[发明专利]常压式锂离子动力电池往复流动冷却系统及控制方法

说明书

常压式锂离子动力电池往复流动冷却系统及控制方法，冷却系统包括滑阀、冷却器、增压泵及储压罐，滑阀包括本体以及设置在本体内腔当中的阀体，阀体包括两个堵头，第一工质接口与第二工质接口上设置有分隔板，分隔板将工质接口分隔为末端连通的两部分，两个堵头能够同时将第一工质接口与第二工质接口的两部分进行封堵，堵头径向移动时能够分别将第一工质接口与第二工质接口的两部分打开；第一工质接口与第二工质接口连接电池组的两端，冷却器的冷却工质出口经过增压泵以及储压罐连接第三工质接口，当储压罐中的压力达到设定值时，增压泵卸荷空转；冷却器的冷却工质入口与第四工质接口以及第五工质接口连通。本发明结构简单，操作方便，可靠性好。

技术领域

本发明属于新能源电池冷却技术领域，具体涉及一种常压式锂离子动力电池往复流动冷却系统及控制方法。

背景技术

在锂离子电池冷却系统中，由于电池和冷却工质存在热交换，采用单向流动的动力电池系统将导致动力电池系统内部出现温度梯度问题，进而会降低动力电池系统的温度均匀性，影响动力电池的性能。目前，有学者提出了一种基于往复式流动的热管理系统，该系统在传统风冷流道中并联设计了一个流道，利用两个翻转门阀的开闭来实现冷却工质的往复流动。其研究结果表明，采用往复流动的策略，可以将动力电池热管理系统的温差降低4℃左右，效果非常显著。但是此方案也存在一定的问题，由于此方案在调节冷却工质的流动方向和流量时，需要同时调节翻转阀门的开闭和循环泵的转速，进而控制电池组内部的温度，这种控制方式复杂，并且翻转阀门的可靠度直接影响着动力电池冷却系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中电池往复流动热管理系统存在的控制结构复杂、可靠性不足问题，提供一种常压式锂离子动力电池往复流动冷却系统及控制方法，通过调节滑阀的开闭和开度即可调节冷却工质在电池组内部往复流动的方向和流量，提高冷却系统的可靠性和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种常压式锂离子动力电池往复流动冷却系统，包括滑阀、冷却器、增压泵以及储压罐，所述的滑阀包括具有内腔的本体以及设置在本体内腔当中的阀体；所述的本体上开设有五个与内腔相通的工质接口；其中，第一工质接口、第二工质接口以及第三工质接口开设在本体的侧壁，且第三工质接口位于第一工质接口与第二工质接口之间；第四工质接口与第五工质接口开设在本体的两端；阀体包括两个堵头，所述的第一工质接口与第二工质接口上设置有分隔板，分隔板用于将工质接口分隔为末端连通的两部分，两个堵头分别布置在第一工质接口与第二工质接口的内侧，堵头的外径与本体内腔的内径相等，堵头的宽度不小于对应工质接口的总宽度；所述的堵头能够同时将第一工质接口与第二工质接口的两部分进行封堵，且堵头沿本体内腔的径向移动时能够分别将第一工质接口与第二工质接口的两部分打开；所述的第一工质接口与第二工质接口连接电池组的两端，冷却器的冷却工质出口经过增压泵以及储压罐连接第三工质接口，当储压罐中的压力达到设定值时，增压泵能够卸荷空转；冷却器的冷却工质入口与第四工质接口以及第五工质接口连通。

作为一种优选方案，所述的滑阀与控制系统相连，由温度传感器采集电池组的两端温度并发送给控制系统，控制系统根据电池组的温度控制滑阀的移动方向和换向频率。

作为一种优选方案，所述的储压罐内部设置有测压装置，测压装置以及增压泵与控制系统相连，测压装置采集到的压力信号发送给控制系统，控制系统根据储压罐内部的压力控制增压泵。

作为一种优选方案，阀体的两个堵头运动至一侧极限位置时能够将第一工质接口与第二工质接口的一部分完全封堵，另一部分完全打开；运动至另一侧极限位置时实现对称效果。

作为一种优选方案，所述阀体的两个堵头之间通过连杆进行连接。

本发明还提出一种所述常压式锂离子动力电池往复流动冷却系统的控制方法，存在以下三个工作状态进行控制，包括以下步骤：

第一工作状态：