电池包冷却装置、电池包冷却系统和电池包的制作方法

1.本公开涉及电池技术领域，具体地，涉及一种电池包冷却装置、电池包冷却系统和电池包。


背景技术：

2.随着新能源电池行业迅速发展，电池的能量密度越来越高，随之而来，电池安全性也成为了一种技术性难题。当电池发生热失控时，会喷射大量可燃气体，整包压力、温度骤增，热辐射和热对流传热增强，使相邻电芯及模组发生快速扩散，导致壳体破裂，火焰外泄，影响乘员舱安全。电池包内热失控往往是连锁热扩散，威力巨大，破坏性极强。
3.相关技术中，在电池包单体电池发生热失控后，电池自身温度升高，并产生大量高温气体，通过目前的被动防护只能减小热失控电池与临近电池的热量传递，对于热失控电池喷射的高温气体对临近电池的热量传递并无作用，热失控极易蔓延至临近电池甚至整个电池包，带来安全隐患。


技术实现要素：

4.本公开的第一个目的是提供一种电池包冷却装置，该电池包冷却装置能够解决在热失控发生后，电池产生大量可燃气体，电池包压力、温度骤增，热辐射和热对流传热增强，使相邻电芯及模组发生快速扩散，导致壳体破裂，火焰外泄，影响乘员舱安全等问题。
5.本公开的第二个目的是提供一种电池包冷却系统，该电池包冷却系统使用本公开提供的电池包冷却装置。
6.本公开的第三个目的是提供一种电池包，该车辆包括本公开提供的电池包冷却装置。
7.为了实现上述目的，本公开提供一种电池包冷却装置，包括：
8.冷却管路，设置在电池包的壳体内，用于与电池模组进行热交换；
9.灭火管路，设置在所述壳体内，所述灭火管路上形成有开孔，用于向所述电池模组喷射冷却液；
10.第一三通电磁阀和第二三通电磁阀，其中，所述第一三通电磁阀连接在所述冷却管路和所述灭火管路的进液口之间，所述第二三通电磁阀连接在所述冷却管路和所述灭火管路的出液口之间，以使所述冷却管路和所述灭火管路择一导通；以及
11.控制器，用于控制所述第一三通电磁阀和所述第二三通电磁阀的接口转换。
12.可选地，还包括铺设在所述电池模组的表面的水冷板，所述冷却管路与所述水冷板相连通。
13.可选地，所述灭火管路沿电池包的周向固定在所述壳体的内壁上。
14.可选地，所述开孔为多个，且间隔布置在所述灭火管路上，所述开孔朝向所述电池模组设置。
15.可选地，所述开孔处设有高压喷头。
16.可选地，所述高压喷头为雾化喷头。
17.可选地，所述灭火管路构造为圆管状或扁管状。
18.根据本公开的第二个方面，还提供一种电池包冷却系统，包括冷却液源、与所述冷却液源连通的进水管和出水管、设置在所述进水管或所述出水管上的循环水泵、以及如上所述的电池包冷却装置，其中，所述进水管连接到所述第一三通电磁阀，所述出水管连接到所述第二三通电磁阀。
19.可选地，所述控制器集成于整车bms。
20.根据本公开的第三个方面，还提供一种电池包，包括如上所述的电池包冷却装置。
21.通过上述技术方案，电池在正常工作状态下，第一三通电磁阀和第二三通电磁阀连接灭火管路的接口关闭，冷却液只通过冷却管路对电池模组进行冷却；当电池发生热失控时，控制器控制第一三通电磁阀和第二三通电磁阀转换接口，连接冷却管路的接口关闭，冷却液只流经灭火管路，进而通过开孔喷射进壳体内，对热失控电芯进行冷却降温。控制器控制三通电磁阀以分配冷却液流向，并通过冷却液对热失控高温气体降温，减少高温气体对临近电池的加热作用，延缓热失控的蔓延，增加乘员逃生时间。
22.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
23.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
24.图1是本公开一示例性实施方式提供的电池包冷却装置的结构示意图；
25.图2是本公开一示例性实施方式提供的电池包冷却装置的俯视图；
26.图3是本公开一示例性实施方式提供的电池包冷却系统的控制流程图。
27.附图标记说明
[0028]1ꢀꢀꢀꢀ
壳体
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冷却管路
[0029]3ꢀꢀꢀꢀ
灭火管路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
31
ꢀꢀꢀ
开孔
[0030]4ꢀꢀꢀꢀ
电池模组
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
51
ꢀꢀꢀ
第一三通电磁阀
[0031]
52
ꢀꢀꢀ
第二三通电磁阀
ꢀꢀꢀ6ꢀꢀꢀꢀ
水冷板
具体实施方式
[0032]
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0033]
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、通常是指在本公开提供的电池包冷却装置正常安装的情况下定义的。“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。此外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
