CN113629310B - 电池热管理系统、车辆以及充电站 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种电池热管理系统、车辆以及充电站,电池热管理系统包括第一流路、第二流路、第一单向导通流路、第二单向导通流路、设置在第二流路上的第一开关阀、与第一开关阀相连的第一主控模块,第一流路的第一端与第二流路的第一端连通,第二端与第二单向导通流路的第二端连通,第一单向导通流路的第一端与第二流路的第二端连通,第二端与第二单向导通流路的第一端连通,第二流路的第二端和第一单向导通流路的第一端用于与换热机组的入口连通,第二单向导通流路的第一端和第一单向导通流路的第二端用于与换热机组的出口连通;第二流路设置为选择性地导通或截止,第一单向导通流路和第二单向导通流路设置为从其第一端到其第二端单向导通。
Description
技术领域
本公开涉及电池包换热技术领域,具体地,涉及一种电池热管理系统、车辆以及充电站。
背景技术
当电动车在充电过程时,电动车的电池包的温度会不断上升,若电池包的温度过高,超过其适宜的充电温度,则会影响电池包的使用寿命,甚至导致电池包有起火、爆炸的可能。
为了对正在充电的电池包进行冷却,可以在充电站设置冷却水管路,将充电站的冷却水管路与车辆上的电池热管理系统连接,通过充电站的冷却水管路向电池热管理系统输送温度较低的冷却液,实现电池包的冷却,然而,在电池包充电完成后,若直接断开冷却水管路与车辆上的电池热管理系统之间的连接,则会导致冷却水管路中残留的冷却水向外泄露,且电池热管理系统中的冷却水也可能向外泄露,从而造成冷却液的浪费及对环境的污染。
发明内容
本公开的目的是提供一种电池热管理系统、车辆以及充电站,以解决相关技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的,根据本公开的一个方面,提供一种电池热管理系统,其特征在于,包括第一流路、第二流路、第一单向导通流路、第二单向导通流路、设置在所述第二流路上的第一开关阀、以及第一主控模块;所述第一流路构造为能够使得电池包设置在所述第一流路上,所述第一单向导通流路设置为从其第一端到其第二端单向导通,所述第二单向导通流路设置为从其第一端到其第二端单向导通;所述第一流路的第一端与所述第二流路的第一端连通,所述第二流路的第二端与所述第一单向导通流路的第一端连通,所述第一单向导通流路的第二端与所述第二单向导通流路的第一端连通,所述第二单向导通流路的第二端与所述第一流路的第二端连通;所述第一主控模块与所述第一开关阀相连,所述第一主控模块用于:在所述第二流路的第二端和所述第一单向导通流路的第一端通过充电站的第一双向导通流路与所述充电站的换热机组的入口连通,且所述第二单向导通流路的第一端和所述第一单向导通流路的第二端通过所述充电站的第二双向导通流路与所述换热机组的出口连通的情况下,若接收到换热结束指令,则控制所述第一开关阀关闭,并向所述充电站的第二主控模块发送换热结束通知消息,所述换热结束通知消息用于通知所述第二主控模块控制所述第一双向导通流路内的冷却液经由所述第一单向导通流路和所述第二双向导通流路朝向所述换热机组的出口回流。
可选地,所述电池热管理系统还包括第三单向导通流路,所述第三单向导通流路的第一端与所述第一流路的第一端和所述第二流路的第一端连通,所述第三单向导通流路的第二端与所述第一流路的第二端和所述第二单向导通流路的第二端连通;其中,所述第三单向导通流路设置为从其第一端到其第二端单向导通。
可选地,所述电池热管理系统还包括旁接在所述第一流路上的第一补液箱,所述第一补液箱内设置有用于检测所述第一补液箱内的冷却液的液位的液位传感器,所述液位传感器与所述第一主控模块相连;所述第一主控模块控制所述第一开关阀关闭,并向所述充电站的第二主控模块发送换热结束通知消息包括:控制所述第一开关阀关闭,以使所述第一流路内的冷却液流入所述第一补液箱;判断所述液位传感器检测到的液位是否满足预设液位条件,在确定所述液位满足所述预设液位条件的情况下,向所述第二主控模块发送所述换热结束通知消息。
可选地,所述第一主控模块还用于:在所述液位传感器检测到的液位首次达到第一预设液位阈值时,向所述第二主控模块发送中止指令,所述中止指令用于所述第二主控模块控制所述第二双向导通流路截止;所述第一主控模块判断所述液位传感器检测到的液位是否满足预设液位条件,包括:在发送所述中止指令后,判断所述液位传感器在预设时长结束时检测到的液位是否大于第二预设液位阈值且小于第三预设液位阈值,所述第二预设液位阈值小于或等于所述第一预设液位阈值,所述第三预设液位阈值大于所述第一预设液位阈值;在所述预设时长结束时的液位大于所述第二预设阈值且小于所述第三预设阈值的情况下,确定所述液位传感器检测到的液位满足所述预设液位条件。
可选地,所述第一主控模块还用于:在所述预设时长结束时的液位小于所述第二预设液位阈值的情况下,向所述第二主控模块发送恢复指令,所述恢复指令用于所述第二主控模块控制所述第二双向导通流路导通;在所述预设时长结束时的液位大于所述第三预设液位阈值的情况下,控制所述第一开关阀开启,并在所述液位传感器检测到的液位下降到所述第三预设液位阈值与所述第二预设液位阈值之间时,控制所述第一开关阀关闭,并向所述第二主控模块发送所述换热结束通知消息。
可选地,所述电池热管理系统还包括第一水泵和第一板式换热器,所述第一水泵和所述第一板式换热器设置在所述第一流路上,所述第一板式换热器同时位于车辆的车载空调系统和所述电池热管理系统中,以使所述电池热管理系统能够通过所述第一板式换热器与所述车载空调系统换热。
可选地,所述电池热管理系统还包括连接接头,所述连接接头具有相互连通的第一接口和第二接口、以及相互连通的第二接口和第四接口,所述第二流路的第二端和所述第一单向导通流路的第一端与所述第一接口连通,所述第二接口用于通过所述第一双向导通流路与所述换热机组的入口连通,所述第二单向导通流路的第一端和所述第一单向导通流路的第二端与所述第三接口连通,所述第四接口用于通过所述第一双向导通流路与所述换热机组的入口连通。
根据本公开的另一个方面,提供一种充电站,包括充电站热管理系统,所述充电站热管理系统包括第一双向导通流路、第二双向导通流路、设置在所述第二双向导通流路上的第二水泵、换热机组、以及第二主控模块,所述第二主控模块与所述第二水泵相连,所述第二水泵为双向泵;所述第二主控模块用于:在所述换热机组的入口通过所述第一双向导通流路与本公开第一个方面所述的电池热管理系统的所述第二流路的第二端和所述第一单向导通流路的第一端连通,且所述换热机组的出口通过所述第二双向导通流路与所述的电池热管理系统的所述第一单向导通流路的第二端和所述第二单向导通流路的第一端连通的情况下,若接收到所述电池热管理系统的第一主控模块发送的换热结束通知消息,则控制所述第二水泵反转,以使所述第一双向导通流路内的冷却液能够经由所述第一单向导通流路和所述第二双向导通流路朝向所述换热机组的出口回流。
可选地,所述充电站热管理系统还包括第四单向导通流路和第四单向阀,所述第一双向导通流路通过所述第四单向导通流路与所述换热机组的入口连通;其中,所述第四单向导通流路的第一端与所述第一双向导通流路连通,所述第四单向导通流路的第二端与所述换热机组的入口连通,所述第四单向导通流路设置为从其第一端到其第二端单向导通,所述第四单向阀旁接在所述第一双向导通流路上。
可选地,所述充电站热管理系统还包括设置在所述第二双向导通流路上的第二开关阀,所述换热机组的出口与所述第二开关阀的第一口连通,所述第二开关阀的第二口与所述第二水泵的第一口连通,所述第二水泵的第二口用于与所述第一单向导通流路的第二端和所述第二单向导通流路的第一端连通。
可选地,所述第二主控模块还用于,在接收到所述第一主控模块发送的中止指令时,控制所述第二水泵关闭,在接收到所述第一主控模块发送的恢复指令时,控制所述第二水泵开启。
根据本公开的又一个方面,提供一种车辆,包括电池包和本公开第一个方面所述的电池热管理系统,所述电池包设置在所述电池热管理系统的所述第一流路上。
本公开提供的电池热管理系统和充电站热管理系统能够允许电池热管理系统和充电站热管理系统之间相互连接和相互分离,在电池热管理系统与充电站热管理系统相互连接时,充电站热管理系统能够为电池热管理系统提供冷量或热量,以冷却或加热设置在电池热管理系统中的电池包,实现通过充电站内的充电站热管理系统为车辆上的电池包冷却或加热的目的;在电池热管理系统与充电站热管理系统相互脱离时能够排空充电站热管理系统中用于连接电池热管理系统的第一双向导通流路和第二单向导通流路中的冷却液,并排空电池热管理系统中用于连接充电站热管理系统的第一单向导通流路中的冷却液,从而避免在电池热管理系统与充电站热管理系统相互脱离时,电池热管理系统中的冷却液以及充电站热管理系统中的冷却液泄露。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是本公开第一种实施方式提供的电池热管理系统和充电站热管理系统的流路图;
