CN113629366A - 一种电池包冷却液自动排空装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池包冷却液自动排空装置及方法，包括：气源管道、第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、旁路管道、上位机、与上位机通讯连接的水冷机和电池包；第一支管的一端与电池包的进液口连通，其另一端选择性与第二支管或气源管道连通；第二支路管道与水冷机的出液口连通；第三支管的一端与电池包的出液口连通，其另一端选择性与第四支管或旁路管道连通；第四支管与水冷机的回液口连通；旁路管道与水冷机的储液口连通。本发明可以实现冷却液的自动回收利用，整个排液过程无需手动操作，简化电池包冷却液排液操作。

Description

一种电池包冷却液自动排空装置及方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车的电池包排液技术领域，尤其涉及一种电池包冷却液自动排空装置及方法。

背景技术

新能源汽车的动力系统采用电池供能，而在电池供能过程中对动力电池包的温度要求十分严格，动力电池包的工作温度不仅影响电池包性能，而且直接关系到车辆的安全。若动力电池包的工作温度超过安全阈值，容易引发电池包起火事件。为了保证新能源汽车的电池包的工作温度维持在一个安全范围，需要对电池包进行控温处理。目前，主要采用电池包冷却液作为电池包热能的散热媒介，通过冷却液的循环过程对电池包进行温控。但是，现有的电池包需要频繁更换冷却液，且电池包冷却液需要手动进行排液操作，排液操作复杂。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种电池包冷却液自动排空装置及方法，其能实现冷却液的自动回收利用，简化电池包冷却液排液操作。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池包冷却液自动排空装置，包括：气源管道、第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、旁路管道、上位机、与所述上位机通讯连接的水冷机和电池包；所述第一支管的一端与所述电池包的进液口连通，其另一端选择性与所述第二支管或气源管道连通；所述第二支路管道与所述水冷机的出液口连通；所述第三支管的一端与所述电池包的出液口连通，其另一端选择性与所述第四支管或旁路管道连通；所述第四支管与所述水冷机的回液口连通；所述旁路管道与所述水冷机的储液口连通。

作为上述方案的改进，所述电池包冷却液自动排空装置还包括第一电磁阀、第二电磁阀，所述第一电磁阀设置在所述第二支管的临近所述第一支管的一端，所述第二电磁阀设置在所述气源管道的临近所述第一支管的一端。

作为上述方案的改进，所述电池包冷却液自动排空装置还包括第三电磁阀、第四电磁阀，所述第三电磁阀设置在所述旁路管道的临近所述第三支管的一端，所述第四电磁阀设置在所述第四支管的临近所述第三支管的一端。

作为上述方案的改进，所述电池包冷却液自动排空装置还包括调压阀，所述调压阀设置在所述气源管道上。

作为上述方案的改进，所述上位机通过CAN总线与所述水冷机、所述电池包连接。

作为上述方案的改进，所述上位机通过CAN总线与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀以及所述调压阀连接。

相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：所述电池包冷却液自动排空装置，包括：气源管道、第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、旁路管道、上位机、与所述上位机通讯连接的水冷机和电池包；所述第一支管的一端与所述电池包的进液口连通，其另一端选择性与所述第二支管或气源管道连通；所述第二支路管道与所述水冷机的出液口连通；所述第三支管的一端与所述电池包的出液口连通，其另一端选择性与所述第四支管或旁路管道连通；所述第四支管与所述水冷机的回液口连通；所述旁路管道与所述水冷机的储液口连通。当需要进行排液操作时，只需关闭第一支路与第二支路之间的管路，并连通第一支路与气源管道之间的管路，同时关闭第三支路与第四支路之间的管路，且导通第三支路与旁路管道之间的管路，通过气源管道导入压缩空气，从而将电池包的冷却液排出，并回收到水冷机的储液箱，实现了冷却液的自动回收利用，整个排液过程无需手动操作，简化电池包冷却液排液操作。

