[发明专利]一种基于回路状态监测的复合式冷却结构及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于回路状态监测的复合式冷却结构及其控制方法，包括回路状态监测系统、复合式冷却系统；所述回路状态监测系统包括方壳电芯(1)、温度传感器(2)、温度传感器信号线束(3)、电池管理系统(15)，所述复合式冷却系统包括电池包箱体(4)、进风口(5)、出风口(6)、格栅(7)、格栅控制线束(8)、水泵(9)、水泵控制线束(10)、液冷板(11)、相变板(14)；本发明能够对电芯成组后电芯热量问题进行检测与实时控制，通过复合冷却结构均衡模组温度，同时当电池热失控后能够有效延缓其热失控的进程。

技术领域

本发明设计电动汽车用动力电池包热管理系统的技术领域，具体涉及一种基于回路状态监测的复合式冷却结构及其控制方法。

背景技术

近年来，过热、燃烧、爆炸等安全问题一直是动力电池研究的重点，热量的产生与迅速集聚必然引起电池内部温度升高，尤其在高温环境下使用或者在大电流充放电时，可能会引发电池内部发生剧烈的化学反应，产生大量的热，如果热量来不及散出而在电池内部迅速积聚，电池可能会出现漏液、放气、冒烟等现象，严重时电池发生剧烈燃烧甚至爆炸，无论传统的铅酸电池，还是性能先进的Ni-MH、Li-ion 动力电池，温度对电池整体性能都有非常显著的影响。温度过高或者过低都不利于动力电池的性能发挥，为延长动力电池寿命，提升其电化学性能以及能量效率，必须设计合理的电池热量管理系统，在高温条件下对电池进行散热、低温条件下对电池进行加热或者保温，以提升电动汽车整车性能。

一般情况下，采用空气介质冷却即可满足冷却散热要求，但在复杂工况下，尤其在高放电倍率(如插电式混合动力应用)、高充电倍率(如快充应用场合)、较高的运行环境温度(南方夏季酷热天气)时，依靠空气冷却显然很难满足散热需求，而且电池之间的温度不均匀性也非常突出，因此需要效率更高的液体传热介质才能达到电池包的散热要求。与空冷式散热系统相比，液冷式散热系统虽然复杂，但冷却效果，具有散热量大，冷却速度快，冷却效率高等优点。但目前液冷系统管路布置方式较为单一，且无法根据电芯的实时温度变化以及液冷板的流量变化对液冷系统进行实时控制，导致散热效果较差，无法满足电动汽车的散热需求。

专利公开号CN109244594A，公开日2019年1月18日，发明创造的名称为一种动力电池热管理系统及动力电池热管理方法，该申请公开了一种动力电池热管理系统，其不足之处在与所设计的液冷模组结构过于复杂，且无法根据单个电芯的实时温度变化以及热管理系统的变化进行有效针对性散热，模组整体温度均匀性较低。

专利公开号CN106159358B，公开日2018年10月9日，发明创造的名称为动力电池热管理装置及热管理办法，该申请公开了一种动力电池热管理装置，其不足之处在于仅仅考虑到对电芯底部进行散热，导致电芯顶部与底部之间的温差过大，且无法根据电池包的温度变化进行强化散热，散热效果较差。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种基于回路状态监测的复合式冷却结构及其控制方法，用于纯电动汽车动力电池系统中，通过监测回路状态，使用复合式冷却结构对动力电池模组进行强化散热、温度均衡，以保证动力电池包在在工作时始终工作在最佳温度范围内，提高电池模组热均匀性，降低电池性能衰减速度并消除相关的潜在安全风险，使电池系统达到最佳的性能和寿命。