图2是本公开第二种实施方式提供的电池热管理系统和充电站热管理系统的流路图;
图3是本公开第二种实施方式提供的电池热管理系统和充电站热管理系统的流路图,其中,电池热管理系统与充电站热管理系统处于换热状态,粗实线和箭头表示该状态下的冷却液的流动路径和流动方向;
图4是本公开第二种实施方式提供的电池热管理系统和充电站热管理系统的流路图,其中,第一双向导通流路、第一单向导通流路、第二双向导通流路处于排空状态,粗实线和箭头表示该状态下的冷却液的流动路径和流动方向;
图5是本公开第一种实施方式提供的电池热管理系统和充电站热管理系统的流路图,其中,第一双向导通流路、第一单向导通流路、第二双向导通流路处于排空状态,粗实线和箭头表示该状态下的冷却液的流动路径和流动方向;
图6是本公开第一种实施方式提供的充电站热管理系统的换热机组的示意图;
图7是本公开第二种实施方式提供的充电站热管理系统的换热机组的示意图;
图8是本公开第三种实施方式提供的充电站热管理系统的换热机组的示意图;
图9是本公开一种实施方式提供的电池热管理系统的第一补液箱的示意图;
图10是本公开一种实施例方式提供的第一主控模块与第二主控模块进行补液箱冷却液补充联动控制的流程图。
图11是本公开一种实施方式提供的热管理系统对多辆车进行集中式换热的场景示意图。
附图标记说明
100-电池热管理系统;101-第一流路;102-第二流路;103-第一单向导通流路;104-第二单向导通流路;105-第一开关阀;106-第三单向导通流路;107-第一补液箱;1071-液位传感器;108-第一水泵;109-第一板式换热器;110-第一单向阀;120-第二单向阀;121-第三单向阀;122-连接接头;200-充电站热管理系统;201-第一双向导通流路;202-第二双向导通流路;203-第二水泵;204-第四单向导通流路;205-第四单向阀;206-第二开关阀;207-储液罐;208-第二补液箱;209-第五单向阀;210-换热机组;211-冷却塔;212-第二板式换热器;213-压缩机;214-冷凝器;215-膨胀阀;216-四通阀;300-电池包。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
首先需要说明的是,在本公开中,“单向导通流路”为能够允许该单向导通流路中的冷却液从其第一端朝向其第二端流动,不允许该单向导通流路中的冷却液从其第二端朝向其第一端流动的流路;“双向导通流路”为能够允许该双向导通流路中的冷却液从其第一端流向其第二端,且允许该双向导通流路中的冷却液从其第二端流向其第一端的流路。
如图1至图8所示,根据本公开的一个方面,提供一种用于冷却或加热电池包300的热管理系统,该热管理系统包括设置在车辆上的电池热管理系统100和设置在充电站内的充电站热管理系统200。当车辆在充电站内充电时,充电站热管理系统200与电池热管理系统100连接,充电站热管理系统200能够向电池热管理系统100提供冷量或热量,从而对位于电池热管理系统100中的电池包300进行加热或冷却。
具体地,电池热管理系统100包括第一流路101、第二流路102、第一单向导通流路103以及第二单向导通流路104,第一流路101构造为能够使得电池包300设置在第一流路101上。其中,第一流路101的第一端与第二流路102的第一端连通,第二流路102的第二端与第一单向导通流路103的第一端连通,第一单向导通流路103的第二端与第二单向导通流路104的第一端连通,第二单向导通流路104的第二端与第一流路101的第二端连通。第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端还用于通过充电站的充电站热管理系统200的第一双向导通流路201与充电站的充电站热管理系统200的换热机组210的入口连通,第二单向导通流路104的第一端和第一单向导通流路103的第二端还用于通过充电站的充电站热管理系统200的第二双向导通流路202与换热机组210的出口连通。第二流路102设置为能够选择性地导通或截止,第一单向导通流路103设置为从其第一端到其第二端单向导通,第二单向导通流路104设置为从其第一端到其第二端单向导通。
充电站热管理系统200包括上文提及的第一双向导通流路201、第二双向导通流路202以及换热机组210,第一双向导通流路201的第一端用于上述电池热管理系统100中的第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端连通,第一双向导通流路201的第二端与换热机组210的入口连通,第二双向导通流路202的第一端用于与上述电池热管理系统100中的第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第一端连通,第二双向导通流路202的第二端与换热机组210的出口连通。
当车辆在充电站内充电,且电池包300需要被冷却或预热时,充电站热管理系统200中的第一双向导通流路201的第一端可以与电池热管理系统100中的第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端连接,充电站热管理系统200中的第二双向导通流路202的第一端可以与电池热管理系统100中的第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第一端连接,从而建立充电站热管理系统200与电池热管理系统100的连接。在电池包300需要被冷却或预热时,电池热管理系统100中的第二流路102处于导通状态,充电站热管理系统200中的第一双向导通流路201处于能够使第一双向导通流路201中的冷却液从其第一端流向其第二端的导通状态,第二双向导通流路202处于能够使第二双向导通流路202中的冷却液从其第二端流向其第一端的导通状态。
这样,如图3所示,第一流路101中的吸收了电池包300热量的冷却液或向电池包300放热后的冷却液能够从第一流路101的第一端流入第二流路102,由于第二流路102处于导通状态,第二流路102中的冷却液将流入第一双向导通流路201中,并从第一双向导通流路201的第二端流入换热机组210。冷却液在换热机组210中进行换热(换热机组210构造为对于流入换热机组210的冷却液为高温冷却液时,换热机组210能够对高温冷却液进行降温,对于流入换热机组210的冷却液为低温冷却液时,换热机组210能够对低温冷却液进行升温),换热后的冷却液从换热机组210的出口流出并通过第二双向导通流路202流入第二单向导通流路104的第一端,由于第二单向导通流路104能够允许冷却液从其第一端流向其第二端,流入第二单向导通流路104的冷却液能够朝向第一流路101流动,并从第一流路101的第二端进入第一流路101,从而使经过换热机组210换热后的冷却液能够与设置在第一流路101上的电池包300进行热量交换,进而达到通过设置在车辆外部的充电站热管理系统200对电池包300进行冷却或预热的目的。
在本公开中,在车辆充电时并未利用车辆上设置的风冷散热器或车载空调系统对电池包300进行冷却或预热,而是利用设置在充电站的充电站热管理系统200对电池包300进行冷却或预热,电池包300不会出现一边充电一边放电的情况,能够有利于缩短电池包300的充电时间。
当电池包300充电完成时,如图4所示,可以控制第二流路102从导通状态切换为截止状态,以使第一流路101中的冷却液无法通过第二流路102流向第一双向导通流路201,充电站热管理系统200中的第一双向导通流路201处于能够使第一双向导通流路201中的冷却液从其第二端流向其第一端的导通状态,第二双向导通流路202为能够使第二双向导通流路202中的冷却液从其第一端流向其第二端的导通状态。
