一种减缓电池包热失控的装置的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种减缓电池包热失控的装置。


背景技术：

2.新能源汽车以其低污染、低排放的优点，目前已经得到了普遍的应用。为了使新能源汽车的锂离子电池包稳定工作在可靠的工作温度区间，在锂离子电池包内通常设置有液冷设备，通过液冷设备对冷却液进行散热降温或者加热后与电池包进行热交换。但是如果锂离子电池包内的各电池模组采用紧靠布局方式，相邻电池模组之间的区域无法及时有效的与冷却液进行热交换，仍可能会发生热失控的现象，由于不能有效抑制该部位热失控蔓延的速度，车辆乘员可能没有足够的逃生时间，影响了车辆乘员的安全。
3.因此，提供一种能够对电池模组及其之间的区域进行可靠温度管理，能减缓电池包热失控的装置，是非常必要的。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了一种能对电池模组相邻区域进行可靠温度调节的减缓电池包热失控的装置。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种减缓电池包热失控的装置，包括水泵(1)、用于对冷却液加热的加热单元(2)、用于对冷却液降温的散热单元(3)和节温单元(4)，电池包的出水口与节温单元(4)的输入端连通，节温单元(4)的输出端与加热单元(2)或者散热单元(3)的输入端连通，加热单元(2)或者散热单元(3)的输出端与水泵(1)连通，水泵(1)与电池包的进水口连通；还包括设置在电池包内的底座(5)和热交换单元(6)；
6.底座(5)固定设置在电池包的内部的端面上；底座(5)的端面上设置有若干第一嵌槽(100)；各第一嵌槽(100)间隔设置，且各第一嵌槽(100)内均嵌设有电池模组；
7.热交换单元(6)，沿着底座(5)的长度延伸方向或者高度延伸方向设置；热交换单元(6)相对于电池模组的侧表面的延伸方向间隔设置或者沿着底座(5)的宽度延伸方向间隔设置；热交换单元(6)分别与电池包的进水口和出水口连通。
8.在以上技术方案的基础上，优选的，所述热交换单元(6)包括第一主管(61)、第二主管(62)和若干第一支管(63)；第一主管(61)和第二主管(62)沿着电池包的水平长度延伸方向间隔设置，各第一支管(63)的一端与第一主管(61)轴向延伸方向的侧表面连通，各第一支管(63)的另一端与第二主管(62)轴向延伸方向的侧表面连通；底座(5)的一端设置有若干第二嵌槽(200)，第二嵌槽(200)与各第一支管(63)的轮廓相吻合，第一支管(63)与第二嵌槽(200)一一对应设置；第一主管(61)与电池包的进水口连通，第二主管(62)与电池包的出水口连通。
9.优选的，所述热交换单元(6)还包括若干旁通管(64)和若干第二支管(65)，各旁通
管(64)成对且间隔的设置在第一主管(61)或者第二主管(62)的侧表面位置，旁通管(64)的一端与第一主管(61)或者第二主管(62)连通，旁通管(64)的另一端朝着远离底座(5)的方向朝外延伸；第二支管(65)的两端分别与间距最大或者间距最小的旁通管(64)连通；各第二支管(65)沿着旁通管(64)的轴向延伸方向间隔设置，且各第二支管(65)绕着相邻的电池模组的轮廓设置，或者各第二支管(65)设置在相邻的电池模组之间；底座(5)上设置有第三嵌槽(300)，距离底座(5)最近的第二支管(65)嵌设在第三嵌槽(300)内。
10.进一步优选的，所述底座(5)采用导热材料制成。
11.优选的，还包括喷淋单元(7)和旁通阀(8)；喷淋单元(7)设置在电池包内侧顶部，喷淋单元(7)与旁通阀(8)连通，旁通阀(8)还与水泵(1)连通；喷淋单元(7)对相邻的电池模组之间的区域喷淋冷却液。
12.更进一步优选的，喷淋单元(7)包括第三主管(71)和若干喷嘴(72)；第三主管(71)与水泵(1)连通，第三主管与电池包固定连接，第三主管(71)还位于各电池模组相邻位置的正上方；第三主管(71)靠近底座(5)的一端间隔设置有若干喷嘴(72)，喷嘴(72)的一端与第三主管(71)连通，喷嘴(72)另一端对称设置有喷淋孔。
13.再进一步优选的，还包括温度传感器(9)和控制器，温度传感器(9)设置在节温单元(4)的输入端、电池包的进水口或者第一嵌槽(100)内，温度传感器(9)、节温单元(4)或者旁通阀(8)与控制器电性连接；控制器使节温单元(4)选择性的与加热单元(2)或者散热单元(3)连通；控制器还选择性的使旁通阀(8)导通。
