CN208460926U - 一种可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，包括水泵、水箱以及多个相互并联的电池包，所述多个电池包与水泵、水箱形成串联回路，每个电池包包括电池本体、用于装载电池本体的箱体、电池管理系统，每个箱体上设置有进冷却液口和出冷却液口，其特征在于：在每个电池包所在的支路上位于进冷却液口处串联有一自力式流量控制阀。本实用新型提供了一种可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，实现对流过各个电池包的水流量进行单独控制，使得各个电池包得到针对性的冷却和热平衡效果。

Description

一种可调式热衡锂离子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，尤其涉及一种可调式热衡锂离子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。动力电池组包括多个串并联的电池包、用于放置电池包的电池箱以及总控系统，总控系统包括温度检测系统、液冷系统，每个电池包包括电池本体、用于放置电池本体的箱体以及电池管理系统，电池管理系统包括电池模组、温度检测系统、液冷管/盒。

电池箱的不同排布和放置位置，会造成内部温度的不均衡，不同箱体内的温差大会直接影响电池的使用寿命，由于锂电池对温度变化较敏感，电池密集排布、电连接分布的不均衡、以及时间累积及空间密闭的情况下电池在持续放电中会产生大量的热能聚集，电池在高温下持续工作会直接影响电池的寿命和使用安全。

现有的电池组内部降温的方式为，在电池组下方的电池托盘上放置有液冷板，液冷板上置有导热硅胶，导热硅胶与箱体外壳贴合，热量传递至铝金属外壳，并通过铝金属外壳均匀散出热量。热管理系统通过不同的温度管理矩阵列来控制电池组的制冷及散热。当电池温度达到A℃时，电池管理系统BMS发出指令，启动冷水泵，冷却液经过液冷板的进水口输入并经过电池底部，冷却液通过出水管导出到水箱，并带走热量，此方式反复循环；当电池温度达到B℃时，停止制冷，冷却液流回水箱。

在现有电池组中，当箱体串联或并联时，不同的箱体内部会有温度不同。然而，在现有的电池组液冷系统中，没有对流过各个电池包内的水流量进行单独控制，会出现某些温度高的箱体和某些温度低的箱体其水流量反而是一样的情况，造成各个电池包没有得到有效的冷却效果。

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，提供一种可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，实现对流过各个电池包的水流量进行单独控制，使得各个电池包得到针对性的冷却和热平衡效果。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，包括水泵、水箱以及多个相互并联的电池包，所述多个电池包与水泵、水箱形成串联回路，每个电池包包括电池本体、用于装载电池本体的箱体、电池管理系统，每个箱体上设置有进冷却液口和出冷却液口，其特征在于：在每个电池包所在的支路上位于进冷却液口处串联有一自力式流量控制阀。

作为改进，所述水箱内设置有一制冷器和水温检测器，通过在水箱内设置制冷器和水温检测器，在夏天时候，水箱温度容易上升，当水箱内的温度上升至水温检测器设定的值时，制冷器动作，实现对水箱内的冷却水进行降温，从而保证水箱冷却水的冷却效果。

再改进，所述水箱外壁上设置有散热器，当水箱的温度上升时，散热器能够起到对水箱初步降温的效果，避免水箱温度上升过快。

再改进，所述自力式流量控制阀包括阀体、设置于阀体上端的阀盖、设置于阀体下端的弹簧筒，在阀盖上和阀体内设置有用于设定流量的手动调节组件，在阀体内设置有用于维持流量的自动平衡组件，手动调节组件包括用于调节流量的手动旋塞，在手动调节组件上设置有用于驱动手动旋塞转动的电动执行器，电动执行器的驱动部分与电池管理系统电连接。优选地，手动旋塞的外部设置有从动齿轮，电动执行器包括驱动电机和由驱动电机传动的驱动齿轮，驱动齿轮和从动齿轮啮合，驱动电机和电池管理系统电连接，进一步地，从动齿轮为大齿轮，驱动齿轮为小齿轮。自力式流量控制阀在闭式水循环系统(如热水供暖系统，空调冷冻系统)中，可以很方便地实现系统的流量分配；可以实现系统的动态平衡，从结构上说，其是一个双阀组合，即由一个手动调节组件和自动平衡组件组成，手动调节组件的作用是设定流量，自动平衡组件的作用是维持流量恒定，然而，现有手动调节组件的手动旋塞一般通过人工进行调节，存在操作不方便的缺点，本实用新型利用电池管理系统控制电动执行器动作，电动执行器带动手动旋塞转动，这样，当电池管理系统检测到电池包上的温度变高或者变低时，电动执行器即可驱动手动旋塞转动，实现对流过电池包的冷却水的流量进行调节。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型通过将各个电池包与水箱进行并联，使得流过各个电池包的流量可以为不同，另外，由于各个电池包的属性不同，在动力电池组工作运行过程中，当电池包箱体内的温度出现不同时，通过调节设定各个对应的自力式流量控制阀阀口，来满足各个箱体内的不同水流量要求，实现对流过各个电池包的水流量进行单独控制，同时，达到快速冷却和热平衡效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例中动力电池组的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统的结构示意图；

图3是图2中自力式流量控制阀的结构示意图。

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至3所示，本实施中的可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，包括水泵4、水箱5、多个相互并联的电池包3、多个自力式流量控制阀6和电动执行器7。

其中，多个电池包3与水泵4、水箱5形成串联回路，每个电池包3包括电池本体、用于装载电池本体的箱体、电池管理系统，每个箱体上设置有进冷却液口31和出冷却液口32，在每个电池包3所在的支路上位于进冷却液口31处串联有一自力式流量控制阀6。