这样,通过使第一双向导通流路201中的冷却液将反向流动(从第一双向导通流路201的第二端流向其第一端),且使第二双向导通流路202中的冷却液反向流动(从第二双向导通流路202的第一端流向其第二端),能够使从第一双向导通流路201的第二端流出的冷却液流入第一单向导通流路103,第一单向导通流路103中的冷却液流入第二双向导通流路202,第二双向导通流路202中的冷却液从其第一端朝向其第二端流动,即,第一双向导通流路201中的冷却液能够经由第一单向导通流路103、第二双向导通流路202朝向换热机组210的出口回流,最终排空第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202内的冷却液,使第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202内没有冷却液存在。
在第一双向导通流路201、第一单向导通流路103以及第二双向导通流路202内的冷却液排空后,充电站热管理系统200中用于连接电池热管理系统100的第一双向导通流路201和第二双向导通流路202内将没有冷却液存在,此时可以使第一双向导通流路201的第一端与电池热管理系统100中第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端脱离,第二双向导通流路202的第一端与电池热管理系统100中第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第二端脱离,从而使电池热管理系统100与充电站热管理系统200相互脱离,进而使车辆能够驶出充电站。这里,第一双向导通流路201的第一端与第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端脱离指的是,第一双向导通流路201与第二流路102和第一单向导通流路103不具有直接或间接连接关系,第二流路102和第一单向导通流路103在车辆行驶过程中可以随着车辆移动,不会受到第一双向导通流路201对其移动的限制,第二双向导通流路202的第一端与第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第二端脱离指的是,第二双向导通流路202与第一单向导通流路103和第二单向导通流路104不具有直接或间接连接关系,第一单向导通流路103和第二单向导通流路104在车辆行驶过程中可以随着车辆移动,不会受到第二双向导通流路202对其移动的限制。
在上述第一双向导通流路201的第一端与电池热管理系统100中第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端脱离,且第二双向导通流路202的第一端与电池热管理系统100中第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第二端脱离的过程中,由于第一单向导通流路103和第二单向导通流路104中没有冷却液存在,第一双向导通流路201的第一端和第二双向导通流路202的第一端均不会有冷却液流出,从而可以避免充电站热管理系统200中的冷却液的泄露。由于第二流路102处于截止状态,第二单向导通流路104中的冷却液不能从其第一端流向其第二端,第一单向导通流路103中没有冷却液存在,因此,第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端、以及第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第二端也不会有冷却液流出,从而可以避免电池热管理系统100中的冷却液的泄露。
综上所述,本公开提供的电池热管理系统100和充电站热管理系统200能够允许电池热管理系统100和充电站热管理系统200之间相互连接和相互分离,在电池热管理系统100与充电站热管理系统200相互连接时,充电站热管理系统200能够为电池热管理系统100提供冷量或热量,以冷却或加热设置在电池热管理系统100中的电池包300,实现通过充电站内的充电站热管理系统200为车辆上的电池包300冷却或加热的目的;在电池热管理系统100与充电站热管理系统200相互脱离时能够排空充电站热管理系统200中用于连接电池热管理系统100的第一双向导通流路201和第二单向导通流路104中的冷却液,并排空电池热管理系统100中用于连接充电站热管理系统200的第一单向导通流路103中的冷却液,从而避免在电池热管理系统100与充电站热管理系统200相互脱离时,电池热管理系统100中的冷却液以及充电站热管理系统200中的冷却液泄露。
下面具体说明电池热管理系统100和充电站热管理系统200在相互连接状态下的联动控制的实现方式。
具体地,为了实现电池热管理系统100和充电站热管理系统200之间的联动控制,电池热管理系统100可以包括第一主控模块,充电站热管理系统200可以包括第二主控模块。该第一主控模块可以是车辆中独立设置的模块,也可以是集成在车辆内现有的控制模块上,例如集成在车辆的BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,电池管理系统)上。
示例地,第一主控模块可以连接在车辆的CAN总线上,第二主控模块与充电站的充电枪内的通信线缆连接。这样,在充电枪插入车辆的充电口后,该第二主控模块可以连接到车辆的CAN总线上,进而可以实现第一主控模块和第二主控模块之间的信息交互。
上述只是举例说明,第一主控模块和第二主控模块之间也可以通过其他方式实现信息交互,例如通过NFC、蓝牙、WIFI等,本公开对此不作限定。
基于第一主控模块和第二主控模块实现的排空联动控制:
在一种实施方式中,如图1至图8所示,电池热管理系统100可以包括设置在第二流路102上的第一开关阀105,该第一开关阀105与第一主控模块连接,以便第一主控模块通过开启或关闭第一开关阀105来实现第二流路102的导通或截止。
这样,该第一主控模块具体可以用于:
在电池热管理系统100和充电站热管理系统200在相互连接的情况下(即第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端通过充电站的第一双向导通流路201与所述充电站的换热机组210的入口连通,且第二单向导通流路104的第一端和第一单向导通流路103的第二端通过充电站的第二双向导通流路202与所述换热机组210的出口连通的情况下),若接收到换热结束指令,则控制第一开关阀105关闭,并向充电站的第二主控模块发送换热结束通知消息,该换热结束通知消息用于通知第二主控模块控制第一双向导通流路201内的冷却液经由所述第一单向导通流路103和第二双向导通流路202朝向换热机组210的出口回流。
示例地,该充电站热管理系统200可以包括设置在第二双向导通流路202上的第二水泵203,其中,第二水泵203为与第二主控模块相连的双向泵。这样,第二主控模块在接收到该换热结束通知消息时,即可控制该双向泵反转,以使第一双向导通流路201内的冷却液能够经由第一单向导通流路103和所述第二双向导通流路202朝向换热机组210的出口回流。
此外,上述换热结束通知消息可以是第一主控模块在确定电池包充电结束时生成的,也可以是在确定电池包温度在预设时长内稳定在预设温度范围内的情况下生成的,还可以是操作人员手动操作触发的。
采用上述联动控制方式,在换热结束后,可以控制第二双向导通流路202内的冷却液从其第一端朝向其第二端流动,进而带动第一单向导通流路103内的冷却液从其第一端朝向其第二端流动,第一双向导通流路201内的冷却液从其第二端朝向其第一端流动,最终使第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202中的冷却液朝向换热机组210的出口回流,实现第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202的冷却液排空,避免了电池热管理系统100和充电站热管理系统200相互分离后发生冷却液泄露的情况。
基于第一主控模块和第二主控模块实现的补液箱液位补充联动控制:
在一种实施方式中,如图1至图8所示,电池热管理系统100还包括旁接在第一流路101上的第一补液箱107。如图9所示,第一补液箱107内设置有用于检测第一补液箱107内的冷却液的液位的液位传感器1071,液位传感器1071与第一主控模块相连;
第一主控模块用于在接收到换热结束指令时,控制第一开关阀105关闭,以使第一流路101内的冷却液流入第一补液箱107,并判断液位传感器1071检测到的液位是否满足预设液位条件,在确定液位传感器1071检测到的液位满足预设液位条件的情况下,向第二主控模块发送换热结束通知消息,以使第二主控模块控制第二双向导通流路202截止,或者使得第二主控模块在进行上述排空联动控制中涉及到的排空操作后截止第二双向导通流路202。
