一种灭火管总成、电池热管理装置、电池系统及电动车辆的制作方法

1.本发明涉及电动车辆技术领域，尤其涉及一种灭火管总成、电池热管理装置、电池系统及电动车辆。


背景技术：

2.新能源车辆具有能量效率高、零排放、无污染、比能量高、噪音低及可靠性高等优点，能够作为替代燃油车辆进行推广。
3.新能源车辆均采用动力电池作为储能部件，动力电池能够实现车辆的正常行驶、高低压零部件的用电需求、制动能量的回收以及混合动力发动机系统能量调节等。但是，动力电池存在使用过程中温度会升高的问题，因此，需要通过电池热管理装置对动力电池进行降温。
4.现有技术中，电池热管理装置包括由液冷板及连通于液冷板的散热模组形成的冷却回路，冷却回路中具有冷却液，液冷板设置在动力电池的底面，通过液冷板吸收动力电池产生的热量。虽然液冷板能够降低动力电池的温度，但是，动力电池还是会存在热失效的情况，当动力电池发生热失效时，会产生火焰。通常情况下，当用户发现火焰时，火焰已经较大，通过灭火器已经较难灭火，较容易发生安全事故。可见，现有技术中，电池热管理装置的安全性能较低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种灭火管总成、电池热管理装置、电池系统及电动车辆，能够在动力电池因热失效产生火焰的初期迅速灭火，进而能够降低发生安全事故的几率，使得电池热管理装置及电池系统能够具有较高的安全性。
6.如上构思，本发明所采用的技术方案是：
7.一种灭火管总成，包括：
8.第一主管，所述第一主管连通于电池热管理装置的散热模组的出口；
9.第二主管，与所述第一主管平行且相对设置，且所述第二主管连通于所述散热模组的入口；
10.支管，所述支管的一端通过第一接头连接且连通于所述第一主管，所述支管的另一端通过第二接头连接且连通于所述第二主管，所述支管位于电池模组的防爆阀上方，且所述支管被配置为由所述防爆阀喷出的气体能将所述支管切断。
11.可选地，所述第一主管、所述第二主管、所述支管、所述第一接头及所述第二接头分别设置多个，多个所述第一主管沿第一方向依次排布，且相邻两个所述第一主管之间通过第一弯管连通，多个第二支管沿所述第一方向依次排布，且相邻两个所述第二主管之间通过第二弯管连通，所述支管的一端通过一个所述第一接头连通于所述第一主管，所述支管的另一端通过一个所述第二接头连通于所述第二主管。
12.可选地，所述第一接头为四通接头，所述第一主管与所述第一弯管通过所述第一
接头连通，且所述第一接头未连通所述第一主管、所述第一弯管及所述支管的接口被配置为与所述电池热管理装置的液冷板连通；和/或
13.所述第二接头为四通接头，所述第二主管与所述第二弯管通过所述第二接头连通，且所述第二接头未连通所述第二主管、所述第二弯管及所述支管的接口被配置为与所述液冷板连通。
14.可选地，多个第一接头沿第一方向依次设置，且沿所述第一方向，多个第一接头的第一预设接口依次增大，所述第一预设接口为所述第一接头未连通所述第一主管、所述第一弯管及所述支管的接口；
15.多个所述第二接头沿所述第一方向依次设置，且沿所述第一方向，多个所述第二接头的第二预设接口依次增大，所述第二预设接口为所述第二接头未连通所述第二主管、所述第二弯管及所述支管的接口。
16.可选地，还包括扎带，所述第一弯管及所述第二弯管上分别固设有所述扎带。
17.可选地，还包括连接组件，所述连接组件设有两组，且每组连接组件均包括曲管、直角接头、长管及直通接头，一组所述连接组件的曲管连通于第一主管，另一组所述连接组件的曲管连通于第二主管，在一组所述连接组件中，所述长管的一端通过所述直角接头连接所述曲管，所述直通接头连接于所述长管的另一端，一组所述连接组件的长管通过其连接的所述直通接头连通于所述散热模组的出口，另一组所述连接组件的长管通过其连接的所述直通接头连通于所述散热模组的入口。
18.可选地，所述第一主管及所述第二主管均设置为波纹管。
