CN110867627A - 一种电池冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池冷却装置，包括箱体，箱体内至少布置两台电子风扇，箱体的底面上还布置有散热器和液体深度传感器，各电子风扇在箱体内的高度不完全相同，液体深度检测装置用于检测箱体内的涉水深度；液体深度传感器和各电子风扇分别连接有控制器，该控制器用于比较涉水深度和电子风扇叶片运转的最低高度，当判定涉水深度大于或等于电子风扇叶片运转的最低高度时，控制具有最低高度的运转叶片的电子风扇停止运行，控制剩余电子风扇继续运行，实现散热器的风冷控制和水冷控制。

Description

一种电池冷却装置
技术领域
本发明属于动力电池冷却技术领域，具体涉及一种电池冷却装置。
背景技术
动力电池是电动汽车的核心部件之一，由于电动汽车在使用过程中其工况复杂、环境恶劣，电动汽车的动力电池在这种情况下发热严重，若不及时对动力电池进行冷却，带走电池所产生的热量，会造成动力电池性能衰减严重，甚至可能引起安全事故。
现有技术中，对于动力电池的冷却主要有：自然冷却、风冷、间接水冷、冷媒直冷以及浸油冷却的冷却方式。其中，风冷一般在电池冷却装置中设置电子风扇，采用电子风扇进行电池冷却，而电动汽车在实际运行过程，由于电池冷却装置一般布置在车辆的底盘上，使得电动汽车在行驶积水路面的过程中遇到涉水情况，致使车辆底盘上的电池冷却装置也会涉水，例如申请公布号为CN107706482A的中国专利申请提出的《电池冷却装置》，该电池冷却装置涉水后，电子元器件尤其是电子风扇仍然在继续工作，继而可能引发电子元器件产生故障，导致电池冷却装置发生故障；并且，电子风扇遇水后，风扇叶片同时受水和空气阻力影响，容易损坏电机叶片和风扇电机运动轴系统；严重时电池冷却装置的故障最终引发整车电池电源系统故障，因此，电池冷却装置的涉水问题存在重大安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池冷却装置，用于解决现有电池冷却装置在涉水时产生的电子风扇安全隐患问题。
为解决上述技术问题，本发明提出一种电池冷却装置，包括箱体，箱体内至少布置两台电子风扇箱体的底面上还布置有散热器和液体深度传感器，各电子风扇在所述箱体内的高度不完全相同，液体深度检测装置用于检测箱体内的涉水深度；液体深度传感器和各电子风扇均连接有控制器，该控制器用于比较所述涉水深度和电子风扇叶片运转的最低高度，当判定涉水深度大于或等于电子风扇叶片运转的最低高度时，控制所述最低高度小于或等于涉水深度的电子风扇停止运行，控制剩余电子风扇继续运行，实现散热器的风冷控制和水冷控制。
本发明的电池冷却装置通过错位布置电子风扇，在遇到涉水的情况时，通过检测电池冷却装置箱体内的涉水深度，在涉水深度大于或等于电子风扇叶片运转的最低高度时，控制相应的电子风扇停止运行，达到保护停运电子风扇的目的的同时，将该部分的风冷控制转为水冷控制，即通过箱体内的水与散热器中的水产生热交换，继而达到电池冷却的目的。并且，虽然控制一部分电子风扇停止运行，但是仍然继续控制剩余的电子风扇运行，还能够通过风冷控制对散热器进行散热，保证电池冷却的效果。
为了尽量简化控制方式的复杂度，同时保证装置的冷却效果，所述电子风扇包括两组，第一组电子风扇的叶片运转的最低高度为H1，第二组电子风扇的叶片运转的最低高度为H3，且H3>H1，当判定涉水深度大于或等于H1、且小于H3时，控制第一组电子风扇停止运行、第二组电子风扇继续运行，同时进行风冷控制和水冷控制；当判定涉水深度大于或等于H3时，控制第二组电子风扇停止运行，将风冷控制转为水冷控制。
