CN109841920A - 电池包散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池包散热结构，包括电池箱、若干电池模组、散热组件及BMS；散热组件包括收容冷却液的水箱、电子泵、若干液冷板、进水管、出水管、三通阀、喷头及喷水管，水箱、电子泵、进水管、液冷板及出水管首尾相连形成散热循环，进水管包括第一进水管及第二进水管，三通阀设有与第一进水管连通的进水口、与第二进水管连通的第一出水口及与喷水管连通的第二出水口，且第一出水口与第二出水口其中一个开启时，另一个关闭。本发明的有益效果在于：通过在出水管上设置与喷水管相连的三通阀，使得冷却液既可以用来散热，又可以用来灭火，不仅有效保证了电池包的安全性能，且有效缩小了电池包的体积和重量。

Description

电池包散热结构

【技术领域】

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包散热结构。

【背景技术】

锂离子电池以其在能量密度、无排放污染等方面存在的优势，目前已广泛应用与电动汽车领域。但锂离子电池的性能受温度影响较大，所处的工作温度对其电化学性能、使用寿命以及安全性的影响都十分明显。电池充放电过程的放热反应会产生大量的热，如果产生的热量没有得到有效消散，电池内部温度会迅速升高，进而影响电池的容量、内阻、功率输出及电池寿命，甚至引发热失控等安全问题。更为严重的是，热失控会导致起火与爆炸，引发严重的后果，为此电动车的电池包内需设置灭火装置，以在出现起火状态时及时有效的控制火情，然而，现有技术中，灭火装置为无压力存储有防潮、耐温、抗腐蚀的灭活罐，占用空间较大，影响了电池包的能量密度比。

鉴于此，实有必要提供一种电池包散热结构以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种自主散热和灭火双重功能的电池包，旨在缩小电池包灭火功能组件的体积和重量，进而提高电池包的性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种电池包散热结构，包括电池箱、若干装设于所述电池箱中的电池模组、散热组件及安装所述电池箱内的BMS；所述散热组件包括收容冷却液的水箱、电子泵、若干设置在所述电池模组上的液冷板、进水管、出水管、设置于进水管上的三通阀、设置于电池箱中的喷头及连接于三通阀与喷头之间的喷水管，所述水箱、电子泵、进水管、液冷板及出水管首尾相连形成散热循环，所述进水管包括连接于电子泵与三通阀之间的第一进水管及连接于三通阀与液冷板之间的第二进水管，所述三通阀设有与第一进水管连通的进水口、与第二进水管连通的第一出水口及与喷水管连通的第二出水口，且所述三通阀还与所述BMS相连并在所述BMS的控制下开启或者关闭所述第一出水口与第二出水口。

在一个优选实施方式中，所述三通阀包括具有阀室的阀体、设置于所述阀室中的阀芯及安装在所述阀体上的第一线圈与第二线圈，所述进水口、第一出水口与第二出水口均与所述阀室连通，所述阀芯与所述阀体滑动配合，所述第一线圈环绕于所述第一出水口以在通电后吸合所述阀芯并使得所述阀芯向靠近所述第一出水口的方向移动，所述第二线圈环绕所述第二出水口以在通电后吸合所述阀芯并使得所述阀芯向靠近所述第二出水口的方向。

在一个优选实施方式中，所述喷头设置于所述电池箱的中部。

在一个优选实施方式中，所述喷头的两侧设有数量相同的电池模组。

在一个优选实施方式中，所述液冷板设有与所述进水管连通的冷水口及与所述出水管连通的热水口，对应的，所述进水管设有若干与所述冷水口一一连通的进水支管，所述出水管设有若干与所述热水口一一连通的出水支管。

在一个优选实施方式中，所述BMS还与每个电池模组及电子泵电连接，以监测电池模组的温度状态和控制电子泵的工作状态。

在一个优选实施方式中，所述水箱与电子泵均设置在电池箱外，所述进水管与出水管分别穿出所述电池箱外与所述水箱及电子泵相连。

在一个优选实施方式中，所述水箱的一端与所述出水管相连，另一端与所述电子泵相连，所述电子泵则连接于所述水箱与所述出水管之间。

本发明提供的电池包散热结构通过在出水管上设置三通阀，且将三通阀与一端设有喷头的喷水管相连，使得冷却液可以通过三通阀进行流向分配，从而冷却液既可以用来散热，又可以用来灭火，不仅有效保证了电池包的安全性能，且有效缩小了电池包的体积和重量。