在一种可能的方式中,上述预设液位条件可以是阈值条件,即第一主控模块在液位传感器1071检测到的液位不小于预设液位阈值时,确定满足预设液位条件。在液位传感器1071检测到的液位小于预设液位阈值时,确定不满足预设液位条件,此种情况下,由于第一流路101内的冷却液持续流入第一补液箱107,第一主控模块可以通过液位传感器1071实时检测第一补液箱107内的液位,直到检测到的液位满足预设液位条件。
在另一种可能的方式中,上述预设液位条件可以是预设时长内持续的液位阈值条件,即第一主控模块在液位传感器1071检测到的液位在预设时长内均不小于预设液位阈值时,确定满足预设液位条件。在液位传感器1071检测到的液位在预设时长内存在小于预设液位阈值的情况时,确定不满足预设液位条件。
采用上述方式,可以确保电池热管理系统100和充电站热管理系统200相互分离后,电池热管理系统100内保留有足够的冷却液。
在另一种可能的方式中,如图10所示,第一主控模块和第二主控模块可以通过如下步骤实现补液箱液位补充联动控制:
S101、第一主控模块在液位传感器1071检测到的液位首次达到第一预设液位阈值时,向第二主控模块发送中止指令。
S102、第二主控模块接收中止指令,并根据该中止指令控制第二双向导通流路202截止。
S103、第一主控模块在发送中止指令后,判断液位传感器1071在预设时长结束时检测到的液位是否大于第二预设液位阈值且小于第三预设液位阈值。
其中,第二预设液位阈值小于或等于第一预设液位阈值,第三预设液位阈值大于第一预设液位阈值。
上述第二预设液位阈值和第三预设液位阈值可以是根据实际需求设定的第一补液箱107内冷却液的预期液位范围,第二预设液位阈值和第三预设液位阈值之间的差值可以是根据容许的液位误差设定的,例如,实际应用中需求第一补液箱107中的冷却液的最低液位为100ml(毫升),可容许的液位误差为5ml,则可将第二预设液位阈值设定为100ml,将第三预设液位阈值设定为105ml。这样可以确保换热结束后第一补液箱107中的液位保持在100ml至105ml范围以内,使得第一补液箱107中的液位更加精确。
进一步地,若在预设时长结束时的液位大于第二预设液位阈值且小于第三预设液位阈值,则执行步骤S104至S105;若在预设时长结束时的液位小于第二预设液位阈值,则执行步骤S106至S107;若在预设时长结束时的液位大于第三预设液位阈值,则执行步骤S108至S109。
S104、第一主控模块向第二主控模块发送换热结束通知消息。
S105、第二主控模块接收换热结束通知消息,并根据该换热结束通知消息控制第二双向导通流路202截止。
可替换地,第二主控模块也可以根据该换热结束通知消息在进行上述排空联动控制中涉及到的排空操作后截止第二双向导通流路202。
S106、第一主控模块向第二主控模块发送恢复指令。
S107、第二主控模块接收恢复指令,并根据该恢复指令控制第二双向导通流路202导通。
进一步地,第一主控模块在液位传感器1071检测到的液位再次达到第一预设液位阈值时,可以再次向第二主控模块发送中止指令,即循环执行上述步骤,直到第一补液箱107内的液位在预设时长结束时的液位大于第二预设阈值且小于第三预设阈值。
S108、第一主控模块控制第一开关阀105开启,并在液位传感器1071检测到的液位下降到第三预设液位阈值与第二预设液位阈值之间时,控制第一开关阀105关闭,并向第二主控模块发送换热结束通知消息。
在具体实施时,第一主控模块可以控制第一开关阀105微动开启,以缓慢放出第一补液箱107中的冷却液,避免第一开关阀开度过大,导致第一补液箱107中的冷却液迅速下降到第二预设液位阈值以下。微动开启的具体开度大小可以根据采用的液位传感器的检测频率通过实验进行标定,确保在液位传感器的一个检测周期内,液位下降速度小于第三预设液位阈值与第二预设液位阈值之间的差值。
S109、第二主控模块接收换热结束通知消息,并根据该换热结束通知消息控制第二双向导通流路202截止。
可替换地,第二主控模块也可以根据该换热结束通知消息在进行上述排空联动控制中涉及到的排空操作后截止第二双向导通流路202。
具体地,上述过程中涉及到的第二主控模块对第二双向导通流路202的截止和导通可以是基于第二主控模块对第二水泵203的开启和关闭来实现,例如,第二主控模块在接收到中止指令时,控制第二水泵203关闭,使得第二双向导通流路202以及第一流路101中的冷却液失去流入第一补液箱107的动力,第二主控模块在接收到恢复指令时,控制第二水泵203开启,使得第二双向导通流路202以及第一流路101中的冷却液在第二水泵203提供的动力下流入第一补液箱107。
在另一种实施方式中,如图1至图8所示,充电站热管理系统200还包括设置在第二双向导通流路202上的第二开关阀206,换热机组210的出口与第二开关阀206的第一口连通,第二开关阀206的第二口与第二水泵203的第一口连通,第二水泵203的第二口用于与第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第一端连通。在此种情况下,上述过程中涉及到的第二主控模块对第二双向导通流路202的截止和导通可以是基于第二主控模块对第二水泵203以及第二开关阀206的开启和关闭来实现,例如,第二主控模块在接收到中止指令时,控制第二水泵203以及第二开关阀206关闭,第二主控模块在接收到恢复指令时,控制第二水泵203以及第二开关阀206开启。
此外,第二主控模块在接收到恢复指令时,控制第二水泵203的开启可以是以较小功率开启,避免第二水泵的功率过大,导致第一补液箱107内的冷却液迅速上升到第三预设液位阈值以上。
采用上述方式,可以使得第一补液箱107内保留的冷却液的液位更加精确,即保持在第二预设液位阈值与第三预设液位阈值之间,避免了由于第二控制模块控制第二双向导通流路202截止不及时导致第一补液箱内的液位过高的情况,也避免了由于第二双向导通流路202截止后,流路内压力消失,导致第一补液箱107内原本达到第一预设液位阈值的冷却液降低过多(即降低到第二预设液位阈值以下)的情况。并且,针对对多个车辆进行换热的应用场景,上述方式可以针对每一车辆的第一补液箱107设定相同的第二预设液位阈值与第三预设液位阈值,这样,可保证每一车辆在换热结束后,第一补液箱107内的冷却液保持在同一液位高度。
以上实施例只是以单个电池热管理系统进行的说明,应用于对单个车辆的电池包进行换热,但本领域技术人员应该知悉,本公开实施例提供的热管理系统可以同时对多辆车进行集中式换热。图11示出了一种对多辆车进行集中式换热的实施场景,相应地,图1至图8所示的热管理系统中,换热机组210上的第一双向导通流路201(包括第一双向导通流路201上的器件)以及第二双向导通流路202(包括第二双向导通流路202上的器件)均为多条。这样,针对任一待换热车辆,采用任一条第一双向导通流路201以及任一条第二双向导通流路202与该车辆的车辆热管理系统100进行连通,即可实现对该车辆的电池包进行换热。另一种实施方式中,也可以在一条第一双向导通流路201上旁接多条支路,以及在第二双向导通流路202上旁接多条支路,第一双向导通流路201上旁接的任一支路,与第二双向导通流路202上旁接的任一支路可以用于与车辆的车辆热管理系统100进行连通,实现对多辆车集中式换热。
电池热管理系统和车辆
根据本公开的另一个方面,还提供一种电池热管理系统,如图1至图8所示的热管理系统中的电池热管理系统100,包括第一流路101、第二流路102、第一单向导通流路103、第二单向导通流路104、设置在第二流路102上的第一开关阀105、以及第一主控模块;
第一流路101构造为能够使得电池包300设置在第一流路101上,第一单向导通流路103设置为从其第一端到其第二端单向导通,第二单向导通流路104设置为从其第一端到其第二端单向导通;
第一流路101的第一端与第二流路102的第一端连通,第二流路102的第二端与第一单向导通流路103的第一端连通,第一单向导通流路103的第二端与第二单向导通流路104的第一端连通,第二单向导通流路104的第二端与第一流路101的第二端连通;
第一主控模块与第一开关阀105相连,第一主控模块用于:
