CN115207520A - 电池热管理装置、方法、电池总成及电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供一种电池热管理装置、方法、电池总成及电动车辆，该电池热管理装置包括：电池液冷板，所述电池液冷板上设有进液口和出液口，所述电池液冷板内设有连通所述进液口和出液口的冷却液流道，所述电池液冷板上设有电池模组；熄火机构，安装于所述电池液冷板上，所述熄火机构包括喷射部件，所述喷射部件与所述冷却液流道连通，用于在所述电池模组的温度异常时，将所述电池液冷板内的冷却液喷射至所述电池模组，对所述电池模组进行冷却。本公开能够利用冷却液流道内的冷却液对电池模组进行自动喷射冷却，避免电池模组的温度失控，保证电池模组的正常、可靠工作，提高电池热管理性能，同时提升电池总成的能量效率。
Description
技术领域
本公开涉及动力电池技术领域，具体地涉及一种电池热管理装置、方法、电池总成及电动车辆。
背景技术
动力电池作为新能源汽车的关键核心零部件，结构安全及热管理性能非常重要。目前主流的电池总成方案是标准模组或者CTP构型电池总成，这两种方案结构比较复杂，热管理性能差，电池模组出现热失控后无法有效处理，无法保证电池电芯之间和电芯内部的温度一致性；且受制于Z向（竖直方向）布置高度限制，集成化低。
发明内容
本公开实施例的目的在于提供一种电池热管理装置、方法、电池总成及电动车辆，以解决现有技术中存在的电池模组出现热失控后无法有效处理等技术问题。
为了解决上述技术问题，本公开的实施例采用了如下技术方案：
一种电池热管理装置，包括：
电池液冷板，所述电池液冷板上设有进液口和出液口，所述电池液冷板内设有连通所述进液口和出液口的冷却液流道，所述电池液冷板上设有电池模组；
熄火机构，安装于所述电池液冷板上，所述熄火机构包括喷射部件，所述喷射部件与所述冷却液流道连通，用于在所述电池模组的温度异常时，将所述电池液冷板内的冷却液喷射至所述电池模组，对所述电池模组进行冷却。
在一些实施例中，所述熄火机构还包括底座和调节部件，所述底座安装于所述电池液冷板上，所述调节部件安装于所述底座并与所述喷射部件连接，以调节所述喷射部件的喷射位置。
在一些实施例中，所述调节部件包括第一转动节和第二转动节，所述喷射部件通过第一连接件与所述第一转动节的一端转动连接，所述第一转动节的另一端通过第二连接件与所述第二转动节的一端连接，所述第二转动节的另一端与所述底座连接，所述第一转动节能够竖直转动以调节所述喷射部件的竖向喷射位置，所述第二转动节能够水平转动以调节所述喷射部件的水平喷射位置。
在一些实施例中，所述电池热管理装置还包括与所述熄火机构连接的电池热管理模块，所述电池热管理模块用于获取所述电池模组的温度，并根据所述电池模组的温度控制所述熄火机构的工作。
在一些实施例中，所述电池模组包括多个电池单元，所述熄火机构为多个，多个所述熄火机构靠近所述冷却液流道设置，以对相应的所述电池单元进行冷却。
在一些实施例中，所述喷射部件的材质为铁、铝和钛中的一种或多种形成的合金。
本公开还提供一种电池热管理方法，包括：
获取电池模组的温度；
根据所述电池模组的温度和预设的电池温度阈值，确定所述电池模组的电池热管理模式；
根据所述电池热管理模式，控制设置在电池液冷板上的熄火机构工作，对所述电池模组的温度进行调整。
在一些实施例中，所述电池模组包括多个电池单元，所述根据所述电池模组的温度和预设的电池温度阈值，确定所述电池模组的电池热管理模式，包括：
根据检测到的所述电池模组的温度是否达到所述预设的电池温度阈值，和/或，根据达到所述预设的电池温度阈值的所述电池单元的数量，确定所述电池模组的电池热管理模式；
其中，所述电池热管理模式包括关闭模式、正常熄火模式和剧烈熄火模式。
本公开还提供一种电池总成，其包括电池模组和上述任一项技术方案中所述的电池热管理装置。
本公开还提供一种电动车辆，其包括上述的电池总成。
本公开实施例提供的电池热管理装置、方法、电池总成及电动车辆，通过在电池液冷板上设置熄火机构，并将熄火机构的喷射部件与电池液冷板内的冷却液流道连通，可以在设置在电池液冷板上的电池模组出现异常（热失控）时，利用冷却液流道内的冷却液对电池模组进行自动喷射冷却，配合电池液冷板内冷却液对电池模组的换热冷却，使得电池模组的温度始终处于合理的温度范围，避免电池模组的温度失控，保证电池模组的正常、可靠工作，提高电池热管理性能，同时提升电池总成的能量效率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例的电池热管理装置的立体结构示意图；
