CN217468566U - 一种电池热管理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池热管理系统及车辆，涉及车辆技术领域。本实用新型的电池热管理系统，包括电池包总成，电池包总成包括壳体和设置在壳体内的电池包、设置在电池包周围的冷却管道，冷却管道处设置有易于爆破的爆破区以在冷却管道内的压力大于预设值时爆破区破裂使得冷却管道内的冷却液从爆破区处流入到壳体内。本实用新型的电池热管理系统直接利用电池包已有的冷却液循环系统直接对电池包进行热管理，不需要增加单独的灭火的系统，占用空间小，成本较低。

Description

一种电池热管理系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别是涉及一种电池热管理系统及车辆。

背景技术

目前已经存在的灭火技术大部分是在电池包系统周边单独增加一套灭火系统，该灭火系统可以包含灭火罐、灭火剂、控制系统、灭火管道，并且该灭火系统会借用电池包BMS(电池管理系统)中的监测的电芯电压、温度、烟雾传感器等数据。当BMS监测到电池包即将发生失控时，会将电池包即将发生失控的信息传递给控制系统，控制系统接收到该信息后打开管道上的阀门，然后灭火剂从灭火罐中沿着灭火管道进入电池包，带走大量热量并隔绝外部氧气，延迟或者阻止热失控的发生。目前的灭火系统是单独增加一套灭火系统会使得整体的占用空间大，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的第一方面的一个目的是要提供一种电池热管理系统，解决现有技术中灭火系统单独设置导致占用空间大，成本高的问题。

本实用新型的第一方面的另一个目的是解决现有技术中的电池失效的控制效率低的问题。

本实用新型的第二方面的一个目的是提供一种包含上述电池热管理系统的车辆。

特别地，本实用新型提供一种电池热管理系统，包括电池包总成，

所述电池包总成包括壳体和设置在所述壳体内的电池包和冷却管道，所述冷却管道设置在所述电池包周围，所述冷却管道处设置有至少一个易于破裂的爆破区以在所述冷却管道内的压力大于预设值时所述爆破区破裂使得所述冷却管道内的冷却液从所述爆破区处流入到所述壳体内。

可选地，所述爆破区的壁厚小于所述冷却管道其它部分侧壁的壁厚。

可选地，所述爆破区凸出于所述冷却管道侧壁。

可选地，所述爆破区处形成至少一个凹槽。

可选地，所述凹槽形成截面为V字型。

可选地，还包括冷却液循环系统，所述冷却液循环系统包括与所述冷却管道连通的第一进液口和第二进液口，所述冷却液循环系统用于受控地使得冷却液由所述第一进液口流入所述冷却管道后再由所述第二进液口流出或使得所述冷却液由所述第一进液口和所述第二进液口同时流入到所述冷却管道内。

可选地，所述冷却液循环系统还包括：

与所述冷却管道形成循环回路的第一管道，所述第一管道与所述第一进液口和所述第二进液口连通，并位于所述壳体外，所述第一管道处设置有循环泵和阀门；

连接在所述循环泵和所述阀门之间的第二管道，所述第二管道设置在所述壳体外；

所述阀门为三通阀，所述三通阀受控地关闭或开启所述第二管道，以使得所述冷却液单独由所述第一进液口进入所述冷却管道并由所述第二进液口流出或使得所述冷却液由所述第一进液口和所述第二进液口共同进入到所述冷却管道。

可选地，所述冷却液循环系统还包括：

检测装置，设置在电池包内部，用于检测所述电池包内是否有热失控风险；

控制装置，与所述检测装置连接，用于根据所述检测装置的检测结果控制所述循环泵开启或关闭，同时控制所述阀门的开启或关闭。

特比地，本实用新型还提供一种车辆，包括上面所述的电池热管理系统。

本方案的电池包总成内的冷却管道处设置有爆破区，在正常状态下，冷却液正常在冷却管道处流通，为电池包进行冷却降温，而当电池包热失控时，可以通过调节冷却管道内的冷却液的压力使得在冷却液的压力大于预设值时，冷却管道处的爆破区破裂，冷却液从破裂位置处流向壳体内，从而快速的为电池包进行降温。如此，直接利用电池包已有的冷却液循环系统直接对电池包进行热管理，不需要增加单独的灭火的系统，占用空间小，成本较低。

本方案中当电池包正常使用时，三通阀会关闭第二管道，开通第一管道，此时液体只能在第一管道内流动，并且冷却液从第一进液口进入到冷却管道后从第二进液口流出，并在第一管道内循环流动，不断的为电池包进行冷却降温。当电池包出现热失控时，三通阀开启第二管道，关闭第一管道，此时循环泵将冷却液不断的从第一进液口和第二进液口不断的流入到冷却管道内，使冷却管道内的压力可以迅速增加，达到预设值后使爆破区爆破，冷却液从爆破区流进壳体，为电池包降温，提高了电池包的热管理效率。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的电池热管理系统的示意性结构图；

