一种动力电池包及其热管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种动力电池包，包括外箱体、内箱体、电池模组、热管理装置、电消防装置和上盖板，内箱体置于外箱体内部，内箱体设有隔板形成多个容纳腔，容纳腔内放置有电池模组，每个电池模组均设有电消防装置；电池模组之间采用隔板相互隔离，使其温度互不干涉。本发明专利技术还提供一种动力电池包热管理系统，包括热管理模块和电消防模块。本发明专利技术的动力电池包的电消防装置在电池包内的局部电池发生热失控初期及时检测异常情况，然后利用电消防系统对其装载的阻燃单元进行阻燃并降温，当热失控继续蔓延电池发生起火时，采用阻燃单元与灭火单元同时工作将起火点的明火进行扑灭，同时并持续输入阻燃剂，防止电池发生火灾造成安全事故。防止电池发生火灾造成安全事故。防止电池发生火灾造成安全事故。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池包及其热管理系统


[0001]本专利技术涉及汽车电池
，尤其涉及一种动力电池包及其热管理系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着政策的导向以及消费者环保意识的增强，新能源汽车越来越普及。相较于传统汽车，消费者对新能源汽车的续航和安全比较关注，而新能源汽车的续航主要取决于电池的容量和充电速度，而电池的性能受环境温度影响较大，而且温度对电池的安全也有着较大影响，在狭小封闭空间和处于汽车底部的安装位置决定了电池包一旦发生局部热失控进而引发火灾时，难以从外部及时、有效的扑灭明火，所以电消防系统能对安全起到重要作用。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是设计一种同时具备热管理功能和电消防功能的动力电池包及其热管理系统，解决现有的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的动力电池包包括外箱体、内箱体、电池模组、热管理装置、电消防装置和上盖板，所述内箱体置于外箱体内部，所述内箱体设有隔板形成多个容纳腔，容纳腔内放置有电池模组，每个电池模组均设有电消防装置；电池模组之间采用隔板相互隔离，使其温度互不干涉；
[0005]所述热管理装置包括液冷主管道和液冷副管道，所述液冷主管道的两侧分别设有液冷副管道，所述液冷主管道沿轴向间隔设置有多组支路管道，所述支路管道沿冷主管道的径向两侧对称布置，同侧的支路管道通过对应电池模组的液冷通道后连接同一液冷副管道，所述液冷主管道与每个支路管道的连接处设有可控流量阀，电池模组上设有温度传感器，根据各个电池模组的温度调节冷却液流速，保证各电池模组的温度一致性，冷却液采用50％的乙二醇水溶液；
[0006]所述电消防装置包括控制单元、阻燃单元和灭火单元，所述控制单元连接电源；所述阻燃单元包括感温传感器、阻燃喷头和阻燃剂存储罐，所述感温传感器、阻燃喷头和阻燃剂存储罐均与控制单元电性连接；所述感温传感器设置在电池模组上，所述阻燃喷头设置于对应电池模组上方的上盖板内侧处，所述阻燃喷头通过高压管道与阻燃剂存储罐连接，所述阻燃剂存储罐的出口处设有第一发生装置；所述灭火单元包括感光传感器和灭火包，所述感光传感器和灭火包均与控制单元电性连接；所述感光传感器设置于电池模组所述容纳腔的内壁，所述灭火包设置于对应电池模组上方的上盖板内部，所述灭火包设有第二发生装置。所述感温传感器和感光传感器可以设置有多个，提升电消防装置的灵敏性，所述阻燃喷头和灭火包可以设置有多个，且阻燃喷头和灭火包间隔设置，提升电消防装置的有效性。
[0007]进一步的，所述电池模组包括多个电池单元，所述电池单元包括电池单体，所述电池单体两侧均设有相变材料，相邻两个电池单元之间设有铝板，所述铝板底部连接液冷通
道。
[0008]进一步的，每个支路管道与液冷副管道的连接处设有单向阀，所述单向阀流向为从支路管道流向液冷副管道，防止其他支路管道流出的冷却液回流。
[0009]进一步的，所述阻燃单元的阻燃剂为液态二氧化碳，所述液态二氧化碳存储于阻燃剂存储罐中，所述第一发生装置的控制阀为高压电磁气体阀，所述阻燃剂存储罐设置在外箱体外部。
[0010]进一步的，所述内箱体安装有平衡阀，保证内箱体内气压的稳定。
[0011]进一步的，所述上盖板设有多个横向管槽，所述横向管槽两端不连通，所述横向管槽内设有灭火包。横向管槽两端不连通可以确保各个电池模组之间的灭火单元互不干扰，灭火包设置有独立的第二发生装置保证其单独工作，所述第二发生装置采用微型电启动干粉灭火喷头控制。横向管槽两端不连通的方式可以是在每个横向管槽内部设置阻隔片，阻隔片可以是1个或2个，阻隔片为1个时设置在横向管槽中间，阻隔片为2个时为各自设置在横向管槽距离开口一定距离的内部，以能够容纳灭火包且能使其正常工作即可，也可以在上盖板中间设置阻隔条，沿阻隔条两侧分别设置横向管槽。
[0012]本专利技术还提供一种动力电池包热管理系统，适用于前述动力电池包，包括热管理模块，电池包工作后，热管理模块运行方式如下：
[0013]S1：启动温度传感器，测得温度T；
[0014]S2：判断T值大小：
[0015]S21：若T＜T
L
，则运行热管理模块，启动水泵，根据温度调节水泵压力，同时调节可控流量阀，通过控制冷却液流速保证各电池模组的温度一致，启动热泵空调模块对冷却液加热，冷却液由液冷主管道流经支路管道对电池模组进行加热；再对此时的实时温度T1进行判断，若T1＞T
N