在第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端通过充电站的第一双向导通流路201与充电站的换热机组210的入口连通,且第二单向导通流路104的第一端和第一单向导通流路103的第二端通过充电站的第二双向导通流路202与换热机组210的出口连通的情况下,若接收到换热结束指令,则控制第一开关阀105关闭,并向充电站的第二主控模块发送换热结束通知消息,换热结束通知消息用于通知第二主控模块控制第一双向导通流路201内的冷却液经由第一单向导通流路103和第二双向导通流路202朝向换热机组210的出口回流。
如图1至图8所示,上述电池热管理系统100还可以包括旁接在所述第一流路101上的第一补液箱107。通过在第一流路101上旁接第一补液箱107,一方面能够使冷却液在第一流路101内流动时,通过第一补液箱107排出冷却液中的气泡,另一方面能够通过第一补液箱107对电池热管理系统100中的冷却液进行补充。
进一步地,如图9所示,第一补液箱107内可以设置有液位传感器1071,液位传感器1071用于检测第一补液箱107内的液位。如上文所提到的,当车辆在充电站进行充电时,电池热管理系统100与充电站热管理系统200连接,充电站热管理系统200中的冷却液能够流入电池热管理系统100中,以将充电站热管理系统200提供的冷量或热量带入电池热管理系统100。由于在充电站热管理系统200与电池热管理系统100连接并换热的过程中,充电站热管理系统200中的冷却液将流入电池热管理系统100,当充电站热管理系统200与电池热管理系统100相互分离后,电池热管理系统100中的冷却液的压力可能会受到影响,电池热管理系统100中的冷却液的压力可能会高于或低于电池热管理系统100中的冷却液的预设压力范围。若电池热管理系统100中的冷却液的压力过高则可能会使电池热管理系统100中的管路出现爆管、泄露的情况,若电池热管理系统100中的冷却液的压力则可能会影响电池热管理系统100在车辆正常行驶状态时的独立运行。
通过在第一补液箱107内设置液位传感器1071能够在电池热管理系统100于充电站热管理系统200换热结束后监测第一补液箱107内的液位,当第一补液箱107内的液位达到预设液位阈值或达到预设液位阈值并保持预设时间后再进行第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202的冷却液排空操作,断开电池热管理系统100与充电站热管理系统200的连接,从而保证电池热管理系统100的冷却液的压力能够在电池热管理系统100与充电站热管理系统200断开连接后依然保持在其预设压力范围内。
具体地,在电池热管理系统100与充电站热管理系统200换热结束后,且第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202进行排空前,可以先使第二流路102处于截止状态,使冷却液不能从能够第一流路101的第一端流出,此时第二双向导通流路202继续通过第二单向导通流路104向第一流路101内输送冷却液,使得第一流路101中的冷却液的压力增大,从而使第一流路101中的冷却液能够流入旁接在第一流路101上的第一补液箱107内。当液位传感器1071检测到的第一补液箱107内的液位达到预设液位阈值时或达到预设液位并保持预设液位阈值并保持预设时长后,再使第二双向导通流路202停止向第一流路101输送冷却液。
这里,上文提到的预设液位阈值可以根据第一流路101内的冷却液的期望工作压力值来设定。由于第二流路102处于截止状态,第二单向导通流路104不允许冷却液从其第二端流向其第一端,第一流路101内的冷却液无法从其第一端流向第二流路102,第一流路101内的冷却液也无法从其第二端流向第二单向导通流路104,因此,在当液位传感器1071检测到的第一补液箱107内的液位达到预设液位阈值时或达到预设液位并保持预设液位阈值并保持预设时长,且第二双向导通流路202停止向第一流路101输送冷却液后,第一流路101中的冷却液的压力将保持稳定,且第一流路101中的冷却液的压力值将达到其期望工作压力值,进而使电池热管理系统100中的冷却液的压力值能够处于其预设压力范围内,避免在充电站热管理系统200与电池热管理系统100换热时,由于充电站热管理系统200向电池热管理系统100输送了冷却液而影响了电池热管理系统100内的冷却液的压力的情况发生。
另外,如图1至图8所示,电池热管理系统100还可以包括第三单向导通流路106,第三单向导通流路106的第一端与第一流路101的第一端和第二流路102的第一端连通,第三单向导通流路106的第二端与第一流路101的第二端和第二单向导通流路104的第二端连通;其中,第三单向导通流路106设置为从其第一端到其第二端单向导通。由于第三单向导通流路106的第一端与第二流路102的第一端连通,第三单向导通流路106的第二端与第二单向导通流路104的第二端连通,相当于是将第二流路102、第一单向导通流路103、第二单向导通流路104短接,第一流路101与第三单向导通流路106能够形成一个回路。
这样,当车辆在充电站进行充电时,第二流路102处于导通状态,此时,在一种可能的实施方式中,如果充电站热管理系统200向电池热管理系统100输送的冷却液流量较低,则冷却液通过第一流路101后,一部分冷却液经由第二流路102流回充电站热管理系统200,另一部分可以通过第三单向导通流路106汇入第一流路101,以补充对电池包进行换热的冷却液。在另一种可能的实现方式中,在充电站热管理系统200向电池热管理系统100输送的冷却液流量较高,使得第三单向导通流路106的第二端的压力远高于第三单向导通流路106的第一端时,冷却液通过第一流路101后,在第三单向导通流路106的第二端与第一端的压差的作用下,全部的冷却液将经由第二流路102流回充电站热管理系统200。
此外,当第二流路102处于截止状态时,电池热管理系统100中的冷却液能够在第一流路101和第三单向导通流路106中循环流动。当车辆不在充电站进行充电,即,车辆处于正常行驶状态时,可以通过截止第二流路102来使冷却液在第一流路101和第三单向导通流路106中循环流动,从而当电池包300在车辆正常行驶状态下有冷却或加热需求时,允许第一流路101通过与车辆上的其他车载热管理系统(例如车载空调系统)换热来冷却或加热设置在第一流路101上的电池包300。
例如,在一种可选地实施方式中,电池热管理系统100还可以包括第一水泵108和第一板式换热器109,第一水泵和第一板式换热器109设置在第一流路101上,第一板式换热器109同时位于车辆的车载空调系统和电池热管理系统100中,以使电池热管理系统100能够通过第一板式换热器109与车载空调系统换热。当电池包300在车辆正常行驶过程中有冷却或加热需求时,可以使第二流路102处于截止状态,以使第一水泵开启能够使得冷却液在第一流路101和第三单向导通流路106中循环流路,此时车载空调系统能够通过第一板式换热器109向第一流路101提供冷量或热量,从而冷却或加热设置在第一流路101上的电池包300。
也就是说,本公开提供的上述电池热管理系统100既能够通过与充电站热管理系统200连接,使充电站热管理系统200的冷却液流入电池热管理系统100,利用车辆外部的充电站热管理系统200的冷量或热量来冷却或加热电池包300,又能够保证电池热管理系统100能够在车辆的正常行驶过程中独立运行,通过第一流路101与车辆上的其他车载热管理系统(例如车载空调系统)换热来冷却或加热电池包300。
作为一种实施方式,第一单向导通流路103上可以设置有第一单向阀110,通过第一单向阀110来使第一单向导通流路103能够具有从其第一端到其第二端的单向导通状态。或者,在其他实施方式中,也可以在第一单向导通流路103上设置第三开关阀,第三开关阀设置为,当冷却液从第一单向导通流路103的第一端流向其第二端时处于开启状态,当冷却液从第一单向导通流路103的第二端流向其第一端时处于关闭状态。
作为一种实施方式,第二单向导通流路104上可以设置第二单向阀120,通过第二单向阀120来使第二单向导通流路104能够具有从其第一端到其第二端的单向导通状态。或者,在其他实施方式中,也可以在第二单向导通流路104上设置第四开关阀,第四开关阀设置为,当冷却液从第二单向导通流路104的第一端流向其第二端时处于开启状态,当冷却液从第二单向导通流路104的第二端流向其第一端时处于关闭状态。
作为一种实施方式,第三单向导通流路106上可以设置第三单向阀121,通过第三单向阀121来使第三单向导通流路106能够具有从其第一端到其第二端的单向导通状态。或者,在其他实施方式中,也可以在第三单向导通流路106上设置第五开关阀,第五开关阀设置为,当冷却液从第三单向导通流路106的第一端流向其第二端时处于开启状态,当冷却液从第三单向导通流路106的第二端流向其第一端时处于关闭状态。
