CN114335777A - 具有被动除湿和主动控湿功能的电池包及被动除湿功能的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为具有被动除湿和主动控湿功能的电池包及被动除湿功能的控制方法，所述电池包内部设有电池模块、冷却管道6、所述冷却管道6布置在所述电池模块的底部。所述电池包内部还设有吸湿区和控湿结构，所述吸湿区和控湿结构用于减少所述电池包内的湿气产生，改电池包采用被动除湿、主动控湿措施，实现了对电池包内部湿度的控制，从而确保系统的可靠性，降低湿气对电池包使用安全的影响。
Description
技术领域
本发明涉及具有被动除湿和主动控湿功能的电池包及其被动除湿功能的控制方法。
背景技术
目前锂离子电池一般在20～40℃范围内时，其充放电性能最佳，寿命最好。而市场上多通过热管理系统进行维持电池包工作在最佳工作范围。热管理系统方式目前主要有主动风冷风热和液冷液热方案等。如采用液冷方案，将液冷的冷却管道布置在密闭的电池箱内部，则会在电池包内部出现高温水汽凝结的现象，导致电气组件失效、电池绝缘降低。高温水汽凝结的主要原因如下：1）水冷开启后，导致电池包壳体和电池包内的空气有较大的温差，当电池包内空气温度、湿度达到水汽凝结要求时，即可产生水汽凝结；2）当电池停止使用后，电池包内部空气是热的，电池包外部空气极速下降时，也可能导致电池箱盖和侧壁产生冷凝。3）当电池长期处于较冷的环境中，电池因使用导致快速上升，也可能在电池顶盖和箱体侧壁产生冷凝。
发明内容
本发明涉及具有被动除湿和主动控湿功能的电池包及被动除湿功能的控制方法
，它能够尽量减少电池包内部水汽凝结，降低电气组件失效概率，降低安全风险。
本发明采用了以下技术方案：一种具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，它包括电池箱，在电池箱的顶部设有顶盖，电池箱的内腔分隔为电气腔和电池腔，在电气腔与电池腔之间设有隔热填充材料层Ⅰ，在电池箱的内腔底部设有冷却管道，冷却管道位于电池腔与电气腔的底部，所述电池腔的顶部设有隔热填充材料层Ⅱ，电池腔的内部设有若干电池模块，隔热填充材料层Ⅰ位于电池模块的侧面，隔热填充材料层Ⅱ位于电池模块的顶部，所述的电气腔的上部设有主动控湿的监测设备，监测设备通过接口与电池包外部的冷却机组相连接，电气腔的下部设有吸湿材料层，在电池箱箱体上设有透气孔，透气孔位于电气腔的一侧，在透气孔上设有透气阀。
所述的电气腔与电池腔之间通过金属挡板隔开，金属挡板设置为高强度钢。
所述的监测设备设置为温湿度传感器及其监控模块，温湿度传感器与监控模块连接，监控模块通过线束接口与报警器和电池包外部的带有加热功能冷却机组相连接。
所述监控设备的线束接口与重力方向垂直，线束折弯后进入检测设备的线束接口。
所述的透气阀设置为单向阀。
所述的隔热填充材料层Ⅰ和隔热填充材料层Ⅱ都设置为泡棉材料层。
所述的电池箱的顶盖为隔热顶盖，隔热顶盖为RTM纤维复合材料。
所述的吸湿材料层，吸湿材料层为氯化钙层。
本发明公开电池包的被动除湿功能的控制方法，它包括以下步骤：温湿度传感器用于监测获取电池包内部的实时温度和湿度数据以及电气腔的壳体温度，同时将获取的实时温度和湿度数据与水汽凝结条件比较，确定是否开启主动减湿度功能，当湿度大于极限值时，湿温度传感器将信号传输给报警器进行报警，当湿度小于极限值时，将实时温度和湿度数据与水汽凝结条件比较，当温度和湿度数据满足水汽凝结条件，湿温度传感器将信号传输给电池包外的冷却机组，通过改变冷机输出冷却液的水温改变电池包壳体的温度，从而减少电池包内冷凝空气的产生机率。
本发明具有以下有益效果：本发明电池包采用被动除湿功能，实现通过温湿度传感器对电池包内部温度、湿度的控制，检测电气腔温度和湿度情况，当湿度和温度满足水汽凝结要求条件时，控制电池包外部冷却机组输出的冷却液温度，减少电池包壳体和电气腔内部的温差，减少电池包内部空气冷凝产生机率，进一步地，当湿度超过限值时，报警，提醒检修。从而大幅减少空气冷凝产生机率，提高了系统的可靠性，降低了电气组件失效的风险。
本发明也采用主动除湿的功能，包括：
1、电池箱的顶盖设置为隔热顶盖，隔热顶盖（采用RTM纤维复合材料），这样可以减少外部环境变化造成电池内部热空气冷凝产生的机率；
2、隔热填充材料层Ⅰ位于电池模块的侧面，隔热填充材料层Ⅱ位于电池模块的顶部，隔热填充材料层Ⅰ和隔热填充材料层Ⅱ都设置为泡棉材料层，这样可以减少电池腔的空气含量，从而减少在电池表面冷凝产生机率，同时隔热填充材料层Ⅰ位于电池腔和电气腔之间，这样也可以减少电池温度变化对电气腔的温度影响，减少外部冷却机组工作时，电气腔壳体和电池包内部空气的温差，减少冷凝产生机率；
3、在电池箱箱体上设有透气孔，透气孔位于电气腔的一侧，在透气孔上设有透气阀，透气阀为单向阀，这样在平衡电池包内外部压力的同时，也可以减少外部湿空气进入电池包。
4、电气腔的下部设有吸湿材料层，这样可以用吸湿材料吸湿空气中的水分，减少空气冷凝产生机率。
5、本发明监控设备（9）的线束接口与重力方向垂直，线束折弯后进入检测设备的线束接口，这样可以减少湿气沿重力方向进入监监控设备内部，影响监控设备可靠工作。
6、本发明经过上述采用被动除湿、主动控湿措施，实现了对电池包内部湿度的控制，从而确保系统的可靠性，降低湿气对电池包使用安全的影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