19.可选地，所述第一主管及所述第二主管外分别套设有防磨套。
20.一种电池热管理装置，包括液冷板、散热模组及上述的灭火管总成，所述液冷板的一端连通于所述第一主管，所述液冷板的另一端连通于所述第二主管，所述第一主管连通于所述散热模组的出口，所述第二主管连通于所述散热模组的入口。
21.一种电池系统，包括电池模组及上述的电池热管理装置，所述电池模组具有防爆阀，所述灭火管总成的支管位于所述防爆阀的上方。
22.一种电动车辆，包括上述的电池系统
23.本发明至少具有如下有益效果：
24.本发明提供的灭火管总成、电池热管理装置、电池系统及电动车辆，第一主管、第二主管、支管及散热模组形成回路，且回路中具有冷却液，且支管设置在防爆阀的上方，当电池模组因热失控而产生火苗或火焰时，防爆阀冲出电池模组并伴随着高温高压气体，高温高压的气体与支管接触并将支管切断或冲断，使得支管中的大量的冷却液喷射出或流出，进而能够将电池模组的火焰或火苗迅速浇灭，实现了在产生火焰初期进行迅速灭火，降低了火焰继续蔓延的几率，进而降低了发生安全事故的几率，提高了电池系统的安全性和可靠性。
附图说明
25.图1是本发明实施例一提供的灭火管总成的结构示意图；
26.图2是本发明实施例一图1所示的a处放大示意图；
27.图3是本发明实施例一提供的显示有防磨套的部分灭火管总成的结构示意图；
28.图4是本发明实施例一提供的灭火管总成的分解示意图；
29.图5是本发明实施例一提供的第一主管、第一接头及第一弯管的分解示意图；
30.图6是本发明实施例二提供的电池热管理装置的结构示意图；
31.图7是本发明实施例三提供的电池热管理装置的结构示意图；
32.图8是本发明实施例三提供的电池热管理装置的局部结构示意图。
33.图中：
34.1、第一主管；2、第二主管；3、支管；4、第一接头；41、第一接口；42、第二接口；43、第三接口；5、第二接头；6、第一弯管；7、第二弯管；8、扎带；81、捆绑部；82、连接部；9、连接组件；91、曲管；92、直角接头；93、长管；94、直通接头；10、防磨套；
35.100、液冷板；200、电池模组；201、单体；2011、防爆阀。
具体实施方式
36.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.实施例一
40.本实施例提供了一种灭火管总成，应用于电池热管理装置中，能够在动力电池因热失效产生火焰的初期迅速灭火，进而能够降低发生安全事故的几率，使得电池热管理装置及电池系统能够具有较高的安全性。
41.如图1所示，灭火管总成包括第一主管1、第二主管2及支管3。
42.其中，第一主管1连通于电池热管理装置的散热模组的出口，使得散热模组能够向第一主管1输送冷却后的冷却液。在一些实施例中，第一主管1直接连通于散热模组的出口；在另外一些实施例中，第一主管1通过其他部件间接连通于散热模组的出口。
43.请参见图1，第二主管2与第一主管1平行设置，且第二主管2与第一主管1在第二方向上相对。第二主管2连通于散热模组的入口，使得第二主管2中的冷却液能够流入散热模组中。在一些实施例中，第二主管2直接连接且连通散热模组的入口；在另外一些实施例中，第二主管2通过其他部件间接连通于散热模组的入口。
44.上述支管3连接在第一主管1和第二主管2之间。具体地，支管3的一端通过第一接
头4连接且连通于第一主管1，使得第一主管1中的冷却液能够流入支管3中。支管3的另一端通过第二接头5连接且连通于第二主管2，使得支管3中的冷却液能够流入第二主管2中。第一主管1、第二主管2、支管3及散热模组能够形成回路，且回路中具有冷却液。本实施例中，第一接头4及第二接头5分别为直角接头、三通接头、四通接头等，可以根据实际使用场景进行选择。可选地，支管3与第一接头4采用快速插接的方式连接，支管3与第二接头5采用快速插接的方式连接，第一接头4与第一主管1通过快速插接的方式连接，第二接头5与第二主管2通过快速插接的方式连接，以便于灭火管总成的组装及拆卸。