可选地,为了便于设置在车辆上的电池热管理系统100与充电站热管理系统200连接,在本公开提供的一种实施方式中,如图1至图8所示,电池热管理系统100还可以包括连接接头122,第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端通过连接接头122与第一双向导通流路201连通,第二单向导通流路104的第一端和第一单向导通流路103的第二端通过连接接头122与第二双向导通流路202连通。具体地,连接接头122具有相互连通的第一接口和第二接口、以及相互连通的第二接口和第四接口,第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端与第一接口连通,第二接口用于通过第一双向导通流路201与换热机组210的入口连通,第二单向导通流路104的第一端和第一单向导通流路103的第二端与第三接口连通,第四接口用于通过第一双向导通流路201与换热机组210的入口连通。该连接接头122可以靠近用于与充电枪连接的充电接头设置,这样,在车辆充电时,能够便于充电站热管系统的第一单向导通流路103和第二单向导通流路104与连接接头122连接。
下面具体说明第一主控模块。上述第一主控模块控制第一开关阀105关闭,并向充电站的第二主控模块发送换热结束通知消息包括:
控制第一开关阀105关闭,以使第一流路101内的冷却液流入第一补液箱107;
判断液位传感器1071检测到的液位是否满足预设液位条件,在确定液位满足预设液位条件的情况下,向第二主控模块发送换热结束通知消息。
可选地,第一主控模块还用于:在液位传感器1071检测到的液位首次达到第一预设液位阈值时,向第二主控模块发送中止指令,中止指令用于第二主控模块控制第二双向导通流路202截止;
第一主控模块判断液位传感器1071检测到的液位是否满足预设液位条件,包括:
在发送中止指令后,判断液位传感器1071在预设时长结束时检测到的液位是否大于第二预设液位阈值且小于第三预设液位阈值,第二预设液位阈值小于或等于第一预设液位阈值,第三预设液位阈值大于第一预设液位阈值;
在预设时长结束时的液位大于第二预设阈值且小于第三预设阈值的情况下,确定液位传感器1071检测到的液位满足预设液位条件。
可选地,第一主控模块还用于:在预设时长结束时的液位小于第二预设液位阈值的情况下,向第二主控模块发送恢复指令,恢复指令用于第二主控模块控制第二双向导通流路202导通;
在预设时长结束时的液位大于第三预设液位阈值的情况下,控制第一开关阀105开启,并在液位传感器1071检测到的液位下降到第三预设液位阈值与第二预设液位阈值之间时,控制第一开关阀105关闭,并向第二主控模块发送换热结束通知消息。
关于第一主控模块如何与充电站热管理系统200中的第二主控模块进行联动控制实现排空以及对第一补液箱107内的冷却液进行补充的过程已在热管理系统实施例中进行详细说明,此处不再赘述。
根据本公开的再一个方面,还提供一种车辆,该车辆包括电池包300和上述的电池热管理系统100,电池包300设置在上述电池热管理系统100的第一流路101上。
充电站热管理系统和充电站
根据本公开的另一个方面,还提供一种充电站热管理系统,如图1至图8所示的热管理系统中的充电站热管理系统200,包括:
第一双向导通流路201、第二双向导通流路202、设置在第二双向导通流路202上的第二水泵203、换热机组210、以及第二主控模块,第二主控模块与第二水泵203相连,第二水泵203为双向泵;
第二主控模块用于:
在换热机组210的入口通过第一双向导通流路201与上述电池热管理系统100的第二流路102的第二端和第一单向导通流路103的第一端连通,且换热机组210的出口通过第二双向导通流路202与的电池热管理系统100的第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第一端连通的情况下,若接收到电池热管理系统100的第一主控模块发送的换热结束通知消息,则控制第二水泵203反转,以使第一双向导通流路201内的冷却液能够经由第一单向导通流路103和第二双向导通流路202朝向换热机组210的出口回流。
可选地,第二主控模块还可以用于,在接收到第一主控模块发送的中止指令时,控制第二水泵203关闭,在接收到第一主控模块发送的恢复指令时,控制第二水泵203开启并正转,以使第二双向导通流路202以及第一流路101中的冷却液在第二水泵203提供的动力下流入第一补液箱107。
这样,通过在第二双向导通流路202上设置第二水泵203,该第二水泵203正转时可以为上述电池热管理系统100提供冷却液(用于对电池包进行换热或者补充第一补液箱107内的冷却液),该第二水泵203反转时,可以对换热结束后第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202内的冷却液进行排空。
关于第二主控模块如何与上述电池热管理系统100中的第一主控模块进行联动控制实现排空以及对第一补液箱107内的冷却液进行补充的过程已在热管理系统实施例中进行详细说明,此处不再赘述。
图1至图8所示的热管理系统中,在第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202进行排空时,为了保证第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202中的冷却液能够朝向换热机组210的出口回流,避免第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202内的冷却液因回流而出现负压,导致部分冷却液可能残留在第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202内的情况发生,作为一种实施方式,如图1至图8所示,充电站热管理系统200还可以包括第四单向导通流路204和第四单向阀205,第一双向导通流路201通过第四单向导通流路204与换热机组210的入口连通;其中,第四单向导通流路204的第一端与第一双向导通流路201连通,第四单向导通流路204的第二端与换热机组210的入口连通,第四单向导通流路204设置为从其第一端到其第二端单向导通,第四单向阀205旁接在第一双向导通流路201上。
由于第四单向阀205旁接在第一双向导通流路201上,当第一双向导通流路201排空时,如图4所示,外界环境中的空气可以通过第一单向阀110进入第一双向导通流路201,外界气压能够推动第一双向导通流路201内的冷却液朝向第一单向导通流路103流动,避免第一双向导通流路201内因出现负压而使得冷却液无法朝向第一单向导通流路103流动的情况发生。并且,由于第一双向导通流路201通过第四单向导通流路204与换热机组210的入口连通,对于换热机组210的入口处可能存在冷却液的情况,第四单向导通流路204能够阻止换热机组210入口处的冷却液流入第一双向导通流路201内,避免在第一双向导通流路201在排空的过程中源源不断地吸入换热机组210入口处的冷却液,增加排空时长。
可选地,上述第四单向导通流路204上设置有第五单向阀209,通过第五单向阀209能够实现第四单向导通流路204允许冷却液从其第一端流向其第二端,不允许冷却液从其第二端流向其第一端。
在充电站热管理系统200与电池热管理系统100换热时,如图3所示,第二水泵203可以正向转动,以使换热机组210出口处的冷却液能够通过第二双向导通流路202流向第二单向导通流路104;如图4所示,在第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202进行排空时,第二水泵203可以反向转动,以使第二双向导通流路202内的冷却液从其第一端朝向其第二端流动,进而带动第一单向导通流路103内的冷却液从其第一端朝向其第二端流动,第一双向导通流路201内的冷却液从其第二端朝向其第一端流动,最终使第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202中的冷却液朝向换热机组210的出口回流,实现第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202的冷却液排空。
