CN207800738U - 一种电池系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池系统及汽车，其中，电池系统包括具有多个电芯的电池包，所述电芯之间通过母排电连接；所述母排包括至少两个管型母排，相邻两个管型母排之间通过塑料软管连通，所述管型母排和所述塑料软管内具有冷媒；其中，在所述管型母排的温度达到第一预定温度时所述塑料软管融化。本实用新型能够利用冷媒的热容快捷地将电芯产生的热量进行散热，并且，当与电芯连接的管型母排的温度达到第一预定温度时，塑料软管将融化，使塑料软管内部的冷媒散落在热失控的电芯周围，从而能够进一步降低电芯的温度或灭掉产生的明火，达到阻断明火或热传导，延长安全处理时间的效果。

Description

一种电池系统及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是指一种电池系统及汽车。

背景技术

随着新能源汽车的发展，电动汽车进入高速发展阶段，电动汽车对电池的需求变得越来越多样化，对电池系统能量及能量密度也逐渐提高。

近几年来，由于电池热管理失效、碰撞挤压等自身及外界原因导致的汽车起火、烧毁事件经常发生，究其原因，本质是随着电池能量密度和总能量的提高，电池的热管理系统及被动防护系统未能实现技术大幅进步。就目前的技术水平来看，防止电池热失控、热扩展的最主要做法分为三个级别。第一级别是：通过电芯内部设计增加阻燃添加剂以及将电芯设计为自带泄压装置的形式；第二级别是：通过BMS(Battery Management System，电池管理系统)对电芯整个寿命周期进行有效监控，一旦发现异常主动断开电池系统对外回路。第三级别，即最后一步是：通过增加被动的灭火、报警装置进行最后的补救。

不难看出，就现有技术而言，电池安全极度依赖于BMS，而由于电池的能量巨大，一旦BMS失效，电池的热失控及热扩展将会不可避免地发生，此时依靠电池包自带的灭火剂(通常为气凝胶或固体二氧化碳干粉)往往很难将电池内的明火或热传导阻断，不能给操作人员带来更长的安全处理时间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电池系统及汽车，以解决现有技术中难以阻止热失控及热扩展，无法给操作人员带来更长的安全处理时间的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供一种电池系统，包括具有多个电芯的电池包，所述电芯之间通过母排电连接；

所述母排包括至少两个管型母排，相邻两个管型母排之间通过塑料软管连通，所述管型母排和所述塑料软管内具有冷媒；

其中，在所述管型母排的温度达到第一预定温度时所述塑料软管融化。

其中，所述电池系统还包括：循环泵，所述循环泵与所述管型母排连通；

控制装置，所述控制装置与所述循环泵通信连接，所述控制装置控制所述循环泵启动或关闭；

在所述循环泵启动时，所述冷媒通过所述循环泵在所述管型母排和所述塑料软管内循环流动。

其中，所述电池系统还包括膨胀箱，所述膨胀箱与所述管型母排连通。

其中，所述膨胀箱包括冷却风扇；

所述冷却风扇与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述冷却风扇开启或关闭；

在所述冷却风扇开启时，通过所述冷却风扇对流经所述膨胀箱的冷媒进行冷却。

其中，所述膨胀箱包括加热器；

所述加热器与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述加热器开启或关闭；

在所述加热器开启时，通过所述加热器对流经所述膨胀箱的冷媒进行加热，并在所述冷媒的温度达到第二预定温度时，所述控制装置控制所述加热器关闭。

其中，所述循环泵和所述膨胀箱均设置于所述电池包外部。

其中，所述控制装置为电池管理系统BMS或整车控制器VCU。

其中，所述管型母排与所述电芯的极耳通过导电结构连接。

其中，所述冷媒为乙二醇溶液。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种汽车，包括上述的电池系统。

本实用新型实施例提供的电池系统及汽车，能够利用冷媒的热容快捷地将电芯产生的热量进行散热，并且，当电池包发生热失控导致电芯局部温度急剧升高，使与电芯连接的管型母排的温度达到第一预定温度时，塑料软管将融化，使塑料软管内部的冷媒散落在热失控的电芯周围，从而能够进一步降低电芯的温度或灭掉产生的明火，达到阻断明火或热传导，延长安全处理时间的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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实用新型的一些实施例，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表示本实用新型实施例提供的电池系统的结构示意图之一；

图2表示本实用新型实施例提供的电池系统的结构示意图之二；

图3表示本实用新型实施例提供的管型母排的结构示意图。

[主要附图标记说明]

