CN208433491U - 一种具有高安全系数的动力电池组液冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高安全系数的动力电池组液冷系统，包括动力电池箱、电池管理系统、电源、水泵和液冷箱，动力电池箱包括外箱体、设置于外箱体之内的电池模组、温度检测系统和液冷管道，动力电池箱的液冷管道、液冷箱和水泵形成冷却液流动的串联回路，电源和电池管理系统、水泵电连接，电池管理系统和动力电池箱、水泵电连接，其特征在于：所述串联回路上连通有一安全回流阀，安全回流阀的其中一个通道连接液冷箱。本实用新型提供了一种具有高安全系数的动力电池组液冷系统，避免电动汽车在行驶过程中液冷管道受到外部挤压发生变形导致其内部压力上升出现的安全隐患，提高了动力电池组液冷系统的安全性能。

Description

一种具有高安全系数的动力电池组液冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种液冷系统，尤其涉及一种具有高安全系数的动力电池组液冷系统。

背景技术

动力电池组作为电动汽车的主要能源形式，一直是众多生产、研发单位争相投入的热点，其性能直接影响到电动汽车整体性能。动力电池组液冷系统包括有动力电池箱、电源、水泵和液冷箱，其中，动力电池箱包括电池模组、液冷管道、温度检测组件以及包裹于外部的外箱体，液冷箱、水泵和电池动力箱内的液冷管道相串联。动力电池组液冷系统能够有效帮助电池模组在最佳温度下工作，最大限度提升电池性能，但液冷系统的液冷管道在受到外力挤压发生变形，或者杂质堵塞液冷管道而造成其内部压力增加，由于多余的压力无法卸除，最终导致液冷管道出现爆裂；又或是因为高频的震动造成液冷系统接口松动而发生泄漏，导致外箱体内绝缘等级降低，产生触电隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种具有高安全系数的动力电池组液冷系统，避免电动汽车在行驶过程中液冷管道受到外部挤压发生变形导致其内部压力上升出现的安全隐患，提高了动力电池组液冷系统的安全性能。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有高安全系数的动力电池组液冷系统，包括动力电池箱、电池管理系统、电源、水泵和液冷箱，动力电池箱包括外箱体、设置于外箱体之内的电池模组、温度检测系统和液冷管道，动力电池箱的液冷管道、液冷箱和水泵形成冷却液流动的串联回路，电源和电池管理系统、水泵电连接，电池管理系统和动力电池箱、水泵电连接，其特征在于：所述串联回路上连通有一安全回流阀，安全回流阀的其中一个通道连接液冷箱。

作为改进，所述安全回流阀为一先导式安全阀，先导式安全阀的先导阀口和液冷箱连接。先导式安全阀包括有一个先导阀和一个直动式安全阀，普通直动试安全阀是靠液压力克服弹簧力开启达到泄压保护的作用，先导式控制阀可以理解成用液压力代替了弹簧应力，虽然先导控制阀的直动阀芯也有弹簧，但是先导式安全阀的直动部分的阀芯与普通的不同，有一个小孔能够把液压油卸入弹簧腔，这样上下阀芯上下拥有等同的压力，但是弹簧腔的压力还作用在一个先导阀的阀芯上，一般先导阀心的作用面积小，所以液压油的开启压力非常大，当先导阀心被顶起时弹簧腔的液压油回油箱，弹簧腔压力也迅速下降，这时压力差会迅速把直动阀芯顶起，开始大量泄压，从而避免了串联回路中压力过高造成液冷管道破坏、冷却液泄露等危险事故的发生。

再改进，所述安全回流阀为一两位三通电磁阀，两位三通电磁阀的其中两个通道分别与水泵、电动电池箱的液冷管道连接，两位三通电磁阀的另外一个通道连接液冷箱。两位三通电磁阀整定压力调整依据电池管理系统给定的动态信息对其内部柱塞或弹簧结构进行位置调整，从而达到调整安全压力的目的，安全压力大小的调整与变频水泵流速换算压力一对一对应，避免了前后判定误差，当液冷管道内部存在堵塞、或者管道出现变形等造成内部压力增高，两位三通电磁阀由工作位切换至泄压位，从而将多余冷却液回流到液冷箱内实现压力的卸载，避免因压力过高造成液冷管道破坏。

再改进，所述动力电池箱的外箱体采用双层真空结构，使外箱体内壁和外壁间有一定的允许变形区间，在发生飞石撞击造成外箱体发生微量变形情况下，有效保护外箱体内部的电器件、电池模组及其它关键部件不被损坏。

再改进，所述串联回路的连接管道为高压热熔管，由于高压热熔管具有一定的韧性、抗冲击和震动能力，若采用金属管道拼接、焊接、螺纹连接都会因车辆在长时间颠簸过程中发生剧烈震动而松弛，但高压热熔管因其具有柔性的特性不会造成结构松动，具有更高的安全性，同时耐腐蚀能力也更高。

