CN214013012U - 动力电池及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种动力电池及电动汽车，涉及电池结构技术领域，动力电池包括箱体和设置于所述箱体内的多个电池模组，每一所述电池模组内设置有冷却液，且多个所述电池模组通过第一连接结构依次串联连接，通过所述第一连接结构，多个所述电池模组内的冷却液连通；所述动力电池还包括物理参数探测器、电池管理系统和驱动泵；所述驱动泵通过第二连接结构与至少一个所述第一连接结构连通，形成冷却液回路；所述电池管理系统分别与所述物理参数探测器和所述驱动泵电连接，接收所述物理参数探测器采集的物理信号，并向所述驱动泵发送控制信号。本申请的方案实现了通过冷却液循环带走动力电池的热量，以主动灭火。

Description

动力电池及电动汽车

技术领域

本申请涉及电池结构技术领域，尤其是涉及一种动力电池及电动汽车。

背景技术

随着电动汽车近几年的发展，电动汽车的产品性能逐步提升。安全性作为一项重要的产品竞争力被车企、用户、行业广泛关注。提升产品安全性也成为产品开发的关键特性和硬性指标。动力电池作为电动汽车成本和重量占比最高的零部件，其安全设计开发不容忽视。目前热失控防护时间是衡量动力电池安全设计的关键指标。如何防止动力电池的热失控向系统级别蔓延和扩散造成电动汽车起火等安全事故成为目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种动力电池及电动汽车，从而解决现有技术中由于动力电池热失控造成电动汽车起火等安全事故的问题。

为了达到上述目的，本申请提供一种动力电池，包括：箱体和设置于所述箱体内的多个电池模组，每一所述电池模组内设置有冷却液，且多个所述电池模组通过第一连接结构依次串联连接，通过所述第一连接结构，多个所述电池模组内的冷却液连通；

所述动力电池还包括物理参数探测器、电池管理系统和驱动泵；

所述驱动泵通过第二连接结构与至少一个所述第一连接结构连通，形成冷却液回路；

所述电池管理系统分别与所述物理参数探测器和所述驱动泵电连接，接收所述物理参数探测器采集的物理信号，并向所述驱动泵发送控制信号。

可选的，所述电池模组包括壳体和设置于所述壳体内的多个电芯，多个所述电芯浸于所述冷却液中。

可选的，所述第一连接结构包括设置于所述壳体上的第一开口结构和第一管路，所述第一管路通过卡箍或插接的方式安装于所述第一开口结构处。

可选的，至少一个所述物理参数探测器位于所述壳体内。

可选的，所述壳体的内壁上开设有用于引导所述冷却液流动的凹槽。

可选的，所述冷却液包括氟化液。

可选的，所述动力电池还包括设置于所述冷却液回路上的下述至少一个器件：

制冷装置；

热转换器；

储液罐。

可选的，所述电池模组包括壳体和设置于所述壳体内的多个电芯；其中，所述壳体内开设有用于容纳所述冷却液的流道；所述流道与所述第一连接结构连通。

可选的，所述第二连接结构包括设置于所述箱体上的第二开口结构和第二管路，所述第二管路通过卡箍或插接的方式安装于所述第二开口结构处。

本申请实施例还提供了一种电动汽车，包括如上所述的动力电池。

本申请的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本申请实施例的动力电池，包括箱体和设置于所述箱体内的多个电池模组，每一所述电池模组内设置有冷却液，且多个所述电池模组通过第一连接结构依次串联连接，通过所述第一连接结构，多个所述电池模组(100)内的冷却液连通；如此，在冷却液处于非流动状态的情况下，对电芯起到保温的作用；所述动力电池还包括物理参数探测器、电池管理系统和驱动泵；所述驱动泵通过第二连接结构与至少一个所述第一连接结构连通，形成冷却液回路；所述电池管理系统分别与所述物理参数探测器和所述驱动泵电连接，接收所述物理参数探测器采集的物理信号，并向所述驱动泵发送控制信号。如此，在动力电池出现热失控的情况下，驱动泵在电池管理系统的驱动下工作，以带动冷却液循环，使得冷却液带走部分热量，以使动力电池迅速降温，实现主动灭火的目的。