110-电池包，111-电芯，112-电池模组，113-进液口，114-出液口，121-管型母排，1211-导电结构，122-条型母排，130-塑料软管。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1示出的是本实用新型实施例提供的电池系统的结构示意图之一，图2示出的是本实用新型实施例提供的电池系统的结构示意图之二。

请参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种电池系统，包括具有多个电芯111的电池包110，所述电芯111之间通过母排电连接；所述母排包括至少两个管型母排121，相邻两个管型母排121之间通过塑料软管130连通，所述管型母排121和所述塑料软管130内具有冷媒；其中，在所述管型母排121的温度达到第一预定温度时所述塑料软管130融化。

本实用新型实施例提供的电池系统的工作原理是：采用空心的管型母排121实现电池包中多个(两个或两个以上)电芯111之间的串并联；同时，通过塑料软管130将相邻两个管型母排121连通，并在管型母排121和塑料软管130中流通冷媒，这样，能够利用冷媒的热容快捷地将电芯111产生的热量进行散热，并且，当电池包110发生热失控导致电芯111局部温度急剧升高，使与电芯111连接的管型母排121的温度达到第一预定温度时，将导致塑料软管130融化，使塑料软管130内部的冷媒散落在热失控的电芯111周围，从而能够进一步降低电芯111的温度或灭掉产生的明火，达到阻断明火或热传导，延长安全处理时间的效果。

其中，本实用新型实施例中，该管型母排121可以采用铜制成，或者，也可以采用铝制成。

在本实用新型实施例中，该塑料软管130为耐高温(例如在60℃以内正常工作)且不导电的塑料材质制成。在一示例中，该第一预定温度可以为80℃。

本实用新型实施例中，考虑到实际生产成本以及使用需求，该母排还可以包括条型母排122，条型母排122可以为现有的铜排结构或铝排结构，该管型母排121可以位于靠近电池包110的上壳体的一侧，该条型母排122可以位于靠近电池包110的下壳体的一侧，也即是位于远离上壳体的一侧。这样，既能够确保电芯111的串并联，并且，由于管型母排121位于靠近上壳体的一侧，能够确保塑料软管130融化后冷媒散布在热失控的电芯111周围。

在一示例中，参见图1，电池包110包括多个电池模组112，每一电池模组112包括多个电芯111，多个电芯111通过管型母排121和条型母排122采用串并联方式电连接，多个电池模组112通过管型母排121和条型母排122电连接；其中，如图1中所示，该电池包110中电芯111采用两并四串的连接方式。

其中，本实用新型实施例中，所述电池系统还可以包括：循环泵，所述循环泵与所述管型母排121连通；控制装置，所述控制装置与所述循环泵通信连接，所述控制装置控制所述循环泵启动或关闭；在所述循环泵启动时，所述冷媒通过所述循环泵在所述管型母排121和所述塑料软管130内循环流动。本实施例中，通过控制装置控制循环泵启动，循环泵使冷媒能够在管型母排121和塑料软管130内循环流动，以便能够更好地利用冷媒的热容将电芯产生的热量进行散热。

另外，在管型母排121和塑料软管130内循环流动的冷媒在吸收热量后，由于热胀冷缩作用，将导致管型母排121和塑料软管130内的压力增加进而发生暴管。因此，在本实用新型一个优选实施例中，所述电池系统还可以包括膨胀箱，所述膨胀箱与所述管型母排121连通。这样，通过膨胀箱能够容纳冷媒在吸收热量后的膨胀量，确保管型母排121和塑料软管130内的压力稳定。

其中，在本实用新型一个实施例中，所述膨胀箱可以包括冷却风扇。所述冷却风扇与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述冷却风扇开启或关闭；在所述冷却风扇开启时，通过所述冷却风扇对流经所述膨胀箱的冷媒进行冷却。在本实用新型实施例中，若控制装置检测到电池包110有散热需求，即检测到电池包110满足散热条件，例如电芯111温度达到第三预定温度，控制膨胀箱的冷却风扇启动，利用冷却风扇对流经膨胀箱的冷媒进行冷却，同时，循环泵工作以第一速度控制冷媒进行循环，通过冷媒的热容将电芯111产生的热量进行散热，以保障电芯111工作在合理的温度范围内。另外，作为一种替代方式，可以使用整车的空调系统来实现冷媒的冷却。