图2为本公开实施例的电池热管理装置的俯视结构示意图；
图3为本公开实施例的熄火机构的结构示意图；
图4为本公开实施例的熄火机构的仰视图；
图5为本公开实施例的电池热管理方法的流程图。
附图标记：
1-电池液冷板、11-进液口、12-出液口；2-熄火机构、21-喷射部件、211-喷射头、22-底座、231-第一转动节、232-第二转动节、241-第一连接件、242-第二连接件；3-绝缘件；4-减重孔。
具体实施方式
此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有本公开实施例所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为本公开的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
图1和图2示出了本公开实施例的电池热管理装置的结构示意图，如图1和图2所示，本公开实施例提供的一种电池热管理装置，包括：
电池液冷板1，电池液冷板1上设有进液口11和出液口12，电池液冷板1内设有连通所述进液口11和出液口12的冷却液流道，电池液冷板1上设有电池模组（图中未示出）；
熄火机构2，安装于所述电池液冷板1上，熄火机构2包括喷射部件21，喷射部件21与冷却液流道连通，用于在电池模组的温度异常时，将所述电池液冷板1内的冷却液喷射至电池模组，对电池模组进行冷却。
具体地，电池模组贴合设置在电池液冷板1上，并靠近冷却液流道设置，冷却液流道内的冷却液与电池模组进行换热，对电池模组进行冷却或加热，以使电池模组的温度处于合理的范围内；熄火机构2设置在电池模组的一侧，喷射部件21包括喷射头211和开设在喷射部件21上的中空的喷射管路，喷射管路与冷却液流道连通，可以在电池模组处于热失控等异常状态时，利用冷却液流道内的冷却液对电池模组进行降温冷却，避免电池自燃等。
本公开实施例提供的电池热管理装置通过在电池液冷板1上设置熄火机构2，并将熄火机构2的喷射部件21与电池液冷板1内的冷却液流道连通，可以在设置在电池液冷板1上的电池模组出现异常（热失控）时，利用冷却液流道内的冷却液对电池模组进行自动喷射冷却，配合电池液冷板1内冷却液对电池模组的换热冷却，使得电池模组的温度始终处于合理的温度范围，避免电池模组的温度失控，保证电池模组的正常、可靠工作，提高电池热管理性能，同时提升电池总成的能量效率。
在一些实施例中，如图3和图4所示，熄火机构2还包括底座22和调节部件，底座22安装于电池液冷板1上，调节部件安装于底座22并与喷射部件21连接，以调节喷射部件21的喷射位置。
通过将调节部件23安装于底座22，并与喷射部件21连接，一方面可以通过调节部件对喷射部件21的喷射位置（包括喷射范围和喷射角度等）进行调节，使得喷射部件21能够将冷却液喷射至对应的位置；另一方面，可以通过调节部件将喷射部件21与底座22可靠连接，结构简单、合理，调节控制方便。
进一步地，调节部件包括第一转动节231和第二转动节232，喷射部件21通过第一连接件241与第一转动节231的一端转动连接，第一转动节231的另一端通过第二连接件242与第二转动节232的一端连接，第二转动节232的另一端与底座22连接，第一转动节231能够竖直转动以调节喷射部件21的竖向喷射位置，第二转动节232能够水平转动以调节喷射部件21的水平喷射位置。
其中，第一连接件241为第一转轴，第二连接件242为第二转轴，
第一转动节231横向布置，第一转动节231的一端设有相对的两侧板，两侧板上设有轴孔，第一转轴可转动地安装于所述轴孔中，喷射部件21远离喷射头211的一端套设在第一转轴上。第一转动节231能够围绕第一转轴竖直转动一定角度，以在俯仰方向调节喷射部件21的喷射位置，例如将喷射头211与水平方向的夹角由30°调节为45°可以扩大喷射头211的喷射范围（喷射距离）。第一转动节231的另一端的底部通过竖向设置的第二转轴与第二转动节232连接，第二转动节232能够围绕第二转轴水平转动，调节喷射头211的水平喷射范围，例如当需要对电池模组中的第一位置进行喷射时，可以通过第二转动节232的水平转动，使得喷射头211对准第一位置。