附图说明

图1为本申请实施例的动力电池的结构示意图；

图2为本申请实施例的电池模组的结构示意图。

附图标记说明：

1-壳体，2-电芯，3-冷却液，4-第一开口结构，5-高压连接件，6-电芯极耳， 7-铜排，8-低压插接件，9-物理参数探测器，100-电池模组，200-箱体，201- 电池管理系统，202-第一管路，203-第二开口结构，300-驱动泵，400-整车控制器，500-第二管路。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的动力电池及电动汽车进行详细地说明。

如图1所示，为本申请实施例的动力电池的结构示意图，该动力电池包括：箱体200和设置于箱体200内的多个电池模组100，如图2所示，每一电池模组100内设置有冷却液3，且如图1所示，多个电池模组100通过第一连接结构依次串联连接，通过该第一连接结构，多个电池模组100内的冷却液3连通；该动力电池还包括物理参数探测器9、电池管理系统201和驱动泵300；驱动泵300通过第二连接结构与至少一个第一连接结构连通，形成冷却液回路；电池管理系统201分别与物理参数探测器9和驱动泵300电连接，接收物理参数探测器9采集的物理信号，并向驱动泵300发送控制信号。

这里，需要说明的是物理参数探测器9可以包括电压传感器和温度传感器，但不以此为限。物理参数探测器9将采集的物理参数发送给电池管理系统201，电池管理系统201根据这些物理参数可以确定动力电池是否存在热失控的现象，若存在，则向所述驱动泵300发送启动控制信号，以使驱动泵300工作，从而带动冷却液回路中的液体流动，以带走动力电池内的热量，防止热量在动力电池的局部聚集造成热失控而形成热蔓延。

这里，还需要说明的是，电池管理系统201可以直接向驱动泵300发送控制信号，也可以如图1所示，通过整车控制器400向驱动泵300发送控制信号，在通过整车控制器400向驱动泵300发送控制信号的情况下，电池管理系统 201可以将接收的物理参数通过整车网络发送给整车控制器400，由整车控制器400确定动力电池当前是否处于热失控状态，也可以直接将是否处于热失控的判断结果发送给整车控制器400，本申请不对此做限定。

本申请实施例的动力电池，通过在电池模组100内设置冷却液，在冷却液处于非流动状态的情况下，冷却液可以对电池模组100内的电芯2起到均温的作用；将各个电池模组100内的冷却液通过第一连接结构串联连通，并通过第二连接结构与驱动泵300连接形成冷却液回路，在发生热失控时，驱动泵300 可以驱动冷却液回路中的冷却液3快速流动，以迅速带走热失控电芯释放的热量，防止热失控电芯释放的热量在局部集聚，导致周边电芯温度升高发生热失控，从而防止形成热蔓延和扩散造成电动汽车起火等安全事故。

如图2所示，作为一个可选的实现方式，电池模组100包括壳体1和设置于壳体1内的多个电芯2，多个电芯3浸于冷却液3中。如此，在冷却液3处于非流动的状态的情况下，冷却液3可以对电芯2起到均温的作用。

这里，需要说明的是，由于电芯2浸泡于该冷却液3中，为了避免出现漏电或短路等问题，本申请实施例中的冷却液3应为绝缘性能好、流阻低、比热容高且环境友好的液体；可选的，该冷却液3为氟化液。

这里，还需要说明的是，如图2所示，该壳体1上还设置有高压连接件5，该高压连接件5用于将电池模组100内的电芯2与电动汽车的高压用电部件连接，其中，电池模组100中的各个电芯2的极耳6通过铜排7串联或并联之后，各个电芯2作为一个整体再与该高压连接件5电连接。

