主体弹性连接的工作部及自工作部一端延伸并贯穿通孔的操作部；所述工作部的两端分别设有一个密封环，两个密封环与主体中的两个凸台配合使得进液孔与出液孔分别与第一工作孔或第二工作孔连通；所述电磁阀连接BMS并设置在第一空腔内正对工作部的端面，所述BMS通过操作电磁阀的闭合与断开控制冷却液在液冷板中的流向；所述电磁阀断开则无法吸合阀门，所述阀门移至将进液孔与第一工作孔连通的位置，使得所述第一工作孔成为液冷板的进水口；所述电磁阀闭合则吸合阀门，所述阀门移至将进液孔与第二工作孔连通的位置，使得所述第二工作孔成为液冷板的进水口。
2.根据权利要求1所述的电池组液冷均温装置，其特征在于：所述第一工作孔位于第一空腔中靠近通孔的一端，所述出液孔位于第一空腔中远离通孔的一端，所述进液孔位于第一工作孔与第二工作孔之间，且所述进液孔、第一工作孔及第二工作孔分别位于两个相邻的配合部之间；所述阀门的工作部的直径大于操作部及通孔的直径，且所述操作部远离工作部的一端设有一个限位部，通过工作部靠近操作部的一端及操作部的限位部将两个密封环与主体中的两个凸台的配合定位。
3.根据权利要求2所述的电池组液冷均温装置，其特征在于：所述液冷板间隔平行设置于电池组中，并设有两个将每个液冷板与换向阀连通并供冷却液流通的主管道；每个液冷板上设有两个分别连通一个主管道的支管道。
4.根据权利要求2所述的电池组液冷均温装置，其特征在于：所述冷却装置设有与换向阀连通的冷管及热管，所述冷管上设有一个与BMS连接的水泵；所述冷却装置还设有一个自冷管向热管的单向连通的溢流阀，且所述溢流阀将位于水泵与换向阀之间的冷管及热管单向连通。
5.根据权利要求3所述的电池组液冷均温装置，其特征在于：所述BMS设有用于检测电池组的温度状况的检测模块及用于连接换向阀的电磁阀与水泵的控制模块；所述BMS根据电池模块检测到的电池组的温度状况控制换向阀的电磁阀的闭合与断开及控制水泵的流量大小。
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