[发明专利]一种电动汽车电池组水冷式热管理系统

说明书

技术领域

   本发明属于电动汽车电池热管理领域，更具体涉及一种电动汽车电池组水冷式热管理系统，适用于动力电池在充电放电过程中的热管理。

背景技术

锂离子动力电池组作为电动汽车上的主要储能元件，是电动汽车的关键部件，直接影响到电动汽车的性能。锂离子动力电池因其优异的功率输出特性和长寿命等优点，目前在电动汽车上得到良好的应用。但锂离子动力电池的性能对温度变化较敏感，特别是车辆上运用的大容量、高功率锂离子电池，车辆上的装载空间有限，车辆所需电池数目较大，电池均为紧密排列连接。当车辆在高速、低速、 加速、 减速等交替变换的不同行驶状况下运行时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行环境温度复杂多变。由于发热电池体的密集摆放，中间区域必然热量聚集较多，边缘区域较少，增加了电池包中各单体之间的温度不均衡，加剧各电池模块单体内阻和容量不一致性。 如果长时间积累，会造成部分电池过充电和过放电，进而影响电池的寿命与性能，并造成安全隐患。如果电动汽车电池组在高温下得不到及时通风散热，将会导致电池组系统温度过高或温度分布不均匀，最终将降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响电池的安全性与可靠性；再者在低温下，电池内部的电化学反应由于受温度影响也不能够正常运行，需要对电池组进行加热。 因此为了使电池组发挥最佳性能和寿命，需要优化电池组的结构，对它进行热管理，增加冷却、加热及散热设施，控制电池运行的温度环境。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种电动汽车电池组水冷式热管理系统，解决了电池组中的电池在充电和放电时的温度的控制。提供一种安全可靠，使用性能好，便于维护更换，能有效调控电池工作温度的水冷系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种电动汽车电池组水冷式热管理系统，包括上固定挡板和下固定挡板，还包括动力电池、冷却隔板、BMS、水泵、热交换器和速热连接器，

动力电池固定在上固定挡板与下固定挡板之间，冷却隔板紧贴动力电池设置，

冷却隔板内设置有冷却通道，冷却通道包括传热工质的输入端和传热工质的输出端，传热工质的输入端与进液管连通，传热工质的输出端与出液管连通，

进液管通过进液连接头与水泵连接，出液管通过出液连接头将经过冷却通道后的传热工质输送到热交换器和速热连接器，冷却隔板上设置有温度传感器，BMS读取温度传感器的温度数据并将温度数据与预先设定参数进行比较，若温度数据大于预先设定参数，则控制水泵将经过热交换器降温后的传热工质输送到进液管；若温度数据小于等于预先设定参数，则通过BMS启动速热连接器对传热工质进行加热，经过速热连接器加热后的传热工质输送到进液管。

如上所述的冷却通道为曲形且截面积沿传热工质的输入端至传热工质的输出端依次增大。

如上所述的上固定挡板和下固定挡板均设置有电池固定槽、冷却隔板固定槽和用于露出动力电池的电极的正负极穿线孔，动力电池卡设在上固定挡板和下固定挡板的电池固定槽之间，冷却隔板卡设在上固定挡板和下固定挡板的冷却隔板固定槽之间，上固定挡板和下固定挡板通过固定绑带固紧。

如上所述的动力电池至少为2个，冷却隔板设置在各个动力电池之间并与相邻的动力电池贴紧。

如上所述的BMS包括主控模块、数据采集模块、显示模块、用于检测动力电池电压的电压传感器和用于检测动力电池电流的电流传感器，数据采集模块将电压传感器采集的电压信号、电流传感器采集的电流信号以及温度传感器采集的温度信号进行模数转换并传送给主控模块，主控模块将电压信号、电流信号和温度线号发送到显示模块进行显示，主控模块还分别与水泵和速热连接器连接。

如上所述的速热连接器包括壳体、发热管、上端盖、下端盖和法兰，壳体上下端开口，法兰的底面边沿通过密封圈与壳体的上端内壁密封连接，发热管设置在壳体内且一端与法兰连接，法兰上设置有与发热管连接的电极端子，电极端子通过上端盖密封在法兰上，壳体下端通过下端盖密封，壳体侧壁设置有速热连接器进水管，下端盖上设置有速热连接器出水管。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：