为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

【附图说明】

图1为本发明提供的电池包散热结构的连接结构示意图；

图2为图1所示三通阀的剖视图。

【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，本发明提供一种具有灭火功能的电池包散热结构100，主要改善灭火装置占用空间大、灭火效率低的问题。

在本发明的实施例中，电池包散热结构100包括电池箱10、若干装设于电池箱10中的电池模组20、散热组件30及安装在电池箱10内的BMS(Battery Management System，电池管理系统)40。散热组件30包括有容冷却液的水箱31、电子泵32、若干设置在电池模组20上的液冷板33、进水管34与出水管35，水箱31、电子泵32、液冷板33、进水管34及出水管35首尾相连形成散热循环以给电池模组20进行散热降温，具体的，水箱31中的冷却液在电子泵32的作用下经进水管34流进每个液冷板33中以吸收液冷板33产生的热量，再经出水管35回流到水箱31中进行冷却，如此反复形成散热循环以达到给电池模组20进行散热降温的目的。

在本实施方式中，液冷板33设有与进水管34连通的冷水口331及与出水管35连通的热水口332，对应的，进水管34设有若干与冷水口331一一连通的进水支管3401，出水管35设有若干与热水口332一一连通的出水支管3501，亦即，液冷板33通过进水支管3401与出水支管3501并联在进水管34与出水管35之间，以使得每个液冷板33的散热效果一致，从而电池模组20之间能保持良好的一致性，可以提高电池模组20的工作效率。

进一步的，在一个实施例中，水箱31与电子泵32均设置在电池箱10外，以避免占用电池箱10的内部空间，同时水箱31与电子泵32存在漏液和保养的问题，如此可以方便维护，且能提高电池包的安全性能，对应的，进水管34与出水管35需分别穿出电池箱10外与水箱31及电子泵32相连，在本实施方式中，水箱31的一端与出水管35相连，另一端与电子泵32相连，电子泵32则连接于水箱31与出水管35之间。

请参考图2，在本发明的实施例中，散热组件30还包括设置于进水管34上的三通阀36、设置于电池箱10中的喷头37及连接于三通阀36与喷头37之间的喷水管38，其中三通阀36对冷却液起分配流向的作用，即通过三通阀36使得冷却液要么一直沿进水管34流入液冷板33中形成散热循环，要么流入到喷水管38中再经喷头37喷洒在电池箱10内以用于灭火，亦即，冷却液既用于散热又用于灭火，从而无需在电池箱10中安放专用的灭火剂，更无需安装该灭火剂的存储装置，从而明显减小电池包的体积和重量，不仅可以保证电池包的安全性能，且能提高电池包的使用性能。在本实施方式中，BMS40与每个电池模组20相连，用于检测电池模组20的温度状态并同时检测电池箱10中是否出现烟雾，如此通过检测结果可以判断电池箱10内是否起火，以决定是否进行灭火工作。优选的，BMS40还与电子泵32电连接以控制电子泵32的工作状态，从而可以通过电子泵32来控制冷却液的流速，如此既可以控制散热循环的快慢，也可以控制冷却液的喷洒速度，提高散热效率和灭火效率。

具体的，冷却液为氟化液，氟化液的沸点降低且绝缘性能与导热性能良好，既利于电池模组20进行散热功能，又可以用来灭火。进水管34包括连接于电子泵32与三通阀36之间的第一进水管341及连接于三通阀36与液冷板33之间的第二进水管342，三通阀36设有与第一进水管341连通的进水口361、与第二进水管342连通的第一出水口362及与喷水管38连通的第二出水口363，且三通阀36还与BMS40相连并在BMS40的控制下开启或者关闭第一出水口362与第二出水口363，即通过BMS40来控制是进行散热循环工作还是进行灭火工作，比如，当进行散热循环工作时，BMS40关闭第二出水口363并开启第一出水口362，如此第一进水管341与第二进水管342通过进水口361与第一出水口362连通，喷水管38被第二出水口363封闭，冷却液依次沿第一进水管341、三通阀36及第二进水管342进入到液冷板33中以进行散热循环，同理进行灭火工作时，BMS40关闭第一出水口362并开启第二出水口363，如此第一进水管341与喷水管38通过进水口361与第二出水口363连通，第二进水管342被第一出水口362封闭，冷却液依次沿第一进水管341、三通阀36及喷水管38进入到喷头37中在喷洒在电池箱10中以进行灭火工作。