本实施例中，通过分别设置第一转动节231和第二转动节232，可以分别从不同的方向调节喷射部件21的喷射位置，实现喷射位置的任意调节，且各转动节的调节互不影响。同时，受制于电池总成Z向布置高度的限制，本实施例中，通过竖向设置的第二转动轴和横向设置的第一转动轴将第二转动节232、第一转动节231以及喷射部件21依次连接，可以在有限的Z向空间内布置，结构合理、紧凑，集成化程度高。
另一些实施例中，也可以将第二转动节232设置为升降式结构，使得第二转动节232水平转动的同时，能够上下移动，调节喷射部件21的高度。由于电池总成的Z向高度有限，且通过第一转动节231可以在竖直方向调节喷射部件21的喷射位置，使得喷射部件21的喷射范围能够覆盖电池模组的布置范围，因此，无需将第二转动节232设置为升降式结构。
具体实施中，也可以根据需要仅设置第一转动节231或第二转动节232，或者将第一转动节231和第二转动节232集成于一体，将第一转动节231和第二转动节232集成于一体时，可能由于电池总成的Z向高度受限，不能设置的过大，影响喷射头211的喷射量，进而影响喷射效率。
可以理解的是，本实施例中，第一连接件241和第二连接件242为转轴，方便第一转动节231和第二转动节232的转动调节。另一些实施例中，第一连接件241也可以为铰接件等，第一转动节231可以相对于该铰接件上下翻转，以调节喷射部件21的竖向喷射位置。第二连接件242同样可以为铰接件等，使得第二转动节242能够相对于该铰接件水平摆动，以调节喷射部件21的水平喷射位置。
在一些实施例中，电池热管理装置还包括与熄火机构2连接的电池热管理模块（图中未示出），电池热管理模块用于获电池模组的温度，并根据电池模组的温度控制熄火机构2的工作。电池热管理模块包括控制器和安装于电池模组的温度传感器，温度传感器可以实时获取电池模组的温度，并将其发送至控制器，控制器接收到该温度后，可以根据该温度判断电池模组是否处于热失控状态；若电池模组处于热失控状态，控制器可以控制熄火机构2启动工作，利用冷却液流道内的冷却液对电池模组进行喷射熄火，防止电池模组自燃，提高电池模组的使用寿命。
在一些实施例中，电池模组包括多个电池单元，分别布置在电池液冷板1上的不同位置；熄火机构2为多个，多个熄火机构2靠近所述冷却液流道设置，以对相应的电池单元进行冷却。例如，第一熄火机构可以对布置在其周围的第一电池单元和第二电池单元进行冷却，第二熄火机构可以对布置在其周围的第三电池单元进行冷却。
如图1和图2所示，本实施例中，在靠近进液口11和出液口12的位置分别设置一熄火机构2，并在电池液冷板1纵向方向的中部位置设置两个熄火机构2，使得熄火机构2的喷射范围能够覆盖整个电池液冷板1，保证设置在电池液冷板1上的多个电池单元的可靠冷却。
进液口11连接有进液流道，出液口12连接有出液流道，本实施例中，在靠近进液流道和出液流道的位置分别设置熄火机构2，可以将流量较大的进液流道和出液流道内的冷却液快速引入喷射部件21的喷射管路中对电池模组进行快速降温，提高电池热管理装置的热管理性能；同时，可以将熄火机构2设置在易发生热失控的位置，以及时进行喷射熄火。
在电池液冷板1纵向方向的中部位置设置多个熄火机构2，并通过调节部件调节喷射部件21的喷射位置，利用较少数量的熄火机构2即可实现喷射范围的全覆盖。
具体实施中，也可以在电池液冷板1的纵向方向的两侧边缘位置或电池液冷板1的边角位置等设置熄火机构2，熄火机构2的具体数量和布置位置，根据电池单元的数量和布置位置确定，本公开不具体限定。
在一些实施例中，喷射部件21的材质为铁、铝和钛中的一种或多种形成的合金。
相较于纯金属材质，合金硬度较大、导电性和导热性较低、抗腐蚀能力强，可以提高喷射部件21的使用寿命。例如铝合金密度小、强度高，具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，特别适用于制造喷射头211和喷射管路。
在一些实施例中，如图1和图2所示，电池液冷板1上还设有绝缘件3。电池模组置于绝缘件3上，以与电池液冷板1进行电气绝缘，避免电池模组与金属电池液冷板1直接接触，熄火机构2喷射冷却液时对电池模组和金属电池液冷板1造成影响。绝缘件3优选为多个绝缘条，且在电池液冷板1上呈阵列排布。
在一些实施例中，如图1和图2所示，电池液冷板1上还设有贯穿的减重孔4，减轻电池液冷板1的重量的同时，不影响电池模组的冷却。减重孔4的位置优选为未设置电池模组的位置。减重孔4的大小和形状可以根据需要设置，本公开不具体限定。
