[发明专利]一种直流快充液冷电池系统及其热管理方法

说明书

本发明涉及一种直流快充液冷电池系统及其热管理方法。电池系统包括电池以及与所述电池热导接的液冷系统，所述电池包括电池箱体、设置在所述电池箱体内的电芯模组、设置在所述电池箱体的底壁上且与所述电芯模组的位置对应的至少一个液冷板、分别与各所述液冷板连通的冷却液管道、包覆于所述冷却液管道外的保温棉以及填充设置于所述电芯模组空隙间的海绵体，所述海绵体内吸附有绝缘液体。本发明的技术方案可以保证电池的性能与寿命。

技术领域

本发明涉及汽车电池技术领域，具体涉及一种直流快充液冷电池系统及其热管理方法。

背景技术

电池作为电动汽车最核心的组成部分，其工作温度对其性能、寿命有着非常重要的影响。尤其当前电动汽车对于充电时间和充电电流的需求越来越高，意味着电池的发热量也会越来越大。

目前对电池的热管理，主要有自然冷却和液冷两种方式。自然冷却的电池组件内部温度不可控，尤其在炎热的夏天和寒冷的冬天无法确保电池对外输出整车所需要的电能。目前液冷的方式主要是通过车载空调系统制备温度较低的冷却介质，通过冷却介质对电池进行冷却，但是，制冷过程通常设定在一个门限值以上时启动，以下时则关闭，这将导致任何情况下单位时间内对电池的冷却都是相同的，而随着环境的改变，这有可能导致电池内部出现凝露现象，严重影响电池的性能与寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种直流快充液冷电池系统及其热管理方法。

本发明提供的直流快充液冷电池系统包括电池以及与所述电池热导接的液冷系统，所述电池包括电池箱体、设置在所述电池箱体内的电芯模组、设置在所述电池箱体的底壁上且与所述电芯模组的位置对应的至少一个液冷板、分别与各所述液冷板连通的冷却液管道、包覆于所述冷却液管道外的保温棉以及填充设置于所述电芯模组空隙间的海绵体，所述海绵体内吸附有绝缘液体。

本发明提供的直流快充液冷电池系统的有益效果是，由于在对电池进行散热的过程中，冷却液管道内的冷却液的温度与电池内部环境温度差别较大，可能在冷却液管道的外壁发生凝露现象，通过保温棉将冷却液管道包覆，一方面可以及时吸收其表面可能产生的凝露，另一方面可以保证传输过程中的冷却液的温度维持在较低水平，进而使后续低温液冷板与高温电芯模组的热交换更为充分。与此同时，在电池的长时间使用过程中，电芯模组中心处的温升较大，而其靠近冷却液的周边区域则温升较小，这一温差也有可能导致在电芯模组的外壁出现凝露，通过各电芯模组间的海绵体可及时有效吸收凝露，且由于海绵体内吸附有绝缘液体，使其相当于设置于各电芯模组及其他带电组件间的绝缘隔离，可避免短路的发生。适用于特别是大电流充电的电池，保证其性能与寿命。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述液冷系统包括板式换热器、加热器、泵、压缩机、冷凝管和膨胀阀，所述冷却液管道的出液口经所述泵与所述板式换热器的第一端口连通，所述板式换热器的第二端口经所述加热器与所述冷却液管道的进液口连通，所述板式换热器的第三端口依次经所述压缩机、所述冷凝器和所述膨胀阀连通至所述板式换热器的第四端口。

采用上述进一步方案的有益效果是，板式换热器、压缩机、冷凝管和膨胀阀构成空调回路，产生低温冷却液，同时，板式换热器、加热器、泵和电池构成电池回路，不断泵入并回收用于给电池散热的冷却液，如果冷却液温度过低，可通过例如PTC加热装置将进入冷却液管道的冷却液适度加热，以保证电池的使用性能不受影响。

进一步，所述冷却液管道包括干线管道和从所述干线管道引出的支线管道，所述干线管道沿所述电池箱体的侧壁设置，所述支线管道用于连通所述干线管道与所述液冷板。

采用上述进一步方案的有益效果是，由于电芯模组可设置多组，相应地液冷板也设置为多组，不同液冷板的位置不同，可通过冷却液管道的支线管道接入干线管道以传输冷却液，同时，作为内部具有最多冷却液的干线管道，沿电池箱体的侧壁设置，一方面可以保证管道结构的稳定性，另一方面也可以使冷却液对电池内部作用较为均匀。