另外，水箱5外壁上设置有散热器，当水箱5的温度上升时，散热器能够起到对水箱5初步降温的效果，避免水箱5温度上升过快；水箱5内设置有一制冷器和水温检测器，通过在水箱5内设置制冷器和水温检测器，在夏天时候，水箱5温度容易上升，当水箱5内的温度上升至水温检测器设定的值时，制冷器动作，实现对水箱5内的冷却水进行降温，从而保证水箱5冷却水的冷却效果。

此外，自力式流量控制阀6包括阀体61、设置于阀体61上端的阀盖62、设置于阀体61下端的弹簧筒63，在阀盖62上和阀体61内设置有用于设定流量的手动调节组件 64，在阀体61内设置有用于维持流量的自动平衡组件65，手动调节组件64包括用于调节流量的手动旋塞641，在手动调节组件64上设置有用于驱动手动旋塞641转动的电动执行器7，电动执行器7的驱动部分与电池管理系统电连接。优选地，手动旋塞641的外部设置有从动齿轮642，电动执行器7包括设置于手动调节组件64上方的壳体71、设置于壳体71内的驱动电机73和由驱动电机73传动的驱动齿轮72，驱动齿轮72和从动齿轮642啮合，驱动电机73和电池管理系统电连接，进一步地，从动齿轮642为大齿轮，驱动齿轮72为小齿轮，在驱动齿轮72转过数圈后，从动齿轮642才能转动一圈，使得驱动齿轮72较小范围内的转动对从动齿轮并不具有较大的影响，提高了控制精度。

自力式流量控制阀6在闭式水循环系统(如热水供暖系统，空调冷冻系统)中，可以很方便地实现系统的流量分配；可以实现系统的动态平衡，从结构上说，其是一个双阀组合，即由一个手动调节组件64和自动平衡组件65组成，手动调节组件64的作用是设定流量，自动平衡组件65的作用是维持流量恒定，然而，现有手动调节组件64的手动旋塞641一般通过人工进行调节，存在操作不方便的缺点，本实用新型利用电池管理系统控制电动执行器7动作，电动执行器7带动手动旋塞641转动，这样，当电池管理系统检测到电池包3上的温度变高或者变低时，电动执行器7即可驱动手动旋塞641 转动，实现对流过电池包3的冷却水的流量进行调节。

本实用新型涉及到的动力电池组包括电池托盘、液冷板1、导热硅胶2、多个并联的电池包3、用于放置电池包3的电池箱以及总控系统，总控系统包括温度检测系统、液冷系统，每个电池包3的电池管理系统包括电池模组、温度检测系统、液冷管/盒，具体地，在电池组下方的电池托盘上放置有液冷板1，液冷板1上置有导热硅胶2，具体地，液冷板1包括由底部液冷板和侧部液冷板12，导热硅胶2包括由位于底部液冷板上方的底部导热硅胶、位于侧部液冷板12内侧的侧部导热硅胶21、位于各个电池包之间的中间导热硅胶22，外部的导热硅胶2与箱体外壳贴合，热量传递至铝金属外壳，并通过铝金属外壳均匀散出热量，热管理系统通过不同的温度管理矩阵列来控制电池组的制冷及散热。当电池温度达到A℃时，电池管理系统BMS发出指令，启动冷水泵，冷却液经过液冷板1的进水口输入并经过电池底部，冷却液通过出水管导出到水箱5，并带走热量，此方式反复循环；当电池温度达到B℃时，停止制冷，冷却液流回水箱5。

特别地，本实用新型通过将各个电池包3与水箱5进行并联，使得流过各个电池包3的流量可以为不同，另外，由于各个电池包3的属性不同，在动力电池组工作运行过程中，当电池包3箱体内的温度出现不同时，通过调节设定各个对应的自力式流量控制阀6阀口，来满足各个箱体内的不同水流量要求，实现对流过各个电池包3的水流量进行单独控制，同时，达到针对性的快速冷却和热平衡效果。

Claims (5)

1.一种可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，包括水泵(4)、水箱(5)以及多个相互并联的电池包(3)，所述多个电池包(3)与水泵(4)、水箱(5)形成串联回路，每个电池包(3)包括电池本体、用于装载电池本体的箱体、电池管理系统，每个箱体上设置有进冷却液口(31)和出冷却液口(32)，其特征在于：在每个电池包(3)所在的支路上位于进冷却液口(31)处串联有一自力式流量控制阀(6)。

2.根据权利要求1所述的可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，其特征在于：所述水箱(5)内设置有一制冷器和水温检测器。

3.根据权利要求2所述的可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，其特征在于：所述水箱(5)外壁上设置有散热器。

4.根据权利要求1所述的可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，其特征在于：所述自力式流量控制阀(6)包括阀体(61)、设置于阀体(61)上端的阀盖(62)、设置于阀体(61)下端的弹簧筒(63)，在阀盖(62)上和阀体(61)内设置有用于设定流量的手动调节组件(64)，在阀体(61)内设置有用于维持流量的自动平衡组件(65)，手动调节组件(64)包括用于调节流量的手动旋塞(641)，在手动调节组件(64)上设置有用于驱动手动旋塞(641)转动的电动执行器(7)，电动执行器(7)的驱动部分与电池管理系统电连接。

5.根据权利要求4所述的可调式热衡锂离子动力电池组液冷系统，其特征在于：所述手动旋塞(641)的外部设置有从动齿轮(642)，所述电动执行器(7)包括驱动电机(73)和由驱动电机(73)传动的驱动齿轮(72)，驱动齿轮(72)和从动齿轮(642)啮合，驱动电机(73)和电池管理系统电连接。