[0034]
参考图1
‑
图3，本公开提供了一种电池包冷却装置，该电池包冷却装置包括：冷却管路2、灭火管路3、第一三通电磁阀51、第二三通电磁阀52、以及控制器。其中，冷却管路2设置在电池包的壳体1内，用于与电池模组4进行热交换，具体为通过冷却管路2内的低温冷却
液对电池模组4进行降温；灭火管路3设置在壳体1内，灭火管路3上形成有开孔31，用于向电池模组4喷射冷却液；第一三通电磁阀51连接在冷却管路2和灭火管路3的进液口之间，第二三通电磁阀52连接在冷却管路2和灭火管路3的出液口之间，以使冷却管路2和灭火管路3择一导通；控制器用于控制第一三通电磁阀51和第二三通电磁阀52的接口转换。需要说明的是，第一三通电磁阀51和第二三通电磁阀52通过整车电源供电，热失控发生后电池包断电，整车电源继续工作，以使第一三通电磁阀51和第二三通电磁阀52完成接口转换。另外，在本实施方式中，第一三通电磁阀51连接到与冷却液源连通的进水管，第二三通电磁阀52连接到与冷却液源连通的出水管，进水管和出水管在三通电磁阀处分支为冷却管路2和灭火管路3，以根据需求择一导通冷却管路2和灭火管路3。
[0035]
通过上述技术方案，电池在正常工作状态下，第一三通电磁阀51和第二三通电磁阀52连接灭火管路3的接口关闭，冷却液只通过冷却管路2对电池模组4进行冷却；当电池发生热失控时，控制器控制第一三通电磁阀51和第二三通电磁阀52转换接口，连接冷却管路2的接口关闭，冷却液只流经灭火管路3，进而通过开孔31喷射进壳体1内，对热失控电芯进行冷却降温。控制器控制三通电磁阀以分配冷却液流向，并通过冷却液对热失控高温气体降温，减少高温气体对临近电池的加热作用，延缓热失控的蔓延，增加乘员逃生时间。
[0036]
在本公开的一示例性实施方式，参考图1、图2，电池包冷却装置还可以包括铺设在电池模组4的表面的水冷板6，冷却管路2与水冷板6相连通。电池在正常工作状态下，冷却液通过冷却管路2流进水冷板6进而对电池模组4进行冷却。具体地，参考图1，水冷板6可以铺设在电池模组4的下表面。
[0037]
根据一些实施例，参考图1、图2，灭火管路3可以沿电池包的周向固定在壳体1的内壁上，在本实施方式中，灭火管路3通过卡扣固定于壳体1上，另外，灭火管路3也可嵌于壳体1内，在此对灭火管路3的固定方式不做具体限制。
[0038]
作为本公开的一示例性实施方式，参考图1、图2，开孔31可以为多个，且间隔布置在灭火管路3上，开孔31朝向电池模组4设置，以使冷却液通过开孔31向电池模组4喷射，冷却液与热失控的电池模组4接触后能够对其进行降温，减小高温气体对临近电池的加热作用。
[0039]
进一步地，开孔31处可以设有高压喷头，电池发生热失控后，电池温度急剧升高，喷射出大量高温气体，冷却液通过高压喷头从灭火管路3喷射入壳体1，对热失控产生的高温气体冷却，减小高温气体对临近电池的加热作用。
[0040]
再进一步地，高压喷头可以为雾化喷头，冷却液经过雾化后可以均匀地向电池模组4喷射，且更加柔和，避免冷却液直接流向电池模组4，减少电池模组4的损坏率。
[0041]
具体地，灭火管路3可以构造为圆管状或扁管状，在其他实施方式中，灭火管路3可以根据需求构造为任意适当的形状，均属于本公开的保护范围。
[0042]
根据本公开的第二个方面，还提供一种电池包冷却系统，该电池包冷却系统包括冷却液源、与冷却液源连通的进水管和出水管、设置在进水管或出水管上的循环水泵、以及本公开提供的电池包冷却装置，其中，冷却液源可以为装有冷却液的箱体，进水管连接到第一三通电磁阀51，出水管连接到第二三通电磁阀52，循环水泵驱动冷却液在冷却管路2或灭火管路3内循环流动，该电池包冷却系统具有上文介绍的电池包冷却装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
[0043]
根据一些实施例，参考图3，控制器集成于整车bms(battery management system，电池管理系统)，并可以配置为：根据bms检测到的电池包内的热量信号，控制第一三通电磁阀51和第二三通电磁阀52的接口转换，以使冷却液选择性地流向冷却管路2或灭火管路3。当bms检测到的电池包内的热量信号未达到预设值时，即正常工作状态下，灭火管路3关闭，冷却液只通过冷却管路2流进水冷板6对电池模组4进行冷却；当bms检测到的电池包内的热量信号达到预设值时，即电池发生热失控，控制器控制三通电磁阀转换接口，冷却管路2关闭，冷却液只流经灭火管路3。
[0044]
根据本公开的第三个方面，还提供一种电池包，该电池包包括本公开提供的电池包冷却装置，该电池包具有上文介绍的电池包冷却装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
[0045]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0046]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0047]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。