14.进一步优选的，各电池模组远离底座(5)的端面上均设置有阻燃层(400)。
15.优选的，各第一支管(63)呈圆弧形设置。
16.本实用新型提供的一种减缓电池包热失控的装置，相对于现有技术，具有以下有益效果：
17.(1)本方案通过在底座上间隔的设置若干第一嵌槽，使各电池模组之间间隔一定距离，进一步的通过底座和热交换单元增加与电池模组表面的接触面积，更好的实现热交换功能，改善电池模组之间的区域热量集中的现象，有效的抑制热失控现象的发生；
18.(2)热交换单元通过第一支管和第二支管与电池模组不同位置的各表面进行充分的热交换，改善对应的电池模组表面的温度状况，延缓热失控的发生；
19.(3)如发生热失控，可进一步开启旁通阀，由喷淋单元进行喷淋，减缓热失控的蔓延或者扩散；
20.(4)节温单元能根据温度传感器检测的温度，切换加热单元或者散热单元，对冷却液进行升温或者降温。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的结构框图；
23.图2为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的底座和热交换单元的组合状态
俯视图；
24.图3为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的底座的俯视图；
25.图4为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的底座的仰视图；
26.图5为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的底座的前视图；
27.图6为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的热交换单元的立体图；
28.图7为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的热交换单元的俯视图；
29.图8为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的热交换单元的前视图；
30.图9为本实用新型一种减缓电池包热失控的装置的喷淋单元的仰视图。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
32.如图1—2所示，本实用新型提供了一种减缓电池包热失控的装置，包括水泵1、用于对冷却液加热的加热单元2、用于对冷却液降温的散热单元3、节温单元4、设置在电池包内的底座5和热交换单元6；
33.电池包的出水口与节温单元4的输入端连通，节温单元4的输出端与加热单元2或者散热单元3的输入端连通，加热单元2或者散热单元3的输出端与水泵1连通，水泵1与电池包的进水口连通；电池包用于放置和容纳底座5、热交换单元6和若干电池模组。如图1所示，节温单元4可以择一的与加热单元2或者散热单元3连通，当冷却液温度过低时，节温单元4与加热单元2连通，加热后的冷却液经水泵1送入电池包内，当冷却液温度升高后，节温单元4与散热单元3连通，降温后的冷却液经水泵1送入电池包内。为便于切换，加热单元2或者散热单元3的输出端与水泵1之间还可以设置三通阀或者四通阀。
34.底座5固定设置在电池包的内部的端面上；底座5的端面上设置有若干第一嵌槽100；各第一嵌槽100间隔设置，且各第一嵌槽100内均嵌设有电池模组；第一嵌槽100中间有间隙，使得相邻的电池模组之间不会紧贴。第一嵌槽100限定各电池组件的位置。
35.热交换单元6沿着底座5的长度延伸方向或者高度延伸方向设置；热交换单元6相对于电池模组的侧表面的延伸方向间隔设置或者沿着底座5的宽度延伸方向间隔设置；热交换单元6分别与电池包的进水口和出水口连通。热交换单元6从多个方向靠近或者抵持在电池模组的表面，更好的实现对电池模组多个表面的热交换。抑制局部过热或者热失控的现象发生。
36.如图3—8所示，图示展示了热交换单元与底座的单体结构示意。热交换单元6包括用于集中进水的第一主管61、集中出水的第二主管62和若干第一支管63；第一主管61和第二主管62沿着电池包的水平长度延伸方向间隔设置，第一主管61与电池包的进水口连通，第二主管62与电池包的出水口连通。各第一支管63的一端与第一主管61轴向延伸方向的侧表面连通，各第一支管63的另一端与第二主管62轴向延伸方向的侧表面连通；底座5的一端设置有若干第二嵌槽200，第二嵌槽200与各第一支管63的轮廓相吻合，第一支管63与第二嵌槽200一一对应设置。图示的第一支管63相对于各电池模组呈弧形设置，本方案的底座5