再改进，所述水泵为变频水泵，变频水泵为市场成熟产品，具有故障低、互换性好的优点，便于市场化，另外，可以实现利用变频水泵来实现对串联回路中冷却液的流量进行控制，在电池模组发热严重的情况下，可以增加水泵频率提高出水量，实现快速降温；而在电池模组微量发热时，也可以通过降低水泵频率来减少回路中的流量，实现了液冷管道内冷却液的有效合理控制。

再改进，所述串联回路上位于安全回流阀处设置有用于检测安全回流阀前后两端压力差的压力监测器，所述电池管理系统还包括一报警器。当压力监测器监测到安全回流阀前后压力差超过设定值时，电池管理系统的报警器会报故障，当压力出现正差(安全回流阀的进口压力大于出口压力)时，表示液冷管道有出现堵塞或变形，当压力出现负差(安全回流阀的进口压力小于出口压力)时，表示液冷管道出现松动，存在泄漏现象。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的电池管理系统是整个液冷系统的控制中枢，通过接收温度检测系统反馈的温度信号，判定动力电池箱内温度是否异常，温度过高时，控制水泵增大串联回路中的流量，温度较低时，则可以减小流经液冷管道的冷却液流量，这样，依照预设的多段温度与冷却速度信息，对变频水泵进行频率调节，调整冷却液流速增加单位时间制冷量，另外，电池管理系统也会将流速对应的压力信号传递到安全回流阀，通过接收压力监测器反馈的压力差判定系统故障，显示设定故障代码，发出设定的安全指令，当压力监测器监测到安全回流阀前后压力差超过设定值时，电池管理系统的报警器会报故障，当压力出现正差(安全回流阀的进口压力大于出口压力)时，表示液冷管道有出现堵塞或变形，此时，安全回流阀泄压，将多余冷却液回流到液冷箱内，避免因压力过高造成液冷管道破坏，当压力出现负差(安全回流阀的进口压力小于出口压力)时，表示液冷管道出现松动，存在泄漏现象，如长时间出现上述情况时，人员听到报警器报警，人员可以停车进行进一步检查，避免事故发生。

附图说明

图1是本实用新型实施例中动力电池组液冷系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施中的具有高安全系数的动力电池组液冷系统，包括动力电池箱4、电池管理系统6、电源7、水泵2、液冷箱1、压力监测器5和安全回流阀3。

其中，动力电池箱4包括外箱体、设置于外箱体之内的电池模组41、温度检测系统42和液冷管道43，动力电池箱4的液冷管道43、液冷箱1和水泵2形成冷却液流动的串联回路，串联回路的连接管道为高压热熔管8，由于高压热熔管8具有一定的韧性、抗冲击和震动能力，若采用金属管道拼接、焊接、螺纹连接都会因车辆在长时间颠簸过程中发生剧烈震动而松弛，但高压热熔管8因其具有柔性的特性不会造成结构松动，具有更高的安全性，同时耐腐蚀能力也更高，同时，电源7和电池管理系统6、水泵2电连接，电池管理系统6和动力电池箱4、水泵2电连接，串联回路上连通有一安全回流阀3，安全回流阀3的其中一个通道连接液冷箱1，水泵2为变频水泵，变频水泵为市场成熟产品，具有故障低、互换性好的优点，便于市场化，另外，可以实现利用变频水泵来实现对串联回路中冷却液的流量进行控制，在电池模组41发热严重的情况下，可以增加水泵频率提高出水量，实现快速降温；而在电池模组41微量发热时，也可以通过降低水泵频率来减少回路中的流量，实现了液冷管道内冷却液的有效合理控制。

进一步地，安全回流阀3为一先导式安全阀，先导式安全阀的先导阀口和液冷箱连接。先导式安全阀包括有一个先导阀和一个直动式安全阀，普通直动试安全阀是靠液压力克服弹簧力开启达到泄压保护的作用，先导式控制阀可以理解成用液压力代替了弹簧应力，虽然先导控制阀的直动阀芯也有弹簧，但是先导式安全阀的直动部分的阀芯与普通的不同，有一个小孔能够把液压油卸入弹簧腔，这样上下阀芯上下拥有等同的压力，但是弹簧腔的压力还作用在一个先导阀的阀芯上，一般先导阀心的作用面积小，所以液压油的开启压力非常大，当先导阀心被顶起时弹簧腔的液压油回油箱，弹簧腔压力也迅速下降，这时压力差会迅速把直动阀芯顶起，开始大量泄压，从而避免了串联回路中压力过高造成液冷管道破坏、冷却液泄露等危险事故的发生。