电池液冷板1优选为铝板或铝合金板。冷却液流道优选为蛇形结构，尽可能扩大与电池模组的接触面积。电池模组中的各电池单元靠近冷却液流道设置，使得冷却液仅对需要进行换热的部件进行换热，减少了冷却液与不必要的部件进行换热造成的热量浪费，具有较好的冷却和节能效果。当需要对电池模组中的电池单元进行加热时，可以利用加热部件对冷却液进行加热，以实现电池模组的均温等效果。
如图1和图2所示，进液口11和出液口12处分别设有管接头，以便与外接冷却液管路连接。喷射至电池模组的冷却液为高压、高速冷却液。冷却液优选为冷却水。
优选地，为避免冷却液直接喷射在电池模组上造成液体累积，对电池模组造成损坏，本实施例中，可以将喷射头211设置为雾化喷头，将冷却液雾化后喷射至电池模组上。
图5示出了本公开实施例的电池热管理方法的流程图，如图5所示，本公开实施例还提供一种电池热管理方法，包括：
S101：获取电池模组的温度；
S102：根据所述电池模组的温度和预设的电池温度阈值，确定所述电池模组的电池热管理模式；
S103：根据所述电池热管理模式，控制设置在电池液冷板1上的熄火机构2工作，对所述电池模组的温度进行调整。
具体地，可以利用与电池模组连接的电池热管理模块实时获取电池模组的温度，将电池模组的温度与预设的电池温度阈值进行比较，确定所述电池模组的电池热管理模式，进而根据确定的电池热管理模式对控制熄火机构2，对电池模组的温度进行调整，以实现电池模组的热管理。当温度可控时，可以利用流经电池液冷板1内的冷却液流道内的冷却液对电池模组进行降温冷却，无需启动熄火机构2；当温度失控，利用冷却液无法快速降温时，可以根据电池模组的温度，控制熄火机构2进行工作，将冷却液流道内的冷却液直接喷射至电池模组，实现电池模组的快速降温，保证电池模组的可靠工作。
在一些实施例中，所述电池模组包括多个电池单元，步骤S102中，根据所述电池模组的温度和预设的电池温度阈值，确定所述电池模组的电池热管理模式，包括：
根据检测到的所述电池模组的温度是否达到所述预设的电池温度阈值，和/或，根据达到所述预设的电池温度阈值的所述电池单元的数量，确定所述电池模组的电池热管理模式；
其中，所述电池热管理模式包括关闭模式、正常熄火模式和剧烈熄火模式。
具体地，电池模组的温度（TM）为各电池单元的最高温度，该最高温度可以通过对一定时间段内间隔预设时间（例如3s）采集的多个最高温度值进行平均确定；预设的电池温度阈值为与热失控触发温度（TR）相关的温度阈值。其中，电池模组的温度和热失控触发温度均为摄氏温度，单位为°C。
（1）当TM≤TR-3°C时，即各电池单元的温度均小于TR-3°C，确定电池模组的温度处于预设的电池温度范围内，电池热管理模式为关闭模式，无需启动熄火机构2进行工作。
（2）当TR-3°C＜TM≤TR时，确定电池模组的温度超出预设的电池温度范围，但是超出的幅度有限，确定电池热管理模式为正常熄火模式，启动熄火机构2对对应的电池单元进行喷射熄火即可。
（3）当TM＞TR时，确定电池模组的温度达到热失触发温度TR，确定电池热管理模式为剧烈熄火模式，需要及时对对应的电池单元进行喷射熄火，此时，可以启动熄火机构2并以较大的功率工作，以提高喷射量等，对电池单元进行快速喷射，避免温度失控。
进一步地，还可以根据电池单元的数量，结合热失控触发温度，进一步准确确定电池热管理模式，例如，当检测到一部分电池单元的TR-3°C＜TM≤TR，另一部分的电池单元的TM＞TR，当TM＞TR的电池单元的数量仅有一个或所占总电池数量的比例在预设范围内（例如1/6）时，可以确定电池热管理模式为正常熄火模式。而当多于一个电池单元TM＞TR时，可以确定电池热管理模式为剧烈熄火模式，需要快速进行喷射冷却熄火。
在一些实施例中，步骤S103中，根据所述电池热管理模式，控制设置在电池液冷板上的熄火机构工作，对所述电池模组的温度进行调整，包括：
（1）当电池热管理模式为关闭模式时，电池热管理模块控制电池液冷板1上的熄火机构2保持关闭状态。
（2）当电池热管理模式为正常熄火模式时，电池热管理模块控制靠近出现热失控的电池单元的熄火机构2工作喷射冷却液，通过调节调节部件将熄火机构2对准相应的电池单元，对电池单元进行定点冷却，直至温度降低到TR-3°C以下，或者与其他电池单元温度均衡。