可以采用导热材料制成。通过底座5底部开设的弧形的第二嵌槽200对各第一支管63进行定位和固定，并增加各第一支管63与底座5的贴合面积和贴合效果，更好的对各电池模组的底面进行非接触式的热交换。
37.底座5的侧表面还可以与第一主管61或者第二主管62的侧表面相抵持，进一步增大底座与热交换单元6的接触面积。
38.除了在底面方向与电池模组热交换外，热交换单元6还可以与电池模组各竖直延伸的侧表面进行热交换。具体的，电池热交换单元6还包括若干旁通管64和若干第二支管65，各旁通管64成对且间隔的设置在第一主管61或者第二主管62的侧表面位置，旁通管64的一端与第一主管61或者第二主管62连通，旁通管64的另一端朝着远离底座5的方向朝外延伸；第二支管65的两端分别与间距最大或者间距最小的旁通管64连通；各第二支管65沿着旁通管64的轴向延伸方向间隔设置，且各第二支管65绕着相邻的电池模组的轮廓设置，或者各第二支管65设置在相邻的电池模组之间；底座5上设置有第三嵌槽300，距离底座5最近的第二支管65嵌设在第三嵌槽300内。旁通管64将各第二支管65竖直的向外延伸出去，使各第二支管65更好的与电池模组的侧表面的不同位置相贴合，进一步增大换热面积和换热效果，抑制热失控现象的发生。
39.如图1和图9所示，即便电池包内部的电芯或者电池模组发生热失控现象时，本实用新型也有专门应对的喷淋单元7和旁通阀8；喷淋单元7设置在电池包内侧顶部，喷淋单元7与旁通阀8连通，旁通阀8还与水泵1连通；喷淋单元7对相邻的电池模组之间的区域喷淋冷却液。
40.如图9所示，具体的，喷淋单元7包括第三主管71和若干喷嘴72；第三主管71与水泵1连通，第三主管71与电池包固定连接，第三主管71还经过各电池模组相邻位置的正上方；第三主管71靠近底座5的一端间隔设置有若干喷嘴72，喷嘴72的一端与第三主管71连通，喷嘴72另一端对称设置有喷淋孔。喷嘴72能使冷却液经过喷淋孔扩散开并喷淋到电池模组的上表面和侧表面区域。配合已有的热交换单元6进行双重降温，进一步减缓热失控的严重程度，给车辆乘员提供足够的处置时间和逃生机会。喷淋孔可以采用对称设置的腰圆形结构。
41.作为另一种优选方式，在各电池模组远离底座5的端面上均设置有阻燃层400。阻燃层400可以采用云母片等阻热材料制成。阻燃层400可以与上述热交换单元6或者喷淋单元7相结合，更进一步的减缓热失控的扩散速度。
42.如图1所示，为了更好的实现对电池包温度的调节，本实用新型还配置了温度传感器9和控制器，温度传感器9设置在节温单元4的输入端、电池包的进水口或者第一嵌槽100内，温度传感器9、节温单元4或者旁通阀8与控制器电性连接；控制器使节温单元4选择性的与加热单元2或者散热单元3连通；控制器还选择性的使旁通阀8导通。节温单元4具有一进两出的结构，根据温度传感器9的测量温度信号，控制器驱动节温单元4与加热单元2或者散热单元3连通，并进一步由加热单元2对流经的冷却液加热升温或者由散热单元3对流经的冷却液进行散热降温，随后将处理后的冷却液经水泵送入热交换单元6内，如此循环。当可能发生热失控时，节温单元4、散热单元3和水泵依次连通，旁通阀8开启，冷却水分别进入热交换单元6与喷淋单元7内。加热单元2可以选用ptc电加热器形式。散热单元3可以采用风冷强制冷却的多翅片换热结构。
43.本实用新型工作时：
44.车辆正常运行时，如环境温度较低，则节温单元4与加热单元2连通，由加热单元2对冷却液进行加热后，经水泵送入热交换单元6内。由冷却液与电池模组进行升温，当电池模组达到预设的工作温度并产生热量时，关闭加热单元2，节温单元4切换至与散热单元3连通，散热单元3对循环流动冷却液进行散热降温。
45.如果环境温度较高，则上述步骤中无需开启加热单元2的步骤，节温单元4与散热单元3连通，并散热单元3维持工作，散热单元3对循环流动冷却液进行散热降温。
46.当发生热失控时，维持节温单元4与散热单元3连通状态，开启旁通阀8，使冷却液进入喷淋单元7中。热交换单元6与喷淋单元7共同对电池模组进行降温，减缓热失控的扩散和失控的状态。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。