本发明专利技术的目的在于提供一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统，压缩机、冷凝器、干燥过滤器、制冷电磁阀、毛细管、蒸发器依次相连形成压缩机组制冷单元；制冷电磁阀前引出手动阀和喷液电磁阀形成喷淋支路；压缩机和冷凝器之间的管路上引出手动阀和热力电磁阀形成热旁通支路；第一三通连接阀、吸水过滤器、调节阀连接到电池液箱里的液冷板的出液口形成液体冷却支路，第二三通连接阀、吸水过滤器和回液电磁阀到密封电池液箱的回液口形成液体灭火支路，循环泵、温度传感器、流量传感器、流量调节阀、隔膜阀和加热器依次相连形成液冷循环单元。本发明专利技术集成冷却和灭火功能于一体，可以提高系统空间利用率，增强整个热管理系统的安全性能。
【技术实现步骤摘要】
一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统
本专利技术涉及的是一种动力电池管理系统。
技术介绍
动力电池、电机和电控技术作为新能源汽车的核心“三电”部件，其性能对于整车的重要影响程度不言而喻。特别是当前动力电池正朝着高能量密度和短充电时间的方向发展，动力电池高产热量需要有热管理系统迅速散热，以保证整个电池模组或者电池包处于合适的工作温度范围和系统中不同位置电池温度均匀性。目前已有的电池热管理方式主要为：风冷、液冷、相变材料冷却和热管冷却。风冷动力电池热管理方式因空气的比热容较小，导热系数低，对流换热系数小，散热所需时间长，高充、放电倍率冷却效果差，整个系统进、出口压差大，流场不均匀，电池组中电池间冷却条件的差异将导致电池组产生较大的温差，已逐步被主机厂所淘汰。相变材料导热率低，相变潜热小，换热量有限，需额外增加系统体积，质量较重，大大缩减整个热管理系统的质量能量密度和体积能量密度，且不能将热量及时散出，相变材料热管理方式预热困难的问题更难以解决。热管和电池形状适应性要求高，结构较复杂，管内结构换热性差，绝缘性要求高，加工工艺要求高和成本高昂。相变材料冷却动力电池技术和热管技术离产业化应用尚需一定的时间。液冷动力电池热管理方式的冷媒具有比热容大、热导率高、传热系数大、边界层薄、换热能力强、可集成散热和预热功能、温度均匀性好等优势，而被广泛应用。液冷动力电池热管理方式主要分为二次回路液体冷却和直接接触式液体冷却两种，二次回路液体冷却方式的换热热阻大，换热过程中热量损失较大，换热效果较差，而采用直接接触式液体冷却方式可以大大降低动力电池与冷媒之间的接触热阻，并且绝缘冷却液的导热系数高，换热性能佳，系统节能效果显著。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供增强整个热管理系统安全性能的一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统，其特征是：包括密封电池液箱、冷凝器、压缩机、蒸发器、气液分离器、板式换热器、循环泵，压缩机、冷凝器、干燥过滤器、制冷电磁阀、毛细管、蒸发器依次相连形成压缩机组制冷单元；制冷电磁阀前引出手动阀和喷液电磁阀形成喷淋支路；压缩机和冷凝器之间的管路上引出手动阀和热力电磁阀形成热旁通支路；第一三通连接阀连接蒸发器、第二三通连接阀，再与吸水过滤器、调节阀连接到电池液箱里的液冷板的出液口形成液体冷却支路，第二三通连接阀连接第一三通连接阀、板式换热器，再连接吸水过滤器和回液电磁阀到密封电池液箱的回液口形成液体灭火支路，第三三通连接阀连接蒸发器、板式换热器和循环泵，循环泵、温度传感器、流量传感器、流量调节阀、隔膜阀和加热器依次相连形成液冷循环单元，固态变频器连接循环泵，固态继电器连接加热器，加热器与信号控制器连接三通换向电磁阀，三通换向电磁阀分别连接液冷板的进液口和密封电池液箱的入口。本专利技术还可以包括：1、所述密封电池液箱包括相互连接的箱体和箱盖，箱体里设置电池模组，电池模组下方依次设置导热垫和液冷板，液冷板设置进液口和出液口，进液口和出液口之间为流通全氟己酮的冷却流道，箱盖上连接吊架，吊架连接盘型支架，盘型支架上布置雾化喷嘴，箱体上设置箱体压力传感器、箱体温度传感器、气体传感器、报警器和安全阀，箱体压力传感器连接报警器和安全阀，箱体温度传感器和气体传感器与信号控制器相连。2、电池模组产生热量，电池产热功率超过阈值，启动压缩机、冷凝器、制冷电磁阀、毛细管、蒸发器和干燥过滤器配合工作实现制冷循环；电池产热功率低于阈值时，启动板式换热器和板式换热器散热翅片配合工作进行换热；密封电池液箱内的箱体温度传感器和气体传感器监测电池运行热状态，电池温度过高或产生有害气体时，信号控制器控制三通换向电磁阀开通液体灭火支路，循环泵将全氟己酮输送到盘型支架上的雾化喷嘴；当电池正常工作且需要散热时，信号控制器控制三通换向电磁阀流通液体冷却支路，循环泵将全氟己酮输送到液冷板的进液口；当电池处于极寒冷环境下需要加热后再启动时，循环液冷连接单元上的固态继电器控制加热器工作，给电池加热；当密封电池液箱内箱体压力传感器监测到压力超过设定的阈值时，报警器发出警报，安全阀开启进行系统泄压。本专利技术的优势在于：1.本专利技术通过温度/气体多功能传感器监测动力电池运行热状态，通过信号控制器将温度和气体等信号传输给信号控制器，进而信号控制器控制三通换向电磁阀选择液冷冷却支路或灭火支路，系统集成度高，空间利用率大，实用价值高。