（3）当电池热管理模式为剧烈熄火模式时，电池热管理模块控制靠近出现热失控的电池单元的熄火机构2工作喷射冷却液，通过调节调节部件将熄火机构2对准相应的电池单元，对热失控的电池单元进行定点冷却；同时，可以将其他熄火机构2开启进行扫射，以快速降低热失控的电池单元的温度，并保证各电池单元的均温。
上述的热失控触发温度（TR）可以根据电池模组的大小、功率、电池单元的数量等实际情况确定，本公开不具体限定。其中，TR-3°C为根据电池总成、电动车辆的具体结构等模拟和实际试验得到的电池热管理的较佳数值，该数值也不具体限定。
本公开实施例提供的电池热管理方法，通过获取电池模组的温度，根据所述电池模组的温度和预设的电池温度阈值，确定所述电池模组的电池热管理模式；然后，根据所述电池热管理模式，控制设置在电池液冷板1上的熄火机构2工作，对所述电池模组的温度进行调整，可以利用电池液冷板1内的冷却液对出现热失控的电池模组进行快速冷却，使得电池模组的温度始终处于合理的温度范围，保证电池模组的正常、可靠工作，提高电池热管理性能，同时提升电池总成的能量效率。
本公开实施例还提供一种电池总成，包括电池模组和上述的电池热管理装置。
电池模组贴合设置在电池液冷板1上，并靠近冷却液流道设置；熄火机构2设置在电池模组的一侧，喷射部件21包括喷射头211和开设在喷射部件21上的中空的喷射管路，喷射管路与冷却液流道连通，可以在电池模组处于热失控等异常状态时，利用冷却液流道内的冷却液对电池模组进行降温冷却，避免电池自燃等，提高电池热管理性能。
本公开实施例中的电池热管理装置不仅适用于上述电池模组，还可以适用于超级电容等其他储能装置。
本公开实施例还提供一种电动车辆，所述电动车辆包括上述实施例中的电池热管理装置。
本公开实施例提供的电池总成和电动车辆对应于上述实施例的电池热管理装置，电池热管理装置实施例中的任何可选项也适用于电池总成和电动车辆的实施例，此处不再赘述。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解保护范围中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现本公开技术方案的示例形式。
以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种电池热管理装置，其特征在于，包括：
电池液冷板，所述电池液冷板上设有进液口和出液口，所述电池液冷板内设有连通所述进液口和出液口的冷却液流道，所述电池液冷板上设有电池模组；
熄火机构，安装于所述电池液冷板上，所述熄火机构包括喷射部件，所述喷射部件与所述冷却液流道连通，用于在所述电池模组的温度异常时，将所述电池液冷板内的冷却液喷射至所述电池模组，对所述电池模组进行冷却。
2.根据权利要求1所述的电池热管理装置，其特征在于，所述熄火机构还包括底座和调节部件，所述底座安装于所述电池液冷板上，所述调节部件安装于所述底座并与所述喷射部件连接，以调节所述喷射部件的喷射位置。
3.根据权利要求2所述的电池热管理装置，其特征在于，所述调节部件包括第一转动节和第二转动节，所述喷射部件通过第一连接件与所述第一转动节的一端转动连接，所述第一转动节的另一端通过第二连接件与所述第二转动节的一端连接，所述第二转动节的另一端与所述底座连接，所述第一转动节能够竖直转动以调节所述喷射部件的竖向喷射位置，所述第二转动节能够水平转动以调节所述喷射部件的水平喷射位置。
4.根据权利要求2所述的电池热管理装置，其特征在于，所述电池热管理装置还包括与所述熄火机构连接的电池热管理模块，所述电池热管理模块用于获取所述电池模组的温度，并根据所述电池模组的温度控制所述熄火机构的工作。
5.根据权利要求1所述的电池热管理装置，其特征在于，所述电池模组包括多个电池单元，所述熄火机构为多个，多个所述熄火机构靠近所述冷却液流道设置，以对相应的所述电池单元进行冷却。
6.根据权利要求1所述的电池热管理装置，其特征在于，所述喷射部件的材质为铁、铝和钛中的一种或多种形成的合金。
7.一种电池热管理方法，其特征在于，包括：
获取电池模组的温度；
根据所述电池模组的温度和预设的电池温度阈值，确定所述电池模组的电池热管理模式；
根据所述电池热管理模式，控制设置在电池液冷板上的熄火机构工作，对所述电池模组的温度进行调整。
8.根据权利要求7所述的电池热管理方法，其特征在于，所述电池模组包括多个电池单元，所述根据所述电池模组的温度和预设的电池温度阈值，确定所述电池模组的电池热管理模式，包括：