作为一个可选的实现方式，如图1所示，该第一连接结构包括设置于壳体 1上的第一开口结构4和第一管路202，第一管路202通过卡箍或插接的方式安装于第一开口结构4处。

在本申请实施例中，该第一开口结构4可以为开设于该壳体1上的开口，此种情况，该第一开口结构4可以通过插接的方式与该第一管路202连接；如图1和图2所示，该第一开口结构4还可以为与该壳体一体成型或焊接的管状结构，此种情况，该第一开口结构4可以通过插接或卡箍的方式与该第一管路 202连接；这里，需要说明的是，无论采用何种连接方式，均需要保证连接处的密封性，避免冷却液泄漏。

作为一个可选的实现方式，至少一个物理参数探测器9位于壳体1内。

也就是说，本申请实施例中，物理参数探测器9应是用于探测电池模组 100中各个电芯2的物理参数。具体的，在该物理参数探测器9包括电压传感器和温度传感器时，在每一个电池模组100中，电压传感器的数量应与电芯2 的数量一致，即每一电芯2上设置有一个电压传感器，该电压传感器用于检测电芯2的输出电压；而温度传感器的数量则可以根据壳体1的大小确定，可以为一个、两个或多个。

这里，还需要说明的是，如图2所示，该壳体1的侧壁上设置有低压插接件8，该低压插接件8用于将该物理参数探测器9与电池管理系统201电连接，以使物理参数探测器9将采集的物理参数发送给电池管理系统201。

如图1和图2所示，多个第一连接结构分设于壳体1相对的两侧壁上。如此，实现了将各个电池模组100依次串联，使得各个电池模组100内的冷却液 3均位于该冷却回路中，以使得驱动泵300驱动冷却液回路中的冷却液流动时，能够带走各个电池模组100内的热量。

作为一个可选的实现方式，该壳体1的内壁上开设有用于引导冷却液3 流动的凹槽。

这里，需要说明的是，该凹槽可以是沿壳体1的内壁的长度方向设置的凹槽，如此，实现了冷却液3沿着该凹槽流动，使得电池模组100内的冷却液3 均能够循环流动起来，提高冷却液3的冷却效果。

进一步地，作为一个可选的实现方式，动力电池还包括设置于冷却液回路上的下述至少一个器件：

制冷装置；

热转换器；

储液罐。

通过在冷却液回路中设置制冷装置、热转换器或储液罐，能够在驱动泵 300驱动冷却液回路中的液体流动的过程中，进一步加快热量的传递，提高动力电池的降温速度。

另外，这里需要说明的是，为了进一步加快热量的传递，本申请实施例中还可以由电池管理系统201向驱动泵300发送功率调整控制信号，以增大驱动泵300的驱动功率，加快冷却液的流动以快速传递动力电池产生的热量。

作为一个可选的实现方式，如图1所示，多个第二连接结构位于箱体200 的同一侧壁上。此种结构，便于冷却回路的设置及动力电池的安装。

作为一个可选的实现方式，电池模组100包括壳体1和设置于壳体1内的多个电芯2；其中，壳体1内开设有用于容纳冷却液3的流道；该流道与该第一连接结构连通。

本可选实现方式中，通过在壳体1内设置流道，使得冷却液3不与电芯2 直接接触，实现了在冷却液3能够带走电芯2产生的热量的基础上，避免动力电池存在漏电的安全隐患，提升了动力电池的安全性能。通过将该流道与该第一连接结构连通，实现了不同的电池模组100之间的冷却液3的连通，以便于整个动力电池内的冷却液均能循环流动。

作为一个可选的实现方式，第二连接结构包括设置于箱体200上的第二开口结构203和第二管路500，第二管路500通过卡箍或插接的方式安装于所述第二开口结构203处。