其中，在本实用新型一个实施例中，所述膨胀箱可以包括加热器。所述加热器与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述加热器开启或关闭；在所述加热器开启时，通过所述加热器对流经所述膨胀箱的冷媒进行加热，并在所述冷媒的温度达到第二预定温度时，所述控制装置控制所述加热器关闭。在本实用新型实施例中，若控制装置检测到电池包110有预热需求，即检测到电池包110满足加热条件，例如电芯111温度低于第四预定温度，控制膨胀箱的加热器开启，通过加热器对流经膨胀箱的冷媒进行加热，同时循环泵工作使冷媒以较慢的第二速度流经每个电芯111，对电池包110进行加热；并且，若控制装置检测到冷媒的温度达到第二预定温度，控制加热器关闭，加热器停止加热，以避免电池包110因加热而导致温度过高。

其中，优选的，加热器可以为电阻丝，或者，也可以为PTC(Positive TemperatureCoefficient，正温度系数热敏电阻)。

其中，在本实用新型一个优选实施例中，为避免循环泵和膨胀箱发生故障影响电池包110的正常工作，所述循环泵和所述膨胀箱均设置于所述电池包110外部。其中，优选的，为便于管型母排121与循环泵和膨胀箱连通，如图1所示，可以在电池包110上设置一进液口113和一出液口114，管型母排121通过该进液口113和出液口114与设置于电池包110外部的循环泵和膨胀箱连通。

另外，本实用新型实施例中，所述控制装置可以为电池管理系统BMS或整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)。

其中，请参见图3，其示出的是本实用新型实施例提供的管型母排的结构示意图，本实用新型实施例中，为确保管型母排121与电芯111之间连接可靠，所述管型母排121与所述电芯111的极耳通过导电结构1211连接。该导电结构1211可以为铜巴或者铝巴。在一示例中，管型母排121采用铜制成，该导电结构1211为铜巴；在另一示例中，管型母排121采用铝制成，该导电结构1211为铝巴。

另外，本实用新型一个优选实施例中，所述冷媒为乙二醇溶液。本实用新型实施例中，采用不具备导电性的乙二醇溶液作为冷媒，能够避免管型母排121之间通过冷媒电连接而影响电池包110的正常工作。

本实用新型实施例提供的电池系统，能够利用冷媒的热容快捷地将电芯产生的热量进行散热，并且，当电池包发生热失控导致电芯局部温度急剧升高，使与电芯连接的管型母排的温度达到第一预定温度时，塑料软管将融化，使塑料软管内部的冷媒散落在热失控的电芯周围，从而能够进一步降低电芯的温度或灭掉产生的明火，达到阻断明火或热传导，延长安全处理时间的效果。

此外，本实用新型实施例还提供一种汽车，包括上述的电池系统。

本实用新型实施例中，带有上述电池系统的汽车，由于电池系统能够很大程度上阻止电池包热失控，降低着火风险，延长救援时间，因此能够保证汽车的使用可靠性和稳定性。

应理解，说明书的描述中，提到的参考术语“一实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例或示例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”、“在一个实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，在本实用新型的一个附图或一种实施例中描述的元素、结构或特征可以与一个或多个其它附图或实施例中示出的元素、结构或特征以任意适合的方式相结合。

另外，在本文中的一个或多个实施例中，诸如“包括”或“包含”用于说明存在列举的特征或组件，但不排除存在一个或多个其它列举的特征或者一个或多个其它组件。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在实用新型实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池系统，其特征在于，包括具有多个电芯的电池包，所述电芯之间通过母排电连接；

所述母排包括至少两个管型母排，相邻两个管型母排之间通过塑料软管连通，所述管型母排和所述塑料软管内具有冷媒；

其中，在所述管型母排的温度达到第一预定温度时所述塑料软管融化。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池系统还包括：循环泵，所述循环泵与所述管型母排连通；

控制装置，所述控制装置与所述循环泵通信连接，所述控制装置控制所述循环泵启动或关闭；

在所述循环泵启动时，所述冷媒通过所述循环泵在所述管型母排和所述塑料软管内循环流动。

3.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于，所述电池系统还包括膨胀箱，所述膨胀箱与所述管型母排连通。

4.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述膨胀箱包括冷却风扇；

所述冷却风扇与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述冷却风扇开启或关闭；

在所述冷却风扇开启时，通过所述冷却风扇对流经所述膨胀箱的冷媒进行冷却。

5.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述膨胀箱包括加热器；

所述加热器与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述加热器开启或关闭；

在所述加热器开启时，通过所述加热器对流经所述膨胀箱的冷媒进行加热，并在所述冷媒的温度达到第二预定温度时，所述控制装置控制所述加热器关闭。

6.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述循环泵和所述膨胀箱均设置于所述电池包外部。

7.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于，所述控制装置为电池管理系统BMS或整车控制器VCU。

8.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述管型母排与所述电芯的极耳通过导电结构连接。

9.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述冷媒为乙二醇溶液。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电池系统。