第二方面，本发明实施例提供了一种池包冷却液自动排空方法，基于第一方面所述的电池包冷却液自动排空装置执行，具体包括：

水冷机响应于上位机发送的停止指令，切换到停止状态；

当所述水冷机完成停止状态切换时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀开启，以通过气源管道导入压缩空气进入电池包排液过程；

当进入电池包排液过程的时长达到预设的第一时长阈值时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀开启，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀关闭，结束电池包排液过程。

作为上述方案的改进，所述水冷机响应于上位机发送的停止指令，切换到停止状态之后，还包括：

静置所述水冷机，并监测所述水冷机的出液口的流量和压力；

判断所述水冷机是否满足任一预设的停止状态切换条件；所述停止状态切换条件包括：所述水冷机静置的时长达到预设的第二时长阈值且所述水冷机的出液口的流量低于预设流量阈值，所述水冷机静置的时长达到预设的第二时长阈值且所述水冷机的出液口的压力低于预设压力阈值；

若是，确认所述水冷机完成停止状态切换；

若否，继续静置所述水冷机。

作为上述方案的改进，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀开启，包括：

所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，并控制第二电磁阀、第三电磁阀开启；

当静置时长达到预设的第三时长阈值后，所述上位机控制所述调压阀开启。

作为上述方案的改进，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀开启，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀关闭，包括：

所述上位机控制所述调压阀关闭；

当静置时长达到预设的第四时长阈值后，所述上位机控制第二电磁阀、第三电磁阀关闭，并控制第一电池阀、第四电磁阀开启。

相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：基于第一方面所述的电池包冷却液自动排空装置，水冷机响应于上位机发送的停止指令，切换到停止状态；当所述水冷机完成停止状态切换时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀开启，以通过气源管道导入压缩空气进入电池包排液过程；当进入电池包排液过程的时长达到预设的第一时长阈值时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀开启，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀关闭，结束电池包排液过程。整个电池包排液过程无需手动操作，简化电池包冷却液排液操作，同时实现了冷却液的自动回收利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电池包冷却液自动排空装置的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电池包冷却液自动排空方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参见图1，其是本发明实施例提供的一种电池包9冷却液自动排空装置的示意图，所述电池包9冷却液自动排空装置包括：气源管道1、第一支管2、第二支管3、第三支管4、第四支管5、旁路管道6、上位机7、与所述上位机7通讯连接的水冷机8和电池包9；所述第一支管2的一端与所述电池包9的进液口连通，其另一端选择性与所述第二支管3或气源管道1连通；所述第二支路管道与所述水冷机8的出液口连通；所述第三支管4的一端与所述电池包9的出液口连通，其另一端选择性与所述第四支管5或旁路管道6连通；所述第四支管5与所述水冷机8的回液口连通；所述旁路管道6与所述水冷机8的储液口连通。

当进行排液时，所述第一支管2与所述气源管道1连通，同时所述第三支管与所述旁路管道6连通。

示例性的，所述气源管道1用于接入压缩空气。所述上位机7用于控制所述所述第一支管2与所述第二支管3或气源管道1连通，还用于控制所述第三支管4与所述第四支管5或旁路管道6连通；所述上位机7安装AVL台架管理系统对管路切换进行控制。

进一步的，还可以在所述水冷机的出液口设置流量检测装置进行冷却液流量监测，或者在所述水冷机的出液口设置压力传感器对所述水冷机的出液口进行压力监测。

电池包9冷却液循环散热原理如下：

当水冷机8处于工作状态时，所述第一支管2与第二支管3导通，所述第一只管与气源管道1不导通，同时所述第三支管4与第第四支管5导通，所述第三支管4与旁路管道6不导通，此时，所述水冷机8将其储液箱内的冷却液从位于储液箱低位的出液口输出，并沿着第二支管3、第一支管2输入到所述电池包9内，并通过第三支管4、第四支管5回流到所述水冷机8的储液箱，重复上述过程实现冷却液循环回路，从而对所述电池包9进行散热。