45.本实施例中，支管3在电池系统中的具体设置位置为：位于电池模组200的单体201的防爆阀2011上方。需要说明的是，电池模组200包括多个单体201，每个单体201均具有一个防爆阀2011，防爆阀2011为一个相对独立的结构，也即是，防爆阀2011不受外界控制系统的控制，而是仅与单体201内的压力有关。单体201出现热失控时，其内部产生大量气体，且内部压力增大，当单体201内的压力大于预设值时，会冲断防爆阀2011内部的防爆结构，使得单体201内的高压气体通过防爆阀2011喷出，防爆阀2011的防爆原理及具体结构可以参考现有技术，本实施例在此不做赘述。防爆阀2011在检测到单体201内的压力过大时，向外喷射高温高压气体，支管3被配置为防爆阀2011喷出的高温高压气体能将支管3切断或冲断，使得支管3中的大量冷却液能够喷出，以将电池模组200产生的火苗、火焰浇灭，实现灭火。需要说明的是，支管3的厚度为0.8～2.0毫米，且支管3的材料为塑料等材料，以便于支管3被防爆阀2011喷出的高压气体切断。需要进一步说明的是，支管3内的压强小于或等于60千帕。防爆阀2011喷出的气体的压力大于或等于1兆帕，以具有足够高的压力将支管3切断。
46.本实施例提供的灭火管总成，第一主管1、第二主管2、支管3及散热模组形成回路，且回路中具有冷却液，且支管3设置在防爆阀2011的上方，当电池模组因热失控而产生火苗或火焰时，防爆阀2011冲出电池模组并伴随着高温高压气体，高温高压的气体与支管3接触并将支管3切断或冲断，使得支管3中的大量的冷却液喷射出或流出，进而能够将电池模组的火焰或火苗迅速浇灭，实现了在产生火焰初期进行迅速灭火，降低了火焰继续蔓延的几率，进而降低了发生安全事故的几率，提高了电池系统的安全性和可靠性。
47.并且，本实施例提供的灭火管总成结构简单，便于拆卸和组装，进而具有较低的成本。
48.另外，通过增加支管3，且支管3与液冷板并联，相当于增加了几路与液冷板相互并联的流道，因此分担流入液冷板的冷却液的压力，可以降低整个热管理装置的流阻，提升了安全性能，避免压力过大而导致热管理回路损坏。
49.可选地，如图8所示，支管3的管径小于防爆阀2011的宽度，以保证防爆阀2011喷出的气体能够与支管3完全接触，并切断支管3。
50.可选地，如图1所示，第一主管1、第二主管2、支管3、第一接头4及第二接头5分别设置多个。多个第一主管1沿垂直于第二方向的第一方向依次排布，每个第一主管1的长度方向平行于第一方向，且相邻两个第一主管1之间通过第一弯管6连通。第一弯管6的设置能够提高第一主管1中各段冷却液的均匀性。其中，第一弯管6为光管，且呈弯曲形状，在一些实施例中，第一弯管6呈“几”字形。
51.请继续参见图1，多个第二支管2沿第一方向依次排布，每个第二主管2的长度方向
平行于第一方向，且相邻两个第二主管2之间通过第二弯管7连通。第二弯管7的设置能够提高第二主管2中各段冷却液的均匀性。其中，第二弯管7为光管，且呈弯曲形状，在一些实施例中，第二弯管7呈“几”字形。
52.当一个单体201发生热失效时，位于该一个单体201上方的支管3被切断或冲断，使得该支管3内的冷却液能够浇灭该一个单体201产生的火焰。其中，支管3的一端通过一个第一接头4连通于第一主管1，支管3的另一端通过一个第二接头5连通于第二主管2。具体地，第一接头4和第二接头5分别设有多个，多个第一接头4与多个支管3一一对应，且每个第一接头4连接于与其对应的支管3的一端；多个第二接头5与多个支管3一一对应，且每个第二接头5连接于与其对应的支管3的另一端。