当箱体内的涉水深度不同程度的回落时，为了最大程度的实现电子风扇的风冷控制，在控制所述第一组电子风扇停止运行、第二组电子风扇继续运行后，当所述涉水深度小于或等于第一设定高度时，控制第一组电子风扇重新启动运行，所述第一设定高度小于H1。在控制第二组电子风扇停止运行，将风冷控制转为水冷控制后，当所述涉水深度回落到第二设定高度，该第二设定高度小于H3、大于或等于H1时，控制第二组电子风扇重新启动运行。
为了避免电子风扇频繁往复的停止运行和启动运行，还包括计算电子风扇持续运行的时间间隔，当电子风扇持续运行的时间间隔大于第一设定时间，且涉水深度大于或等于所述电子风扇叶片运转的最低高度时，控制所述最低高度小于或等于涉水深度的电子风扇停止运行，控制剩余电子风扇继续运行。
为避免涉水深度变化过快导致的第一组电子风扇反复启停，从而影响电子风扇工作寿命的问题，在控制所述第一组电子风扇停止运行、第二组电子风扇继续运行后，还包括计算第一组电子风扇停止运行的时间，当第一组电子风扇停止运行的时间大于第一设定时间，且所述涉水深度小于或等于设定高度时，控制第一组电子风扇重新启动运行。
同理，为避免涉水深度变化过快导致的第二组电子风扇反复启停，在控制第二组电子风扇停止运行，将风冷控制转为水冷控制后，还包括计算第二组电子风扇停止运行的时间，当第二组电子风扇停止运行的时间大于第二设定时间，且所述涉水深度回落到第二设定高度时，控制第二组电子风扇重新启动运行。
为了防止电池冷却装置中涉水深度的频繁变化导致电子风扇反复、快速启停引发的故障隐患，需要对多次检测的涉水深度进行处理计算，计算式如下：
Figure BDA0001780618840000031
式中，H为根据检测的涉水深度按照上式计算的最终涉水深度，n为检测涉水深度的次数，∑Hn为n次检测的实时涉水深度的总和。
为实现涉水深度的检测，所述液体深度检测装置为液位传感器，该液位传感器布置在过其中一个电子风扇的电机轴线并垂直于箱体的底面上，优选的，该液位传感器与具有最低高度的运转叶片的电子风扇对应布置。
为避免由于液位传感器的故障导致的测量误差，所述液位传感器的数量为两个以上，控制器用于将所有液位传感器检测的涉水深度求和做平均值，作为用于和电子风扇叶片运转的最低高度比较的最终涉水深度。
附图说明
图1是本发明的电池冷却装置中电子风扇的平面布置示意图；
图2是本发明的电池冷却装置中电子风扇和液位传感器的左视图；
图3-1是本发明的一种电子风扇在箱体内错位布置的示意图；
图3-2是本发明的另一种电子风扇在箱体内错位布置的示意图；
上述附图中的标号说明如下：
1——箱体，21——低位电子风扇，22——高位电子风扇，3——液位传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明提出一种电池冷却装置，包括箱体，箱体内至少布置两台电子风扇，箱体的底面上还布置有散热器和液体深度传感器，各电子风扇在箱体内的高度不完全相同，液体深度检测装置用于检测箱体内的涉水深度；液体深度传感器和各电子风扇分别连接有控制器，该控制器用于比较涉水深度和电子风扇叶片运转的最低高度，当判定涉水深度大于或等于电子风扇叶片运转的最低高度时，控制最低高度小于或等于涉水深度的电子风扇停止运行，控制剩余电子风扇继续运行，实现散热器的风冷控制和水冷控制。
本发明的电池冷却装置通过错位布置电子风扇，在遇到涉水的情况时，通过检测电池冷却装置箱体内的涉水深度，在涉水深度大于或等于电子风扇叶片运转的最低高度时，控制相应的电子风扇停止运行，达到保护停运电子风扇的目的的同时，将该部分的风冷控制转为水冷控制，即通过箱体内的水与散热器中的水产生热交换，继而达到电池冷却的目的。并且，虽然控制一部分电子风扇停止运行，但是仍然继续控制剩余的电子风扇运行，还能够通过风冷控制对散热器进行散热，保证电池冷却的效果。