当需要对电池包9内的冷却液进行排液时，具体原理如下：

所述上位机7开启电池包9排液功能时，向所述水冷机8发送停止指令；

所述水冷机8响应于接收到的停止指令，将自身工作状态变更为停止状态；

静置10s后所述上位机7对所述水冷机8上报的流量值/出液口压力进行判定，当流量值/出液口压力低于设定阈值时，确认所述水冷机8工作状态已变更完毕；

所述上位机7控制所述第一支管2与第二支管3不导通，所述第一只管与气源管道1导通，同时所述第三支管4与第第四支管5不导通，所述第三支管4与旁路管道6导通，同时开启所述气源管道1；此时，压缩空气通过所述气源管道1、第一支管2进入电池包9，并将其中冷却液排出，排出的冷却液沿着第三支管4、旁路管道6回流到水冷机8的储液箱高位的储液口，并在储液箱中储藏，以便于下次循环使用。

整个排液过程只需控制第二支路与气源管道1之间、第四支路与旁路管道之间的管路切换，即可通过气源管道1导入压缩空气对电池包9的冷却液进行排出，并回收到水冷机8的储液箱，整个排液过程无需手动操作，简化电池包9冷却液排液操作，规避了人工操作排液带来的泄露风险，提高了排液效率；同时实现了冷却液的自动回收利用，相对于手动排液，还可以减少引入的杂质，降低了水冷机8及电池包9由于杂质堵塞而失效的风险。

在一种可选的实施例中，所述电池包9冷却液自动排空装置还包括第一电磁阀K1、第二电磁阀K2，所述第一电磁阀K1设置在所述第二支管3的临近所述第一支管2的一端，所述第二电磁阀K2设置在所述气源管道1的临近所述第一支管2的一端。

在一种可选的实施例中，所述电池包9冷却液自动排空装置还包括第三电磁阀K3、第四电磁阀K4，所述第三电磁阀K3设置在所述旁路管道6的临近所述第三支管4的一端，所述第四电磁阀K4设置在所述第四支管5的临近所述第三支管4的一端。

进一步的，所述上位机7通过CAN总线与所述水冷机8、所述电池包9、所述第一电磁阀K1、所述第二电磁阀K2、所述第三电磁阀K3以及所述第四电磁阀K4连接。

在一种可选的实施例中，所述电池包9冷却液自动排空装置还包括调压阀阀K5，所述设置在所述气源管道1上。

进一步的，所述上位机7通过CAN总线与所述调压阀K5连接。

具体的，所述调压阀K5位于所述第二电磁阀K2与所述气源管道1的进气口之间，用于调节输入的压缩气体的流量，从而调节管路压力，通过压力差将冷却液从电池包9内排出。

在一种可选的实施例中，所述上位机7通过CAN总线与所述水冷机8、所述电池包9连接。

示例性的，当水冷机8处于工作状态时，所述上位机7控制第一电磁阀K1、第四电磁阀K4开启，并控制第二电磁阀K2、第三电磁阀K3、调压阀K5关闭，从而关闭气源管道1，导通由水冷机8、第二支管3、第一支管2、电池包9、第三支管4、第四支管5组成的冷却液循环回路，进行电池包9散热；当需要进行排液操作时，将水冷机8切换到停止状态，同时控制第一电磁阀K1、第四电磁阀K4关闭，第二电磁阀K2、第三电磁阀K3、调压阀K5开启，从而开启气源管道1，导通由气源管道1、第一支管2、电池包9、第三支管4、旁路管道6、水冷机8组成的冷却液排液管路，将电池包9内的冷却液回流到水冷机8的储液箱进行循环使用。