或者，安全回流阀3也可以为一两位三通电磁阀，两位三通电磁阀的其中两个通道分别与水泵2、电动电池箱4的液冷管道43连接，两位三通电磁阀的另外一个通道连接液冷箱1。两位三通电磁阀整定压力调整依据电池管理系统6给定的动态信息对其内部柱塞或弹簧结构进行位置调整，从而达到调整安全压力的目的，安全压力大小的调整与变频水泵流速换算压力一对一对应，避免了前后判定误差，当液冷管道内部存在堵塞、或者管道出现变形等造成内部压力增高，两位三通电磁阀由工作位切换至泄压位，从而将多余冷却液回流到液冷箱1内实现压力的卸载，避免因压力过高造成液冷管道破坏。

另外，动力电池箱4的外箱体采用双层真空结构，使外箱体内壁和外壁间有一定的允许变形区间，在发生飞石撞击造成外箱体发生微量变形情况下，有效保护外箱体内部的电器件、电池模组41及其它关键部件不被损坏。

此外，在串联回路上位于安全回流阀3处设置有用于检测安全回流阀3前后两端压力差的压力监测器5，电池管理系统6还包括一报警器。当压力监测器5监测到安全回流阀3前后压力差超过设定值时，电池管理系统6的报警器会报故障，当压力出现正差 (安全回流阀3的进口压力大于出口压力)时，表示液冷管道有出现堵塞或变形，当压力出现负差(安全回流阀3的进口压力小于出口压力)时，表示液冷管道出现松动，存在泄漏现象。

综上，本实用新型的电池管理系统6是整个液冷系统的控制中枢，通过接收温度检测系统42反馈的温度信号，判定动力电池箱4内温度是否异常，温度过高时，控制水泵2增大串联回路中的流量，温度较低时，则可以减小流经液冷管道的冷却液流量，这样，依照预设的多段温度与冷却速度信息，对变频水泵进行频率调节，调整冷却液流速增加单位时间制冷量，另外，电池管理系统6也会将流速对应的压力信号传递到安全回流阀3，通过接收压力监测器5反馈的压力差判定系统故障，显示设定故障代码，发出设定的安全指令，当压力监测器5监测到安全回流阀3前后压力差超过设定值时，电池管理系统6的报警器会报故障，当压力出现正差(安全回流阀的进口压力大于出口压力) 时，表示液冷管道有出现堵塞或变形，此时，安全回流阀3泄压，将多余冷却液回流到液冷箱1内，避免因压力过高造成液冷管道破坏，当压力出现负差(安全回流阀的进口压力小于出口压力)时，表示液冷管道出现松动，存在泄漏现象，如长时间出现上述情况时，人员听到报警器报警，人员可以停车进行进一步检查，避免事故发生。

Claims (7)

1.一种具有高安全系数的动力电池组液冷系统，包括动力电池箱(4)、电池管理系统(6)、电源(7)、水泵(2)和液冷箱(1)，动力电池箱(4)包括外箱体、设置于外箱体之内的电池模组(41)、温度检测系统(42)和液冷管道(43)，动力电池箱(4)的液冷管道(43)、液冷箱(1)和水泵(2)形成冷却液流动的串联回路，电源(7)和电池管理系统(6)、水泵(2)电连接，电池管理系统(6)和动力电池箱(4)、水泵(2)电连接，其特征在于：所述串联回路上连通有一安全回流阀(3)，安全回流阀(3)的其中一个通道连接液冷箱(1)。

2.根据权利要求1所述的具有高安全系数的动力电池组液冷系统，其特征在于：所述安全回流阀(3)为一先导式安全阀，先导式安全阀的先导阀口和液冷箱(1)连接。

3.根据权利要求1所述的具有高安全系数的动力电池组液冷系统，其特征在于：所述安全回流阀(3)为一两位三通电磁阀，两位三通电磁阀的其中两个通道分别与水泵(2)、电动电池箱(4)的液冷管道(43)连接，两位三通电磁阀的另外一个通道连接液冷箱(1)。

4.根据权利要求1所述的具有高安全系数的动力电池组液冷系统，其特征在于：所述动力电池箱(4)的外箱体采用双层真空结构。

5.根据权利要求4所述的具有高安全系数的动力电池组液冷系统，其特征在于：所述串联回路的连接管道为高压热熔管(8)。

6.根据权利要求1所述的具有高安全系数的动力电池组液冷系统，其特征在于：所述水泵(2)为变频水泵。

7.根据权利要求2所述的具有高安全系数的动力电池组液冷系统，其特征在于：所述串联回路上位于安全回流阀(3)处设置有用于检测安全回流阀(3)前后两端压力差的压力监测器(5)，所述电池管理系统(6)还包括一报警器。