，则关闭热管理模块停止加热，若T1≤T
N
，则返回S1；
[0016]S22：若T
L
≤T≤T
H
，则无需运行热管理模块；
[0017]S23：若T＞T
H
，则运行热管理模块，启动水泵，根据温度调节水泵压力，同时调节可控流量阀，通过控制冷却液流速保证各电池模组的温度一致，冷却液流经由液冷主管道流经支路管道对电池模组进行散热；再对此时的实时温度T2进行判断，若T2≤T
H
，则关闭热管理模块停止散热，若T2＞T
H
，则返回S1；
[0018]其中，T
L
、T
N
和T
H
为系统设定的值，且T
L
＜T
N
＜T
H
，T
L
为需要对电池包加热的临界温度，T
N
为判断电池包加热是否停止的临界温度，T
H
为需要对电池包散热的临界温度，即当温度传感器采集的温度T＜T
L
时，则运行热管理模块的加热模式，加热到T1＞T
N
时关闭热管理模块停止加热；当T
L
≤T≤T
H
时，则无需运行热管理模块；当T
L
＞T
H
，则运行热管理模块的散热模式，散热到T2≤T
H
，则关闭热管理模块停止散热。
[0019]进一步的，运行S2时，当符合S22中T
L
≤T≤T
H
的情况时，还包括如下流程：判断电池包运行是否发热，若发热，则进入S23，若不发热，则无需运行热管理模块。
[0020]进一步的，T
L
＝10℃，T
N
＝20℃，T
H
＝30℃。
[0021]进一步的，还包括电消防模块，运行方式如下：
[0022]S1：判断温度传感器采集的温度是否超过阈值：
[0023]S11：当温度超过阈值时，电池模组发生热失控，感温传感器工作，同时判断感光传感器是否工作；
[0024]若感光传感器不工作，则启动阻燃单元，阻燃剂对热失控的电池模组进行阻燃并降温；
[0025]若感光传感器工作，则同时启动阻燃单元和灭火单元，阻燃剂对热失控的电池模组进行阻燃并降温，灭火包对着火点进行灭火；
[0026]S3：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池包，其特征在于：包括外箱体(8)、内箱体(12)、电池模组(6)、热管理装置、电消防装置和上盖板(5)，所述内箱体(12)置于外箱体(8)内部，所述内箱体(12)设有隔板形成多个容纳腔，容纳腔内放置有电池模组(6)，每个电池模组(6)均设有电消防装置；所述热管理装置包括液冷主管道(11)和液冷副管道(10)，所述液冷主管道(11)的两侧分别设有液冷副管道(10)，所述液冷主管道(11)沿轴向间隔设置有多组支路管道(13)，所述支路管道(13)沿冷主管道(11)的径向两侧对称布置，同侧的支路管道(13)通过对应电池模组(6)的液冷通道(4)后连接同一液冷副管道(10)，所述液冷主管道(11)与每个支路管道(13)的连接处设有可控流量阀(14)；所述电消防装置包括控制单元(19)、阻燃单元和灭火单元，所述控制单元(19)连接电源(20)；所述阻燃单元包括感温传感器(21)、阻燃喷头(18)和阻燃剂存储罐(25)，所述感温传感器(21)、阻燃喷头(18)和阻燃剂存储罐(25)均与控制单元(19)电性连接；所述感温传感器(21)设置在电池模组(6)上，所述阻燃喷头(18)设置于对应电池模组(6)上方的上盖板(5)内侧处，所述阻燃喷头(18)通过高压管道(22)与阻燃剂存储罐(25)连接，所述阻燃剂存储罐(25)的出口处设有第一发生装置(23)；所述灭火单元包括感光传感器(24)和灭火包(17)，所述感光传感器(24)和灭火包(17)均与控制单元(19)电性连接；所述感光传感器(24)设置于电池模组(6)所述容纳腔的内壁，所述灭火包(17)设置于对应电池模组(6)上方的上盖板(5)内部，所述灭火包(17)设有第二发生装置(26)。2.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：所述电池模组(6)包括多个电池单元，所述电池单元包括电池单体(1)，所述电池单体(1)两侧均设有相变材料(2)，相邻两个电池单元之间设有铝板(3)，所述铝板(3)底部连接液冷通道(4)。3.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：每个支路管道(13)与液冷副管道(10)的连接处设有单向阀(15)，所述单向阀(15)流向为从支路管道(13)流向液冷副管道(10)。4.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：所述阻燃单元的阻燃剂为液态二氧化碳，所述液态二氧化碳存储于阻燃剂存储罐(25)中，所述阻燃剂存储罐(25)设置在外箱体(8)外部。5.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：所述内箱体(12)安装有平衡阀(16)。6.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：所述上盖板(5)设有多个横向管槽(9)，所述横向管槽(9)两端不连通，所述横向管槽(9)内设有灭火包(17)。7.一种动力电池包热管理系统，其特征在于：包括热管理模块，电池包工作后，热管理模块运行方式如下：S1：启动温度传感器，测得温度T；S2：判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘霏霏，孙永宽，虞帮强，秦武，尹辉，李骏，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：