图2是根据本实用新型一个实施例的电池热管理系统的另一种状态的示意性结构图；

图3是根据本实用新型一个实施例的冷却管道的示意性结构图；

图4是根据本实用新型一个实施例的冷却管道的爆破区的示意性结构图；

图5是根据图4中的剖切线A-A剖切后的示意性截面图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的电池热管理系统100的示意性结构图。作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的的电池热管理系统100可以包括电池包总成101和冷却液循环系统102，冷却液循环系统102将内部的冷却液循环通入到电池包总成101内部为电池包降温。具体地，本实施例的电池包总成101内还可以包括壳体10和设置在壳体10内的电池包20、设置在电池包20周围的冷却管道30，冷却管道30处设置有至少一个易于破裂的爆破区31以在冷却管道30内的压力大于预设值时爆破区31破裂使得冷却管道30内的冷却液从爆破区31处流入到壳体10内。

具体地，本实施例电池包总成101内的冷却管道30处设置有爆破区31，在正常状态下，冷却液正常在冷却管道30处流通，为电池包20进行冷却降温，而当电池包20热失控时，可以通过调节冷却管道30内的冷却液的压力使得在冷却液的压力大于预设值时，冷却管道30处的爆破区31破裂，冷却液从破裂位置处流向壳体10内，从而快速的为电池包20进行降温。如此，直接利用电池包20已有的冷却液循环系统102直接对电池包20进行热管理，不需要增加单独的灭火的系统，占用空间小，成本较低。

另外，本实施例中的冷却液可以采用一种比热容大、高温挥发能带走大量热量的液体，当该冷却液爆破进入到壳体10内部时该冷却液可以迅速汽化，利用气化吸热原理，大幅降低电池包20的温度，从而抑制或防止热失控的发生，提高电池热管理效率。

图2是根据本实用新型一个实施例的电池热管理系统的另一种状态的示意性结构图；作为本实用新型一个具体的实施例，如图1和图2所示，本实施例的电池热管理系统100还可以包括冷却液循环系统102，冷却液循环系统102包括与冷却管道30连通的第一进液口32和第二进液口33，冷却液循环系统102用于受控地使得冷却液由第一进液口32流入冷却管道30后再由第二进液口33流出或使得冷却液由第一进液口32和第二进液口33同时流入到冷却管道30内。

本实施例中，当电池包20正常使用时，冷却液正常为电池包20进行冷却，此时，位于冷却液循环系统102内的冷却液可以从第一进液口32进入到电池包总成101内部，然后从第二进液口33流出。当电池包20出现热失控时，冷却液循环系统102内的冷却液可以同时由第一进液口32和第二进液口33均通入到电池包总成101的内部。此时冷却液不断的流向电池包总成101内的冷却管道30，冷却管道30内的压力逐渐增大，当冷却管道30内的压力大于预设值时，冷却管道30处的爆破区31会破裂，从而使得冷却管道30内的冷却液进入到壳体10内，并且迅速汽化，从而迅速的带走大量的热量，进而降低电池包20的温度。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的冷却液循环系统102还可以包括第一管道40和第二管道50。其中，第一管道40与冷却管道30形成循环回路，第一管道40与第一进液口32和第二进液口33连通，并位于壳体10外，第一管道40处设置有循环泵60和阀门70。当然，在该第一管道40处还设置水箱41和热交换器42。水箱41内储存有冷却液。热交换器42为冷却液进行降温。第二管道50连接在循环泵60和阀门70之间。阀门70为三通阀，三通阀受控地关闭或开启第二管道50，以使得冷却液单独由第一进液口32进入冷却管道30并由第二进液口33流出或使得冷却液由第一进液口32和第二进液口33共同进入到冷却管道30。

具体地，本过程中，当电池包20正常使用时，三通阀会关闭第二管道50，开通第一管道40，此时液体只能在第一管道40内流动，并且冷却液从第一进液口32进入到冷却管道30后从第二进液口33流出，并在第一管道40内循环流动，不断的为电池包20进行冷却降温。当电池包20出现热失控时，三通阀开启第二管道50，关闭第一管道40，此时循环泵60将冷却液不断的从第一进液口32和第二进液口33不断的流入到冷却管道30内，使冷却管道30内的压力迅速增加，达到预设值后使爆破区31爆破，冷却液从爆破区31流进壳体10，为电池包20降温，提高了电池包的热管理效率。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的冷却液循环系统102还可以包括检测装置80和控制装置90。检测装置80设置在电池包20内部，用于检测电池包20内是否有热失控风险。控制装置90与检测装置80连接，用于根据检测装置80的检测结果控制循环泵60开启或关闭，同时控制阀门70的开启或关闭。