实施例二

本发明给实施例与施例一的区别在于，采用第一三通换向阀替换第一电磁阀、第二电磁阀；采用第二三换向阀替换第三电磁阀、第四电磁阀。具体的：

所述第一三通换向阀的第一接口与所述第一支管连通，其第二接口与所述第二支管连通，其第三接口与所述气源管道连通。

所述第二三通换向阀的第一接口与所述第三支管连通，其第二接口与所述第四支管连通，其第三接口与所述旁路管道连通。

进一步，所述上位机通过CAN总线与所述第一三通换向阀、第二三通换向阀连接。

需要说明的时，实施例二的电池包冷却液自动排空装置的工作原理与实施例一相同，在这里不再详细赘述。

相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：整个排液过程无需手动操作，简化电池包冷却液排液操作，规避了人工操作排液带来的泄露风险，提高了排液效率；同时实现了冷却液的自动回收利用，相对于手动排液，可以避免频繁更换冷却液和频繁确认电池包特定参数的需求(例如冷却回路气密性和重量)，减少引入的杂质，降低了水冷机及电池包由于杂质堵塞而失效的风险。

实例三

请参阅图2，本发明实施例提供了一种池包冷却液自动排空方法，基于实施例一所述的电池包冷却液自动排空装置执行，具体包括：

S1：水冷机响应于上位机发送的停止指令，切换到停止状态；

示例性的，所述上位机根据用户端发送的排液指令，开启电池包排液功能并发送停止指令给所述水冷机，或者所述上位机响应于用户在其触控屏上的触控操作或者用户在其输入设备上的点击操作，开启电池包排液功能并发送停止指令给所述水冷机。所述上位机安装AVL台架管理系统用于控制第一电池阀、第四电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀的启闭，以进行管路切换控制。

S2：当所述水冷机完成停止状态切换时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀开启，以通过气源管道导入压缩空气进入电池包排液过程；

S3：当进入电池包排液过程的时长达到预设的第一时长阈值时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀开启，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀关闭，结束电池包排液过程。

在一种可选的实施例中，所述水冷机响应于上位机发送的停止指令，切换到停止状态之后，还包括：

静置所述水冷机，并监测所述水冷机的出液口的流量和压力；

判断所述水冷机是否满足任一预设的停止状态切换条件；所述停止状态切换条件包括：所述水冷机静置的时长达到预设的第二时长阈值且所述水冷机的出液口的流量低于预设流量阈值，所述水冷机静置的时长达到预设的第二时长阈值且所述水冷机的出液口的压力低于预设压力阈值；

若是，确认所述水冷机完成停止状态切换；

若否，继续静置所述水冷机。

进一步的，所述第一时长阈值的数值范围为1min到2min，所述第一时长阈值优先为2min。所述第二时长阈值为10s。

作为上述方案的改进，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀开启，包括：

所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，并控制第二电磁阀、第三电磁阀开启；

当静置时长达到预设的第三时长阈值后，所述上位机控制所述调压阀开启。

作为上述方案的改进，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀开启，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀关闭，包括：

所述上位机控制所述调压阀关闭；

当静置时长达到预设的第四时长阈值后，所述上位机控制第二电磁阀、第三电磁阀关闭，并控制第一电池阀、第四电磁阀开启。

其中，所述第三时长阈值、所述第四时长阈值为5s。

本发明实施例的电池包排液原理如下：

上位机开启电池包排液功能，上位机通过CAN总线向水冷机发送停止指令，将水冷机工作状态变更为停止状态。

静置10s后上位机对水冷机上报的流量值/出液口压力进行判定，确认水冷机工作状态已变更完毕。

所述上位机通过CAN总线发送电磁阀控制指令，以进行如下控制：第一电磁阀和第四电磁阀关闭，以关闭水冷机的冷却液循环通道，第二电磁阀和第三电磁阀开启，静置5s后，开启调压阀，以开启气源通道。