可选地,充电站热管理系统200还可以包括设置在第二双向导通流路202上的第二开关阀206,换热机组210的出口与第二开关阀206的第一口连通,第二开关阀206的第二口与第二水泵203的第一口连通,第二水泵203的第二口用于与第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第一端连通。在充电站热管理系统200与电池热管理系统100换热时,或者,在第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202进行排空时,第二开关阀206处于开启状态,以使第二双向导通流路202能够处于导通状态,在第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202完成排空后,可以关闭第二开关阀206,从而避免换热机组210出口处的冷却液回流到第二双向导通流路202内,并在使充电站热管理系统200与电池热管理系统100分离的过程中,通过第二双向导通流路202泄露到外界环境中。
此外,为进一步地保证第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202的排空效果,降低第一双向导通流路201、第一单向导通流路103、第二双向导通流路202中存在残留的冷却液的可能性,在本公开提供的一种实施方式中,充电站热管理系统200还可以包括设置在第二双向导通流路202上的储液罐207,第二水泵203的第二口与储液罐207的第一口连通,储液罐207的第二口用于与第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第一端连通。在第二水泵203停止反向转动后,若第一双向导通流路201和第一单向导通流路103中存在部分残留的冷却液,该残留的冷却液可以在重力的作用下,或者在通过第四单向阀205进入第一双向导通流路201和第一单向导通流路103中的空气的推动下,流入储液罐207中,避免残留的冷却液在第二水泵203的第二口与第一单向导通流路103的第二端之间的部分第二双向导通流路202内堆积,从而防止在操作第二双向导通流路202的第一端与第一单向导通流路103的第二端和第二单向导通流路104的第一端脱离时,残留的冷却液通过第二双向导通流路202的第一端流出第二双向导通流路202,造成泄露。
充电站热管理系统200中的换热机组210可以通过多种实施方式实现对从第一双向导通流路201流入的冷却液进行换热。
例如,在本公开提供的一种实施方式中,如图6所示,换热机组210可以包括冷却塔211。换热机组210的入口为冷却塔211的入口,换热机组210的出口为冷却塔211的出口,冷却塔211能够使冷却液与空气流动接触后进行冷热交换并产生蒸汽,蒸汽挥发带走冷却液的热量,从而实现对从第一双向导通流路201流入冷却塔211的冷却液进行冷却、降温的目的。冷却塔211为现有技术中常见的用于降低水温的蒸发散热装置,本公开在此不对冷却塔211的具体结构和工作原理进行描述。
在本公开提供的第二种实施方式中,如图7,换热机组210可以包括压缩机213、冷凝器214、膨胀阀215以及第二板式换热器212、压缩机213的出口与冷凝器214的第一口连通,冷凝器214的第二口通过膨胀阀215与第二板式换热器212的第一口连通,第二板式换热器212的第二口与压缩机213的入口连通,第二板式换热器212的第三口与第一双向导通流路201的第二端连通,第二板式换热器212的第四口与第二双向导通流路202的第二端连通,其中,第二板式换热器212的第一口与第二板式换热器212的第二口相互连通,第二板式换热器212的第三口与第二板式换热器212的第四口相互连通,第二板式换热器212的第三口为换热机组210的入口,第二板式换热器212的第四口为换热机组210的出口。
在该实施方式中,换热机组210能够实现对第一双向导通流路201流入换热机组210的冷却液进行冷却,从而使换热机组210的出口流出低温冷却液,该低温冷却液能够用于对电池热管理系统100中设置的电池包300进行冷却。具体地,压缩机213的出口排出高温高压的气态冷媒,该高温高压的气态冷媒流入冷凝器214中并在冷凝器214中放热冷凝,以使冷凝器214的第二口流出中温的液态冷媒,该中温的液态冷媒经过膨胀阀215节流降压后变为低温低压的液态冷媒,该低温低压的液态冷媒从第二板式换热器212的第一口流入第二板式换热器212,从第一双向导通流路201流出的高温冷却液通过第二板式换热器212的第三口进入第二板式换热器212,在第二板式换热器212中,高温冷却液与低温冷媒发生热量交换,第二板式换热器212的第四口流出低温冷却液,该低温冷却液依次通过第二双向导通流路202、第二单向导通流路104流入第一流路101中,以冷却设置在第一流路101上的电池包300。
在本公开提供的第三种实施方式中,如图8,换热机组210可以包括压缩机213、冷凝器214、膨胀阀215、四通阀216以及第二板式换热器212,压缩机213的入口与四通阀216的A口连通,压缩机213的出口与四通阀216的B口连通,四通阀216的C口与冷凝器214的第一口连通,冷凝器214的第二口通过膨胀阀215与第二板式换热器212的第一口连通,第二板式换热器212的第二口与四通阀216的D口连通,第二板式换热器212的第三口与第一双向导通流路201的第二端连通,第二板式换热器212的第四口与第二双向导通流路202的第二端连通,其中,第二板式换热器212的第一口与第二板式换热器212的第二口相互连通,第二板式换热器212的第三口与第二板式换热器212的第四口相互连通,第二板式换热器212的第三口为换热机组210的入口,第二板式换热器212的第四口为换热机组210的出口。
在该实施方式中,换热机组210具有加热状态和冷却状态。在冷却状态,四通阀216的B口与C口连通,四通阀216的A口与D口连通,以使压缩机213的出口排出的高温高压的液态冷媒能够进入冷凝器214,该高温高压的气态冷媒流入冷凝器214中并在冷凝器214中放热冷凝,以使冷凝器214的第二口流出中温的液态冷媒,该中温的液态冷媒经过膨胀阀215节流降压后变为低温低压的液态冷媒,该低温低压的液态冷媒从第二板式换热器212的第一口流入第二板式换热器212,从第一双向导通流路201流出的高温冷却液通过第二板式换热器212的第三口进入第二板式换热器212,在第二板式换热器212中,高温冷却液与低温冷媒发生热量交换,第二板式换热器212的第四口流出低温冷却液,该低温冷却液依次通过第二双向导通流路202、第二单向导通流路104流入第一流路101中,以冷却设置在第一流路101上的电池包300。第二板式换热器212的第二口流出吸热后的中温冷媒,该中温冷媒回到压缩机213种。
在加热状态,四通阀216的B口与D口连通,四通阀216的A口与C口连通,以使压缩机213的出口排出的高温高压的液态冷媒能够通过第二板式换热器212的第二口进入第二板式换热器212,从第一双向导通流路201流出的低温冷却液通过第二板式换热器212的第三口进入第二板式换热器212,在第二板式换热器212中,低温冷却液与高温冷媒发生热量交换,第二板式换热器212的第四口流出高温冷却液,该高温冷却液依次通过第二双向导通流路202、第二单向导通流路104流入第一流路101中,以加热设置在第一流路101上的电池包300。第二板式换热器212的第一口流出放热后的冷媒,该冷媒依次经过膨胀阀215、冷凝器214回到压缩机213中。
在一些实施方式中,如图4所示,在排空第一双向导通流路201、第一单向导通流路103以及第二双向导通流路202时,冷却液可以回流入换热机组210,例如对于上述换热机组210的第一种实施方式,冷却液可以回流入冷却塔211底部的集水池中。
在另一些实施方式中,如图5所示,上述充电站热管理系统200还可以包括旁接在第二双向导通流路202上的第二补液箱208,第二开关阀206的第一口与换热机组210的出口和第二补液箱208的补液口连通,以使在排空第一双向导通流路201、第一单向导通流路103以及第二双向导通流路202时,冷却液可以回流入第二补液箱208内,例如对于上述换热机组210的第二种实施方式和第三种实施方式,在冷却液回流时,由于第二板式换热器212中能够存储的冷却液的量是恒定的,当回流的冷却液不断增多时,在压力的作用下,第二双向导通流路202中的冷却液将进入第二补液箱208,并存储在第二补液箱208内。
根据本公开的再一个方面,还提供一种充电站,该充电站包括上述的充电站热管理系统200。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (12)