为了避免电子风扇频繁往复的停止运行和启动运行，还包括计算电子风扇持续运行的时间间隔，当电子风扇持续运行的时间间隔大于设定时间t，且涉水深度大于或等于电子风扇叶片运转的最低高度时，再控制最低高度小于或等于涉水深度的电子风扇停止运行，控制剩余电子风扇继续运行。
当电池冷却装置的箱体内布置两个以上的电子风扇时，电子风扇既可以如图3-1所示的错位布置，也可以为如图3-2所示的错位布置，并且电子风扇的数量可以多个，但是，为了节省成本，尽量简化控制方式的复杂度，同时实现本发明的冷却控制，优选采用两个电子风扇错位布置，如图1所示。
图1所示的电池冷却装置，包括箱体1、低位电子风扇21、高位电子风扇22、液位传感器3。其中，低位电子风扇21的叶片运转的最低高度为H1，高位电子风扇22的叶片运转的最低高度为H3，且H3>H1，当判定涉水深度大于或等于H1、且小于H3时，控制低位电子风扇21停止运行、高位电子风扇22继续运行，同时进行风冷控制和水冷控制，实现电池冷却装置的冷却效果最大化；当判定涉水深度大于或等于H3时，控制高位电子风扇22停止运行，将风冷控制转为水冷控制，保证电子风扇不受损坏，延长电子风扇的使用寿命。
在控制低位电子风扇21停止运行、高位电子风扇22继续运行后，当涉水深度小于或等于设定高度H2时，控制低位电子风扇21重新启动运行，且H2<H1。在风冷控制转为水冷控制后，涉水深度回落到另一设定高度，该设定高度小于H3、大于或等于H1时，控制第二组电子风扇重新启动运行。限定上述两个设定高度的范围的目的，是为了电子风扇的重新启动留有阈度，避免涉水深度反复回落、且回落幅度小导致反复启动电子风扇，延长电子风扇的使用寿命。优选的，当涉水深度回落到H1，控制高位电子风扇22重新启动运行，最大程度的实现电子风扇的风冷控制。
为避免涉水深度变化过快导致的低位电子风扇21反复启停，从而影响电子风扇工作寿命的问题，还可以在控制低位电子风扇21停止运行、高位电子风扇22继续运行后，计算低位电子风扇21停止运行的时间，当低位电子风扇21停止运行的时间大于设定时间t1，且涉水深度小于或等于设定高度时，控制低位电子风扇21重新启动运行，可确保电子风扇电机不在短时间内反复启停，消除故障隐患，保护电子风扇。
同理，为避免涉水深度变化过快导致的高位电子风扇22反复启停，在风冷控制转为水冷控制后，还可以计算高位电子风扇22停止运行的时间，当高位电子风扇22停止运行的时间大于设定时间t2，且涉水深度回落到H1，控制高位电子风扇22重新启动运行。
由于汽车涉水情况分为多种，水位瞬间波动大，为防止电池冷却装置中涉水深度的频繁变化导致电子风扇反复、快速启停引发的故障隐患，需要对多次检测的涉水深度进行处理计算，计算式如下：
Figure BDA0001780618840000061
式中，H为根据检测的涉水深度按照上式计算的最终涉水深度，n为检测涉水深度的次数，∑Hn为n次检测的实时涉水深度的总和。
为实现涉水深度的检测，本发明的液位传感器3布置在过其中一个电子风扇(例如低位电子风扇21)的电机轴线并垂直于箱体1的底面上，优选的，该液位传感器3与具有最低高度的运转叶片的电子风扇对应布置，布置液位传感器3和低位电子风扇21的左视图如图2所示，作为其他实施方式，液位传感器3也可以与高位电子风扇22对应布置，或者，液位传感器3还可以布置在箱体1内的其他位置。
另外，不考虑经济效益，液位传感器的数量优选为两个以上，控制器用于将所有液位传感器检测的涉水深度求和做平均值，作为用于和电子风扇叶片运转的最低高度比较的最终涉水深度，以避免由于液位传感器的故障导致的测量误差。