一般来说检测装置80可以是温度传感器，当温度传感器监测到电池包20的温度大于预设温度是可以判断此时电池包20有热失控的风险。并且此时温度传感器检测到的温度数据会不断传递给控制装置90，控制装置90在接收到的温度数据大于预设温度时就会控制阀门70的启停，从而使得冷却液循环系统102内的冷却液循环流动切换为从第一进液口32和第二进液口33均流进冷却管道30内。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的爆破区31的壁厚小于冷却管道30其它部分侧壁的壁厚。该爆破区31的壁厚小于冷却管道30的其它部分的壁厚使得该爆破区31的结构在受到冷却液的压力大于阈值时比其它地方更易破裂，从而使得冷却液进入到壳体10内。

图3是根据本实用新型一个实施例的冷却管道的示意性结构图；图4是根据本实用新型一个实施例的冷却管道的爆破区的示意性结构图；图5是根据图4中的剖切线A-A剖切后的示意性截面图。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的爆破区31凸出于冷却管道30侧壁。并且具体地，本实施例在爆破区31处形成至少一个凹槽311。

当然该实施例中，爆破区31的壁厚也可以小于其它位置的壁厚，在较薄壁厚的爆破区31处还可以设置凹槽311。并且每一爆破区31可以形成多个凹槽311。

作为一个优选地实施例，该凹槽311可以是通过开槽、冲压等工艺形成刻痕。

作为一个优选地实施例，该凹槽311形成截面为V字型结构。当在同一个爆破区31设置多个凹槽311结构时，该多个凹槽311结构在冷却管道30内的压力大于预设值时会使得整个爆破区31整体脱落。

具体该爆破区31可以形成突出的圆形结构。也可以是其它任意形状，根据流体仿真后设计，在冷板流道上根据电芯的位置的附近布置，设计单独的爆破点或者借用现有流道。冷却管道30上可以分布多个爆破区31，从而让冷却液可以同时从爆破区31留到电池包20不同的地方，并迅速汽化，使电池包20降温均匀。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例还提供一种车辆，该车辆可以包括上面的电池热管理系统100。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种电池热管理系统，其特征在于，包括电池包总成，

所述电池包总成包括壳体和设置在所述壳体内的电池包和冷却管道，所述冷却管道设置在所述电池包周围，所述冷却管道处设置有至少一个易于破裂的爆破区以在所述冷却管道内的压力大于预设值时所述爆破区破裂使得所述冷却管道内的冷却液从所述爆破区处流入到所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，

所述爆破区的壁厚小于所述冷却管道其它部分侧壁的壁厚。

3.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，

所述爆破区凸出于所述冷却管道侧壁。

4.根据权利要求2或3所述的电池热管理系统，其特征在于，

所述爆破区处形成至少一个凹槽。

5.根据权利要求4所述的电池热管理系统，其特征在于，

所述凹槽形成截面为V字型。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电池热管理系统，其特征在于，

还包括冷却液循环系统，所述冷却液循环系统包括与所述冷却管道连通的第一进液口和第二进液口，所述冷却液循环系统用于受控地使得冷却液由所述第一进液口流入所述冷却管道后再由所述第二进液口流出或使得所述冷却液由所述第一进液口和所述第二进液口同时流入到所述冷却管道内。

7.根据权利要求6所述的电池热管理系统，其特征在于，

所述冷却液循环系统还包括：

与所述冷却管道形成循环回路的第一管道，所述第一管道与所述第一进液口和所述第二进液口连通，并位于所述壳体外，所述第一管道处设置有循环泵和阀门；

连接在所述循环泵和所述阀门之间的第二管道，所述第二管道设置在所述壳体外；

所述阀门为三通阀，所述三通阀受控地关闭或开启所述第二管道，以使得所述冷却液单独由所述第一进液口进入所述冷却管道并由所述第二进液口流出或使得所述冷却液由所述第一进液口和所述第二进液口共同进入到所述冷却管道。

8.根据权利要求7所述的电池热管理系统，其特征在于，所述冷却液循环系统还包括：

检测装置，设置在电池包内部，用于检测所述电池包内是否有热失控风险；

控制装置，与所述检测装置连接，用于根据所述检测装置的检测结果控制所述循环泵开启或关闭，同时控制所述阀门的开启或关闭。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的电池热管理系统。

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