1.一种电池热管理系统,其特征在于,包括第一流路(101)、第二流路(102)、第一单向导通流路(103)、第二单向导通流路(104)、设置在所述第二流路(102)上的第一开关阀(105)、以及第一主控模块;
所述第一流路(101)构造为能够使得电池包(300)设置在所述第一流路(101)上,所述第一单向导通流路(103)设置为从其第一端到其第二端单向导通,所述第二单向导通流路(104)设置为从其第一端到其第二端单向导通;
所述第一流路(101)的第一端与所述第二流路(102)的第一端连通,所述第二流路(102)的第二端与所述第一单向导通流路(103)的第一端连通,所述第一单向导通流路(103)的第二端与所述第二单向导通流路(104)的第一端连通,所述第二单向导通流路(104)的第二端与所述第一流路(101)的第二端连通;
所述第一主控模块与所述第一开关阀(105)相连,所述第一主控模块用于:
在所述第二流路(102)的第二端和所述第一单向导通流路(103)的第一端通过充电站的第一双向导通流路(201)与所述充电站的换热机组(210)的入口连通,且所述第二单向导通流路(104)的第一端和所述第一单向导通流路(103)的第二端通过所述充电站的第二双向导通流路(202)与所述换热机组(210)的出口连通的情况下,若接收到换热结束指令,则控制所述第一开关阀(105)关闭,并向所述充电站的第二主控模块发送换热结束通知消息,所述换热结束通知消息用于通知所述第二主控模块控制所述第一双向导通流路(201)内的冷却液经由所述第一单向导通流路(103)和所述第二双向导通流路(202)朝向所述换热机组(210)的出口回流。
2.根据权利要求1所述的电池热管理系统,其特征在于,所述电池热管理系统(100)还包括第三单向导通流路(106),所述第三单向导通流路(106)的第一端与所述第一流路(101)的第一端和所述第二流路(102)的第一端连通,所述第三单向导通流路(106)的第二端与所述第一流路(101)的第二端和所述第二单向导通流路(104)的第二端连通;
其中,所述第三单向导通流路(106)设置为从其第一端到其第二端单向导通。
3.根据权利要求1所述的电池热管理系统,其特征在于,所述电池热管理系统(100)还包括旁接在所述第一流路(101)上的第一补液箱(107),所述第一补液箱(107)内设置有用于检测所述第一补液箱(107)内的冷却液的液位的液位传感器(1071),所述液位传感器(1071)与所述第一主控模块相连;
所述第一主控模块控制所述第一开关阀(105)关闭,并向所述充电站的第二主控模块发送换热结束通知消息包括:
控制所述第一开关阀(105)关闭,以使所述第一流路(101)内的冷却液流入所述第一补液箱(107);
判断所述液位传感器(1071)检测到的液位是否满足预设液位条件,在确定所述液位满足所述预设液位条件的情况下,向所述第二主控模块发送所述换热结束通知消息。
4.根据权利要求3所述的电池热管理系统,其特征在于,所述第一主控模块还用于:在所述液位传感器(1071)检测到的液位首次达到第一预设液位阈值时,向所述第二主控模块发送中止指令,所述中止指令用于所述第二主控模块控制所述第二双向导通流路(202)截止;
所述第一主控模块判断所述液位传感器(1071)检测到的液位是否满足预设液位条件,包括:
在发送所述中止指令后,判断所述液位传感器(1071)在预设时长结束时检测到的液位是否大于第二预设液位阈值且小于第三预设液位阈值,所述第二预设液位阈值小于或等于所述第一预设液位阈值,所述第三预设液位阈值大于所述第一预设液位阈值;
在所述预设时长结束时的液位大于所述第二预设液位阈值且小于所述第三预设液位阈值的情况下,确定所述液位传感器(1071)检测到的液位满足所述预设液位条件。
5.根据权利要求4所述的电池热管理系统,其特征在于,所述第一主控模块还用于:在所述预设时长结束时的液位小于所述第二预设液位阈值的情况下,向所述第二主控模块发送恢复指令,所述恢复指令用于所述第二主控模块控制所述第二双向导通流路(202)导通;
在所述预设时长结束时的液位大于所述第三预设液位阈值的情况下,控制所述第一开关阀(105)开启,并在所述液位传感器(1071)检测到的液位下降到所述第三预设液位阈值与所述第二预设液位阈值之间时,控制所述第一开关阀(105)关闭,并向所述第二主控模块发送所述换热结束通知消息。
6.根据权利要求1所述的电池热管理系统,其特征在于,所述电池热管理系统(100)还包括第一水泵(108)和第一板式换热器(109),所述第一水泵(108)和所述第一板式换热器(109)设置在所述第一流路(101)上,所述第一板式换热器(109)同时位于车辆的车载空调系统和所述电池热管理系统(100)中,以使所述电池热管理系统(100)能够通过所述第一板式换热器(109)与所述车载空调系统换热。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池热管理系统,其特征在于,所述电池热管理系统(100)还包括连接接头(122),所述连接接头(122)具有相互连通的第一接口和第二接口、以及相互连通的第三接口和第四接口,所述第二流路(102)的第二端和所述第一单向导通流路(103)的第一端与所述第一接口连通,所述第二接口用于通过所述第一双向导通流路(201)与所述换热机组(210)的入口连通,所述第二单向导通流路(104)的第一端和所述第一单向导通流路(103)的第二端与所述第三接口连通,所述第四接口用于通过所述第二双向导通流路(202)与所述换热机组(210)的出口连通。
8.一种充电站,其特征在于,包括充电站热管理系统(200),所述充电站热管理系统(200)包括第一双向导通流路(201)、第二双向导通流路(202)、设置在所述第二双向导通流路(202)上的第二水泵(203)、换热机组(210)、以及第二主控模块,所述第二主控模块与所述第二水泵(203)相连,所述第二水泵(203)为双向泵;
所述第二主控模块用于:
在所述换热机组(210)的入口通过所述第一双向导通流路(201)与权利要求1-7中任一项所述的电池热管理系统(100)的所述第二流路(102)的第二端和所述第一单向导通流路(103)的第一端连通,且所述换热机组(210)的出口通过所述第二双向导通流路(202)与所述的电池热管理系统(100)的所述第一单向导通流路(103)的第二端和所述第二单向导通流路(104)的第一端连通的情况下,若接收到所述电池热管理系统(100)的第一主控模块发送的换热结束通知消息,则控制所述第二水泵(203)反转,以使所述第一双向导通流路(201)内的冷却液能够经由所述第一单向导通流路(103)和所述第二双向导通流路(202)朝向所述换热机组(210)的出口回流。
9.根据权利要求8所述的充电站,其特征在于,所述充电站热管理系统(200)还包括第四单向导通流路(204)和第四单向阀(205),所述第一双向导通流路(201)通过所述第四单向导通流路(204)与所述换热机组(210)的入口连通;
其中,所述第四单向导通流路(204)的第一端与所述第一双向导通流路(201)连通,所述第四单向导通流路(204)的第二端与所述换热机组(210)的入口连通,所述第四单向导通流路(204)设置为从其第一端到其第二端单向导通,所述第四单向阀(205)旁接在所述第一双向导通流路(201)上。
10.根据权利要求8或9所述的充电站,其特征在于,所述充电站热管理系统(200)还包括设置在所述第二双向导通流路(202)上的第二开关阀(206),所述换热机组(210)的出口与所述第二开关阀(206)的第一口连通,所述第二开关阀(206)的第二口与所述第二水泵(203)的第一口连通,所述第二水泵(203)的第二口用于与所述第一单向导通流路(103)的第二端和所述第二单向导通流路(104)的第一端连通。
11.根据权利要求8所述的充电站,其特征在于,所述第二主控模块还用于,在接收到所述第一主控模块发送的中止指令时,控制所述第二水泵关闭,在接收到所述第一主控模块发送的恢复指令时,控制所述第二水泵开启。
12.一种车辆,其特征在于,包括电池包(300)和权利要求1-7中任一项所述的电池热管理系统(100),所述电池包(300)设置在所述电池热管理系统(100)的所述第一流路(101)上。
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