上述实施例是以一个低位电子风扇和一个高位电子风扇为例，作为其他实施方式，还可以是多个低位电子风扇和多个高位电子风扇。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电池冷却装置，其特征在于，包括箱体，箱体内至少布置两台电子风扇，箱体的底面上还布置有散热器和液体深度传感器，各电子风扇在所述箱体内的高度不完全相同，液体深度检测装置用于检测箱体内的涉水深度；液体深度传感器和各电子风扇均连接有控制器，该控制器用于比较所述涉水深度和电子风扇叶片运转的最低高度，当判定涉水深度大于或等于电子风扇叶片运转的最低高度时，控制所述最低高度小于或等于涉水深度的电子风扇停止运行，控制剩余电子风扇继续运行，实现散热器的风冷控制和水冷控制。
2.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，所述电子风扇包括两组，第一组电子风扇的叶片运转的最低高度为H1，第二组电子风扇的叶片运转的最低高度为H3，且H3>H1，当判定涉水深度大于或等于H1、且小于H3时，控制第一组电子风扇停止运行、第二组电子风扇继续运行，同时进行风冷控制和水冷控制；当判定涉水深度大于或等于H3时，控制第二组电子风扇停止运行，将风冷控制转为水冷控制。
3.根据权利要求2所述的电池冷却装置，其特征在于，在控制所述第一组电子风扇停止运行、第二组电子风扇继续运行后，当所述涉水深度小于或等于第一设定高度时，控制第一组电子风扇重新启动运行，所述第一设定高度小于H1。
4.根据权利要求2所述的电池冷却装置，其特征在于，在控制第二组电子风扇停止运行，将风冷控制转为水冷控制后，当所述涉水深度回落到第二设定高度，该第二设定高度小于H3、大于或等于H1时，控制第二组电子风扇重新启动运行。
5.根据权利要求3所述的电池冷却装置，其特征在于，在控制所述第一组电子风扇停止运行、第二组电子风扇继续运行后，还包括计算第一组电子风扇停止运行的时间，当第一组电子风扇停止运行的时间大于第一设定时间，且所述涉水深度小于或等于第一设定高度时，控制第一组电子风扇重新启动运行。
6.根据权利要求4所述的电池冷却装置，其特征在于，在控制第二组电子风扇停止运行，将风冷控制转为水冷控制后，还包括计算第二组电子风扇停止运行的时间，当第二组电子风扇停止运行的时间大于第二设定时间，且所述涉水深度回落到第二设定高度时，控制第二组电子风扇重新启动运行。
7.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，还包括计算电子风扇持续运行的时间间隔，当电子风扇持续运行的时间间隔大于设定时间，且涉水深度大于或等于所述电子风扇叶片运转的最低高度时，控制所述最低高度小于或等于涉水深度的电子风扇停止运行，控制剩余电子风扇继续运行。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池冷却装置，其特征在于，所述涉水深度的计算式如下：
Figure FDA0001780618830000021
式中，H为根据检测的涉水深度按照上式计算的最终涉水深度，n为检测涉水深度的次数，∑Hn为n次检测的涉水深度的总和。
9.根据权利要求1所述的电池冷却装置，其特征在于，所述液体深度检测装置为液位传感器，该液位传感器布置在过电子风扇的电机轴线并垂直于箱体的底面上。
10.根据权利要求9所述的电池冷却装置，其特征在于，所述液位传感器的数量为两个以上，控制器用于将所有液位传感器检测的涉水深度求和做平均值，作为用于比较的最终涉水深度。
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