在本实施方式中，三通阀36包括具有阀室3641的阀体364、设置于阀室3641中的阀芯365及安装在阀体364上的第一线圈366与第二线圈367，阀芯365在第一线圈366或者第二线圈367的作用下封堵第一出水口362或者第二出水口363。具体的，进水口361、第一出水口362与第二出水口363均与阀室3641连通，阀芯365与阀体滑动配合并能在第一出水口362与第二出水口363之间往返移动以封堵第一出水口362或者第二出水口363，第一线圈366环绕于第一出水口362以在通电后吸合阀芯365，并使得阀芯365向靠近第一出水口362的方向移动并封堵在第一出水口362中，第二线圈367环绕第二出水口363以在通电后吸合阀芯365，并使得阀芯365向靠近第二出水口363的方向移动并封堵在第二出水口363中。

进一步的，在一个实施例中，喷头37设置于电池箱10的中部，以在灭火的时候将冷却液均匀的喷洒在电池箱10内，可以提高灭火效率。在本实施方式中，喷头37的两侧设有数量相同的电池模组20，以进一步的提高灭火效率，当然喷头37可以设置成多个，即可以根据需求来在电池箱中布置相应数量的喷头37，例如在相邻的两个电池模组20之间设置一个喷头37。

综上所述，本发明通过在出水管35上设置三通阀36，且将三通阀36与一端设有喷头37的喷水管38相连，使得冷却液可以通过三通阀36进行流向分配，从而冷却液既可以用来散热，又可以用来灭火，不仅有效保证了电池包的安全性能，且有效缩小了电池包的体积和重量。

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 (9)

1.一种电池包散热结构，其特征在于，包括电池箱、若干装设于所述电池箱中的电池模组及散热组件；所述散热组件包括收容冷却液的箱体、电子泵、若干设置在所述电池模组上的液冷板、进水管、出水管、设置于进水管上的三通阀、设置于电池箱中的喷头及连接于三通阀与喷头之间的喷水管，所述箱体、电子泵、进水管、液冷板及出水管首尾相连形成散热循环，所述进水管包括连接于电子泵与三通阀之间的第一进水管及连接于三通阀与液冷板之间的第二进水管，所述三通阀设有与第一进水管连通的进水口、与第二进水管连通的第一出水口及与喷水管连通的第二出水口，所述第一出水口与第二出水口其中一个开启时，另一个关闭。

2.根据权利要求1所述的电池包散热结构，其特征在于，所述三通阀包括具有阀室的阀体、设置于所述阀室中的阀芯及安装在所述阀体上的第一线圈与第二线圈，所述进水口、第一出水口与第二出水口均与所述阀室连通，所述阀芯与所述阀体滑动配合，所述第一线圈环绕于所述第一出水口以在通电后吸合所述阀芯并使得所述阀芯向靠近所述第一出水口的方向移动，所述第二线圈环绕所述第二出水口以在通电后吸合所述阀芯并使得所述阀芯向靠近所述第二出水口的方向。

3.根据权利要求2所述的电池包散热结构，其特征在于，还包括安装于所述电池箱内的BMS，所述BMS与所述三通阀的第一线圈及第二线圈相连以给所述第一线圈及第二线圈通电或者断电。

4.根据权利要求3所述的电池包散热结构，其特征在于，所述BMS还与每个电池模组及电子泵电连接，以监测电池模组的温度状态和控制电子泵的工作状态。

5.根据权利要求1所述的电池包散热结构，其特征在于，所述喷头设置于所述电池箱的中部。

6.根据权利要求5所述的电池包散热结构，其特征在于，所述喷头的两侧设有数量相同的电池模组。

7.根据权利要求1所述的电池包散热结构，其特征在于，所述液冷板设有与所述进水管连通的冷水口及与所述出水管连通的热水口，对应的，所述进水管设有若干与所述冷水口一一连通的进水支管，所述出水管设有若干与所述热水口一一连通的出水支管。

8.根据权利要求1所述的电池包散热结构，其特征在于，所述箱体与电子泵均设置在电池箱外，所述进水管与出水管分别穿出所述电池箱外与所述箱体及电子泵相连。

9.根据权利要求7所述的电池包散热结构，其特征在于，所述箱体的一端与所述出水管相连，另一端与所述电子泵相连，所述电子泵则连接于所述箱体与所述出水管之间。