53.进一步地，如图3所示，第一接头4为四通接头，且第一主管1与第一弯管6通过第一接头4连通。且如图5所示，第一接头4的第一接口41连接且连通于第一主管1，且第一接口41为竹节头接口；第一接头4的第二接口42连接且连通于第一弯管6，且第二接口42为竹节头接口，第一接口41与第二接口42相对设置在第一接头4的两侧。第一接头4的第三接口连接且连通于支管3，第一接头4的第四接口43用于与电池热管理装置的液冷板100连通，以使得第一主管1中的冷却液还能够流至液冷板100中，实现了灭火管总成与电池热管理装置的冷却回路的融合，提高了电池热管理装置的集成度。该第一接头4的第四个接口为第一接头4未连通第一主管1、第一弯管6及支管3的接口。可选地，该第四接口43为快插接口。
54.再进一步地，多个第一接头4沿第一方向依次设置，且沿第一方向，多个第一接头4的第一预设接口依次增大，以能够使得流入支管2及液冷板100中的冷却液的量能够较均匀，保证电池模组温度的一致性。其中，第一预设接口为第一接头4未连通第一主管1、第一弯管6及支管3的接口。在一些实施例中，第一接头4设有七个，第一方向为冷却液在第一主管1中的流动方向，在图4中，第一方向为从左向右的方向，此时，沿第一方向依次设置的七个第一预设接口的直径的比值为1：(1.2
‑
1.5)：(1.8
‑
2.5)：(2.7
‑
3.2)：(3.3
‑
3.5)：(3.6
‑
3.8)：(3.8
‑
4.2)。通过该设置，能够保证所有支管3中冷却液的含量占整个灭火管总成中冷却液总量的2％
‑
10％，即能够保证支管3在未断裂工况中不占用太多的冷却液而影响电池模组200的加热冷却效果，又能够保证在电池模组200发生热失控时支管3中有足够的冷却液可以浇灭电池模组200产生的火焰。
55.可选地，第一接头4的第四个接口与液冷板100连接的结构形式包括但不限于快插接头、卡箍接头等，可以实现液冷板100与第一接头4的快速连接，还能够保证形成的回路的密封性能和机械可靠性。
56.请继续参见图3，第二接头5为四通管接头，第二主管2与第二弯管7通过第二接头5连通。第二接头5的第一个接口连接且连通于第二主管2、第二接头5的第二个接口连接且连通于第二弯管7，第二接头5的第三个接口连接且连通于支管3，第二接头5的第四个接口用于与电池热管理装置的液冷板100连通，以使得冷却液能够由液冷板100流至第二主管2中，从而实现冷却板100与支管3构成并联的两个回路。其中，该第二接头5的第四个接口为第二接头5未连通第二主管2、第二弯管7及支管3的接口。第二接头5的第四个接口与液冷板100连接的结构形式包括但不限于快插接头、卡箍接头等，可以实现液冷板100与第二接头5的快速连接，以进一步地保证形成的回路的密封性能和机械可靠性。
57.进一步地，多个第二接头5沿第一方向依次设置，且沿第一方向，多个第二接头5的
第二预设接口依次增大，以能够使流入支管3及冷却板100中的冷却液能够顺利地流入第二主管2中。其中，第二预设接口为第二接头5未连通第二主管2、第二弯管7及支管3的接口。在一些实施例中，第二接头5设有七个，第一方向为冷却液在第一主管1中的流动方向，在图4中，第一方向为从左向右的方向，此时，沿第一方向依次设置的七个第一预设接口的直径的比值为1：(1.2
‑
1.5)：(1.8
‑
2.5)：(2.7
‑
3.2)：(3.3
‑
3.5)：(3.6
‑
3.8)：(3.8
‑
4.2)。
58.如图2所示，灭火管总成还包括多个扎带8。第一弯管6及第二弯管7上分别固设有扎带8，扎带8用于将第一弯管6及第二弯管7固定在电池模组200上，进而实现将灭火管总成固定在电池模组200上。在一些实施例中，每根第一弯管6及每根第二弯管7上均固接有扎带8，以提高固定灭火管总成的牢固性。可选地，扎带8包括捆绑部81及固接于捆绑部81的连接部82，捆绑部81用于捆绑在第一弯管6或第二弯管7上，连接部82用于固定在电池模组200或其他结构上。在一些实施例中，连接部82具有外螺纹，以能够与其他结构螺纹连接。