2.本专利技术选用全氟己酮作为灭火剂，当整个热管理系统发生异常情况时，能够减小换热热阻，系统灭火效果好，安全性能高。3.本专利技术通过设置多个并联的制冷支路，能够实现整个系统根据电池产热功率选择合适的制冷支路，减小整个热管理系统运行过程中的能量损失，起到节能作用。4.本专利技术通过在循环液冷连接单元上设置加热器和固态继电器，能够实现在极寒冷工况下对动力电池进行预热目的，本专利技术集成动力电池系统的散热、预热和灭火功能于一体，并且能够实现对冷媒的主动控制，适用范围广。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为电池模组液冷单元局部结构示意图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1-2，本专利技术提供一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统，通过在密闭的电池液箱内设置温度/压力/气体多功能传感器，将传感器监测到的状态数据传输给信号控制器，信号控制器控制整个热管理系统运行液体冷却单元或液体灭火单元，液体灭火单元上雾化喷嘴采用盘型布置形式，可以提高喷淋覆盖率。本专利技术集成了散热、预热和灭火功能于一体，换热效果好、适用范围广、实用价值高。如图1所示，本专利技术一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统包括：信号控制器1、三通换向电磁阀2、压力传感器3、温度传感器4、走线口5、盘型支架6、气体传感器7、报警器8、安全阀9、吊架10、雾化喷嘴11、电池12、密封电池液箱13、导热垫14、液冷板15、全氟己酮16、排液阀17、调节阀18、吸水过滤器19、三通连接阀20、气液分离器21、低压保护器22、低压表23、压缩机24、高压表25、高压保护器26、冷凝器27、手动阀28、Y型过滤器29、流量开关30、干燥过滤器31、制冷电磁阀32、毛细管33、喷液电磁阀34、热力电磁阀35、蒸发器36、板式换热器37、板式换热器散热翅片38、吸水过滤器39、回液电磁阀40、固态变频器41、循环泵42、温度传感器43、流量传感器44、流量调节阀45、隔膜阀46、加热器47和固态继电器48。实施时若干个电池12通过导电排连接成电池模组，电池模组下方依次设置导热垫14和液冷板15，整体放置于密封电池液箱13内。密封电池液箱13由箱体和箱盖通过固定螺栓和密封垫圈配合连接，箱盖上连接吊架10，吊架10与盘型支架6相连，盘型支架6上等距布置若干个雾化喷嘴11；液冷板15内部设置冷却流道流通全氟己酮16，液冷板15设置一个进液口和一个出液口本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统，其特征是：包括密封电池液箱、冷凝器、压缩机、蒸发器、气液分离器、板式换热器、循环泵，压缩机、冷凝器、干燥过滤器、制冷电磁阀、毛细管、蒸发器依次相连形成压缩机组制冷单元；制冷电磁阀前引出手动阀和喷液电磁阀形成喷淋支路；压缩机和冷凝器之间的管路上引出手动阀和热力电磁阀形成热旁通支路；第一三通连接阀连接蒸发器、第二三通连接阀，再与吸水过滤器、调节阀连接到电池液箱里的液冷板的出液口形成液体冷却支路，第二三通连接阀连接第一三通连接阀、板式换热器，再连接吸水过滤器和回液电磁阀到密封电池液箱的回液口形成液体灭火支路，第三三通连接阀连接蒸发器、板式换热器和循环泵，循环泵、温度传感器、流量传感器、流量调节阀、隔膜阀和加热器依次相连形成液冷循环单元，固态变频器连接循环泵，固态继电器连接加热器，加热器与信号控制器连接三通换向电磁阀，三通换向电磁阀分别连接液冷板的进液口和密封电池液箱的入口。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统，其特征是：包括密封电池液箱、冷凝器、压缩机、蒸发器、气液分离器、板式换热器、循环泵，压缩机、冷凝器、干燥过滤器、制冷电磁阀、毛细管、蒸发器依次相连形成压缩机组制冷单元；制冷电磁阀前引出手动阀和喷液电磁阀形成喷淋支路；压缩机和冷凝器之间的管路上引出手动阀和热力电磁阀形成热旁通支路；第一三通连接阀连接蒸发器、第二三通连接阀，再与吸水过滤器、调节阀连接到电池液箱里的液冷板的出液口形成液体冷却支路，第二三通连接阀连接第一三通连接阀、板式换热器，再连接吸水过滤器和回液电磁阀到密封电池液箱的回液口形成液体灭火支路，第三三通连接阀连接蒸发器、板式换热器和循环泵，循环泵、温度传感器、流量传感器、流量调节阀、隔膜阀和加热器依次相连形成液冷循环单元，固态变频器连接循环泵，固态继电器连接加热器，加热器与信号控制器连接三通换向电磁阀，三通换向电磁阀分别连接液冷板的进液口和密封电池液箱的入口。
2.根据权利要求1所述的一种具有冷却和灭火功能的一体式动力电池热管理系统，其特征是：所述密封电池液箱包括相互连接的箱体和箱盖，箱体里设置电池模组，电池模组下方依次设置导热垫和液冷板，液冷板设置进液口...
【专利技术属性】
技术研发人员：范立云，李奎杰，陈雅，毛运涛，钟鑫，王鑫浩，高新宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。