这里，需要说明的是，第二开口结构203与第二管路500的结构及连接方式类似，在此不再赘述。

另外，还需要说明的是，该第一管路202与该第二管路500可以为尼龙管路。

下面，具体说明本申请实施例的动力电池在出现热失控的情况下主动灭火的过程：

如图1和图2所示，动力电池由箱体200，电池模组100，第一管路202，第二管路500，电连接件，电池管理系统201组成。各电池模组100间用第一管路202串联，总的进出水口(第二连接结构)设置在箱体200上。电池模组 100和驱动泵300通过第二管路500串联。这样，电池模组100和外部的驱动泵300通过第二管路500串联成一个完整的回路。电芯2没有发生热失控时，冷却液3在这个回路中处于非流动状态，对电芯2可以起到均温的作用。当有电芯2发生热失控时，冷却液3在驱动泵300的驱动下快速流动，迅速带走热失控的电芯2释放的热量，防止热失控的电芯2释放的热量在局部集聚，导致周边的电芯2温度升高发生热失控，防止形成热蔓延。

每个电池模组100内部布置了电压和温度传感器(物理参数探测器)，每个电池模组100对外设置一个低压连接件，所述低压插接件通过低压线束与 BMS连接，BMS通过布置在模组内部的温度和电压传感器可以采集电芯的电压温度参数。电池箱体上设置低压连接器，该低压连接器一侧与电池管理系统 201相连，一侧可以插接低压线束与整车控制器400相连。电池管理系统201 除了具备采集电芯温度电压信号的功能，还具备向整车控制器400发送电芯温度电压信号的功能。

另外，搭载本申请实施例的动力电池的电动汽车的整车控制器400集成了以下功能：接收电芯温度和电压信号的功能；根据电芯温度电压参数判定是否发生热失控的功能；向水泵发出运行、停止、流量调节控制指令的功能。

本申请实施例还提供了一种电动汽车，包括如上所述的动力电池。

最后，还需要说明的是，在本文中，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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

Claims (10)

1.一种动力电池，包括箱体(200)和设置于所述箱体(200)内的多个电池模组(100)，其特征在于，每一所述电池模组(100)内设置有冷却液(3)，且多个所述电池模组(100)通过第一连接结构依次串联连接，通过所述第一连接结构，多个所述电池模组(100)内的冷却液(3)连通；

所述动力电池还包括物理参数探测器(9)、电池管理系统(201)和驱动泵(300)；

所述驱动泵(300)通过第二连接结构与至少一个所述第一连接结构连通，形成冷却液回路；

所述电池管理系统(201)分别与所述物理参数探测器(9)和所述驱动泵(300)电连接，接收所述物理参数探测器(9)采集的物理信号，并向所述驱动泵(300)发送控制信号。

2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述电池模组(100)包括壳体(1)和设置于所述壳体(1)内的多个电芯(2)，多个所述电芯(2)浸于所述冷却液(3)中。

3.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述第一连接结构包括设置于所述壳体(1)上的第一开口结构(4)和第一管路(202)，所述第一管路(202)通过卡箍或插接的方式安装于所述第一开口结构(4)处。

4.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，至少一个所述物理参数探测器(9)位于所述壳体(1)内。

5.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述壳体(1)的内壁上开设有用于引导所述冷却液(3)流动的凹槽。

6.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述冷却液(3)包括氟化液。

7.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括设置于所述冷却液回路上的下述至少一个器件：

制冷装置；

热转换器；

储液罐。

8.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述电池模组(100)包括壳体(1)和设置于所述壳体(1)内的多个电芯(2)；其中，所述壳体(1)内开设有用于容纳所述冷却液(3)的流道；所述流道与所述第一连接结构连通。

9.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述第二连接结构包括设置于所述箱体(200)上的第二开口结构(203)和第二管路(500)，所述第二管路(500)通过卡箍或插接的方式安装于所述第二开口结构(203)处。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的动力电池。

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