在图1中，本发明提供了具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，它包括电池箱1，在电池箱1的顶部设有顶盖2，所述的电池箱的顶盖2为隔热顶盖，隔热顶盖采用RTM纤维复合材料，电池箱1的内腔分隔为电气腔3和电池腔4，电气腔3与电池腔4之间通过金属挡板13隔开，金属挡板13设置为高强度钢，在电气腔3与电池腔4之间设有隔热填充材料层Ⅰ5，在电池箱1的内腔底部设有冷却管道6，冷却管道6位于电池腔3与电气腔4的底部，所述电池腔3的顶部设有隔热填充材料层Ⅱ7，电池腔4的内部设有若干电池模块8，本实施例的电池腔4的内部设有九个电池模块8，隔热填充材料层Ⅰ5位于电池模块8的侧面，隔热填充材料层Ⅱ7位于电池模块的顶部，隔热填充材料层Ⅰ5和隔热填充材料层Ⅱ7都设置为泡棉材料层，所述的电气腔4的上部设有主动控湿的监测设备9，监测设备9设置为温湿度传感器，监测设备设置为温湿度传感器及其监控模块，温湿度传感器与监控模块连接，监控模块通过线束接口14与报警器和电池包外部的带有加热功能冷却机组相连接，电气腔3的下部设有吸湿材料层10，吸湿材料层10为高吸湿能力的氯化钙层，在电池箱1箱体上设有透气孔11，透气孔11位于电气腔3的一侧，在透气孔11上设有透气阀12，透气阀12设置为单向阀。
本发明还公开了电池包的被动除湿功能的控制方法，它包括以下步骤：温湿度传感器用于监测获取电池包内部的实时温度和湿度数据以及电气腔的壳体温度，同时将获取的实时温度和湿度数据与水汽凝结条件比较，确定是否开启主动减湿度功能，当湿度大于极限值时，湿温度传感器将信号传输给报警器进行报警，当湿度小于极限值时，将实时温度和湿度数据与水汽凝结条件比较，当温度和湿度数据满足水汽凝结条件，湿温度传感器将信号传输给电池包外的冷却机组机，冷却机组机根据电池包信息，改变电池包壳体的温度，从而减少电池包内冷凝空气的产生机率。
Claims (9)
1.具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，其特征是它包括电池箱（1），在电池箱（1）的顶部设有顶盖（2），电池箱（1）的内腔分隔为电气腔（3）和电池腔（4），在电气腔（3）与电池腔（4）之间设有隔热填充材料层Ⅰ（5），在电池箱（1）的内腔底部设有冷却管道（6），冷却管道（6）位于电池腔（3）与电气腔（4）的底部，所述电池腔（3）的顶部设有隔热填充材料层Ⅱ（7），电池腔（4）的内部设有若干电池模块（8），隔热填充材料层Ⅰ（5）位于电池模块（8）的侧面，隔热填充材料层Ⅱ（7）位于电池模块的顶部，所述的电气腔（4）的上部设有主动控湿的监测设备（9），监测设备（9）通过线束接口（14）与电池包外部的冷却机组相连接，电气腔（3）的下部设有吸湿材料层（10），在电池箱（1）箱体上设有透气孔（11），透气孔（11）位于电气腔（3）的一侧，在透气孔（11）上设有透气阀（12）。
2.根据权利要求1所述的具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，其特征是所述的电气腔（3）与电池腔（4）之间通过金属挡板（13）隔开，金属挡板（13）设置为高强度钢。
3.根据权利要求1所述的具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，其特征是所述的监测设备（9）设置为温湿度传感器及其监控模块，温湿度传感器与监控模块连接，监控模块通过线束接口（14）与报警器和电池包外部的带有加热功能冷却机组相连接。
4.根据权利要求3所述的具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，其特征是所述监控设备（9）的线束接口与重力方向垂直，线束折弯后进入检测设备的线束接口。
5.根据权利要求1所述的具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，其特征是所述的透气阀（12）设置为单向阀。
6.根据权利要求1所述的具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，其特征是所述的隔热填充材料层Ⅰ（5）和隔热填充材料层Ⅱ（7）都设置为泡棉材料层。
7.根据权利要求1所述的具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，其特征是所述的电池箱的顶盖（2）为隔热顶盖，隔热顶盖为RTM纤维复合材料。
8.根据权利要求1所述的具有被动除湿和主动控湿功能的电池包，其特征是所述的吸湿材料层（10），吸湿材料层为氯化钙层。
9.电池包的被动除湿功能的控制方法，其特征是它包括以下步骤：温湿度传感器用于监测获取电池包内部的实时温度和湿度数据以及电气腔的壳体温度，同时将获取的实时温度和湿度数据与水汽凝结条件比较，确定是否开启主动减湿度功能，当湿度大于极限值时，湿温度传感器将信号传输给报警器进行报警，当湿度小于极限值时，将实时温度和湿度数据与水汽凝结条件比较，当温度和湿度数据满足水汽凝结条件，湿温度传感器将信号传输给电池包外的冷却机组，通过改变冷机输出冷却液的水温改变电池包壳体的温度，从而减少电池包内冷凝空气的产生机率。
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