静置2min，进行排液过程，第二电磁阀和第三电磁阀关闭，以关闭气源通道，静置5s后，第一电磁阀和第四电磁阀开启，排液完毕。

相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：当电池包需要进行排液时，水冷机响应于上位机发送的停止指令，切换到停止状态；当所述水冷机完成停止状态切换时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀开启，以通过气源管道导入压缩空气进入电池包排液过程；当进入电池包排液过程的时长达到预设的第一时长阈值时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀开启，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀关闭，结束电池包排液过程。整个电池包排液过程无需手动操作，简化电池包冷却液排液操作，规避了人工操作排液带来的泄露风险，提高了排液效率；同时实现了冷却液的自动回收利用，相对于手动排液，可以避免频繁更换冷却液和频繁确认电池包特定参数的需求，减少引入的杂质，降低了水冷机及电池包由于杂质堵塞而失效的风险。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池包冷却液自动排空装置，其特征在于，包括：气源管道、第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、旁路管道、上位机、与所述上位机通讯连接的水冷机和电池包；所述第一支管的一端与所述电池包的进液口连通，其另一端选择性与所述第二支管或气源管道连通；所述第二支路管道与所述水冷机的出液口连通；所述第三支管的一端与所述电池包的出液口连通，其另一端选择性与所述第四支管或旁路管道连通；所述第四支管与所述水冷机的回液口连通；所述旁路管道与所述水冷机的储液口连通。

2.如权利要求1所述的电池包冷却液自动排空装置，其特征在于，还包括第一电磁阀、第二电磁阀，所述第一电磁阀设置在所述第二支管的临近所述第一支管的一端，所述第二电磁阀设置在所述气源管道的临近所述第一支管的一端。

3.如权利要求2所述的电池包冷却液自动排空装置，其特征在于，还包括第三电磁阀、第四电磁阀，所述第三电磁阀设置在所述旁路管道的临近所述第三支管的一端，所述第四电磁阀设置在所述第四支管的临近所述第三支管的一端。

4.如权利要求3任一项所述的电池包冷却液自动排空装置，其特征在于，还包括调压阀，所述调压阀设置在所述气源管道上。

5.如权利要求1所述的电池包冷却液自动排空装置，其特征在于，所述上位机通过CAN总线与所述水冷机、所述电池包连接。

6.如权利要求4所述的电池包冷却液自动排空装置，其特征在于，所述上位机通过CAN总线与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀以及所述调压阀连接。

7.一种池包冷却液自动排空方法，其特征在于，基于权利要求4所述的电池包冷却液自动排空装置执行，具体包括：

水冷机响应于上位机发送的停止指令，切换到停止状态；

当所述水冷机完成停止状态切换时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀开启，以通过气源管道导入压缩空气进入电池包排液过程；

当进入电池包排液过程的时长达到预设的第一时长阈值时，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀开启，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀关闭，结束电池包排液过程。

8.如权利要求7所述的池包冷却液自动排空方法，其特征在于，所述水冷机响应于上位机发送的停止指令，切换到停止状态之后，还包括：

静置所述水冷机，并监测所述水冷机的出液口的流量和压力；

判断所述水冷机是否满足任一预设的停止状态切换条件；所述停止状态切换条件包括：所述水冷机静置的时长达到预设的第二时长阈值且所述水冷机的出液口的流量低于预设流量阈值，所述水冷机静置的时长达到预设的第二时长阈值且所述水冷机的出液口的压力低于预设压力阈值；

若是，确认所述水冷机完成停止状态切换；

若否，继续静置所述水冷机。

9.如权利要求7所述的池包冷却液自动排空方法，其特征在于，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀开启，包括：

所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀关闭，并控制第二电磁阀、第三电磁阀开启；

当静置时长达到预设的第三时长阈值后，所述上位机控制所述调压阀开启。

10.如权利要求7所述的池包冷却液自动排空方法，其特征在于，所述上位机控制第一电池阀、第四电磁阀开启，控制第二电磁阀、第三电磁阀、调压阀关闭，包括：

所述上位机控制所述调压阀关闭；

当静置时长达到预设的第四时长阈值后，所述上位机控制第二电磁阀、第三电磁阀关闭，并控制第一电池阀、第四电磁阀开启。

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