根据检测到的所述电池模组的温度是否达到所述预设的电池温度阈值，和/或，根据达到所述预设的电池温度阈值的所述电池单元的数量，确定所述电池模组的电池热管理模式；
其中，所述电池热管理模式包括关闭模式、正常熄火模式和剧烈熄火模式。
9.一种电池总成，其特征在于，包括电池模组和根据权利要求1-6中任一项所述的电池热管理装置。
10.一种电动车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的电池总成。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130312947A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Lawerence Livermore National Security, Llc | Li-ion battery thermal runaway suppression system using microchannel coolers and refrigerant injections |
| CN209200034U (zh) * | 2019-01-10 | 2019-08-02 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | 电池包和车辆 |
| CN214550790U (zh) * | 2021-04-20 | 2021-11-02 | 荆门市广恒机电设备有限公司 | 一种适用于化工存放罐灭火的无人灭火消防设备 |
| CN113889698A (zh) * | 2020-06-17 | 2022-01-04 | 比亚迪股份有限公司 | 储能机柜及其消防系统 |
| US20220273975A1 (en) * | 2019-07-05 | 2022-09-01 | A. Svensson International Ab | Fire suppression arrangement |
| CN115036594A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-09-09 | 中国第一汽车股份有限公司 | 电池异常监测装置、方法、电池总成及电动车辆 |
-
2022
- 2022-09-19 CN CN202211134009.2A patent/CN115207520A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130312947A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Lawerence Livermore National Security, Llc | Li-ion battery thermal runaway suppression system using microchannel coolers and refrigerant injections |
| CN209200034U (zh) * | 2019-01-10 | 2019-08-02 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | 电池包和车辆 |
| US20220273975A1 (en) * | 2019-07-05 | 2022-09-01 | A. Svensson International Ab | Fire suppression arrangement |
| CN113889698A (zh) * | 2020-06-17 | 2022-01-04 | 比亚迪股份有限公司 | 储能机柜及其消防系统 |
| CN214550790U (zh) * | 2021-04-20 | 2021-11-02 | 荆门市广恒机电设备有限公司 | 一种适用于化工存放罐灭火的无人灭火消防设备 |
| CN115036594A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-09-09 | 中国第一汽车股份有限公司 | 电池异常监测装置、方法、电池总成及电动车辆 |
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