59.请继续参考图3，灭火管总成还包括连接组件9。其中，连接组件9设有两组，且每组连接组件9均包括曲管91、直角接头92、长管93及直通接头94。需要说明的是，曲管91是指弯曲的管，且通过曲管91能够调整灭火管总成的尺寸及形状，进而能够适用于具有不同空间限制的电池系统。长管93的延伸方向平行于第二方向。在一写实施例中，长管93上固接有扎带，以便于固定连接组件9。
60.请继续参见图3，一组连接组件9的曲管91连接且连通于第一主管1，另一组连接组件9的曲管91连接且连通于第二主管2。在任一组连接组件9中，长管93的一端通过直角接头92连接曲管91，直通接头94连接于长管93的另一端。并且，一组连接组件9的长管93通过其连接的直通接头94连通于散热模组的出口，另一组连接组件9的长管93通过其连接的直通接头94连通于散热模组的入口。
61.可选地，本实施例中，第一主管1及第二主管2均为波纹管，以提高灭火管总成的装配性能。并且，通过将第一主管1及第二主管2设置为波纹管，还能够吸收灭火管总成的装配公差，且能够吸收冷却液的冲击力。
62.在一些实施例中，第一主管1及第二主管2的长度和占灭火管总成总长度的60％～80％，以能够进一步保证灭火管总成的装配性能。通过第一主管1及第一弯管6的搭配，能够保证灭火管总成的装配性能，还能够提高灭火管总成的固定可靠性。同时，通过第二主管2及第二弯管7的搭配，能够进一步保证灭火管总成的装配性能，且能够进一步提高灭火管总成的固定可靠性。
63.可选地，第一主管1、第二主管2、第一弯管6及第二弯管7外分别套设有防磨套10，以提高第一主管1、第二主管2、第一弯管6及第二弯管7的耐磨性。示例地，防磨套10的材料包括但不限于pet、pp等耐磨高绝缘行的非金属材料。
64.本实施例中，第一主管1、第二主管2及支管3的材料包括但不限于pa12、pa612、epdm等耐水解、高绝缘、非金属材料。
65.实施例二
66.本实施例还提供了一种电池热管理装置，能够用于对电池系统中的电池模组进行降温，还能够在电池模组产生火焰时对电池模组进行灭火。
67.其中，如图6所示，电池热管理装置包括液冷板100、散热模组(未示出)及实施例一中的灭火管总成。液冷板100的一端连接且连通于第一主管1，使得第一主管1中的冷却液还
能够进入液冷板100中。液冷板100的另一端连接且连通于第二主管2，使得液冷板100中的冷却液能够进入第二主管2中。第一主管1连通于散热模组的出口，第二主管2连通于散热模组的入口。需要说明的是，本实施例提供的散热模组可以为现有技术中的散热模组，如包括风扇、散热片等，本实施例对此不作限定。
68.实施例三
69.本实施例提供了一种电池系统，该电池系统应用于新能源车辆中，具有较高的使用安全性和可靠性。
70.其中，如图7和图8所示，电池系统包括电池模组200及实施例二中的电池热管理装置。电池模组200具有防爆阀2011，具体地，电池模组200包括多个单体201，每个单体201均具有防爆阀2011，防爆阀2011位于单体201的正上方。灭火管总成的支管3位于防爆阀2011的正上方。优选地，支管3与防爆阀2011之间的距离为2
‑
5毫米，且防爆阀2011的喷射面为顶面，使得防爆阀2011喷射高温高压的气体时，能将上方的支管3喷断。具体地，防爆阀2011在检测到其所在的单体201的压力过大时，向外喷射高温高压气体，进而能够直接冲击位于其上方的支管3，支管3被防爆阀2011喷出的高温高压气体切断或冲断，使得支管3中的大量冷却液能够喷出，以将单体201产生的火苗、火焰浇灭，实现灭火。
71.需要说明的是，电池模组200具有外保护套，多个单体201位于该外保护套内，支管3可以穿设于外保护套中。
72.本实施例还提供了一种电动车辆，该电动车辆包括上述的电池系统，且电动车辆具有较高的安全性和可靠性。
73.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。