一种电池系统、具有该电池系统的电动汽车及储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池系统，包括并联设置的多个供电回路，每个供电回路具有若干个串联的电池包，每个供电回路设置成在控制单元的控制下能够对用电设备进行供电或切断对用电设备的供电。一种电动汽车，具有所述的电池系统，尤其是动力锂电池系统，或是其他类型的可充电二次电池系统。本发明专利技术的电池系统也能应用到各种储能系统中。本发明专利技术有效解决电池系统的在可靠性和安全性、冷却和加热性能及电池保护等方面存在的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池系统、具有该电池系统的电动汽车及储能系统。
技术介绍
现有动力锂电池系统、储能系统等均为单个供电回路架构，如图1所示，由单个独立的电池包组成，其缺点在于，某个电池燃烧将引发相邻电池燃烧，并产生连锁反应，最终使整个电池包燃烧，大量电池燃烧将变得不可控制，将产生极大危害。因此，当某个电池出现过充电或者过放电，以及环境温度低于或者高于工作温度区间时，整个供电回路都必须断路，以避免事故发生，这种保护降低了电池系统的效率，也降低了车辆续航里程。单回路供电架构影响电池系统的可靠性和安全性。在电池包结构上，以方形电池为代表，现有的电池包结构是将电池集中放置在同一个箱体内，由于大量电池摆放在同一个箱体内，电池之间排列紧密，一旦某个电池单体发生燃烧，将引发相邻的电池燃烧，再产生连锁反应，导致电池包安全失控，因此，现有的电池包结构缺乏可靠性和安全性。同时，现有的电池包结构的热管理系统极为复杂，各种散热结构件又增大电池包的体积和重量。此外，现有动力锂电池系统中的温控系统同时采用冷却系统和加热系统两套系统。冷却系统中，敞开式电池包结构采用气体对流方式，将电池间热量抽出，以此降低电池包内的温度；密封式电池包结构采用蛇形管液体冷却方式，将电池间热量传导给蛇形管的液体，电池包外部的冷却装置使液体冷却，再流回电池包的蛇形管内，重新开始循环。加热系统中，敞开式电池包结构采用电阻丝发热方式，提高电池包内电池的温度；密封式电池包结构中，通过电池包外部的加热装置对液体加热，再流回电池包的蛇形管内，蛇形管内的液体将热量传导给电池，再经过蛇形管流回电池包外部的加热装置，重新开始循环。采用与外部气体对流式方式，电池包无法做到防水等级，对流会加速包内电池的燃烧；采用封闭式液体循环方式，蛇形管构件加工和安装困难，占用电池包的内部空间，漏液造成短路，引发严重安全事故。而且，由于现有的电池系统的冷却系统与加热系统是两套不同的子系统，冷却系统无论是采用气体还是液体冷却方式，都使电池包的体积增大，风道或管道结构复杂，制冷效率低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提供电池系统及具有该电池系统的电动汽车，尤其是一种动力锂电池系统及电动汽车，解决电池系统的可靠性和安全性、冷却和加热及电池保护方面存在的问题。本专利技术还提供一种具有这种电池系统的储能系统。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种电池系统，包括并联设置的多个供电回路，每个供电回路具有若干个串联的电池包，每个供电回路设置成在控制单元的控制下能够对用电设备进行供电或切断对用电设备的供电。进一步地：所述电池包具有电池包壳体和设置在所述电池包壳体内的多个电池模组，每个电池模组包括多个单体电池，所述电池包壳体内形成有多个防火隔离舱，每个电池模组分别对应地设置在一个防火隔离舱中；优选地，在所述电池模组中设置有多个温度传感器，所述温度传感器用于测量所述防火隔离舱内电池的温度。所述多个防火隔离舱是通过在所述电池包壳体内设置的多个由防火材料制成的分隔板分隔而形成的。所述电池包壳体为金属壳体或者嵌有金属导热部件的绝缘材料的壳体。每个防火隔离舱中安装有内部涡流风扇，且每个防火隔离舱在结构上设置成独立的可供气体在内部循环流通的内部气体循环腔，通过所述内部涡流风扇驱动所述防火隔离舱内的气体在内部气体循环腔中循环对流。每个防火隔离舱包括外分隔板和内分隔板，所述外分隔板用于分隔相邻的防火隔离舱，所述内分隔板将所述防火隔离舱内部分隔为风扇风道和电池模组风道，所述内部涡流风扇安装在所述内分隔板位于所述风扇风道的那一侧上，所述风扇风道和所述电池模组风道在所述内分隔板的一端通过所述内部涡流风扇连通，所述风扇风道和所述电池模组风道在所述内分隔板的另一端处直接连通，所述电池模组设置在所述电池模组风道内，所述电池模组风道内的气体通过所述内部涡流风扇的驱动穿过所述内分隔板流通到所述风扇风道中，并从所述内分隔板的另一端处流入所述电池模组风道中，形成气体循环对流。所述电池模组风道具有不为电池模组占据的横向空区域和纵向空区域，所述横向空区域与所述风扇风道直接连通，所述纵向空区域位于电池模组的与所述内分隔板相对的那一侧，与所述横向空区域直接连通。每个电池模组的电池模组控制单元沿着所述内分隔板的长度方向延伸设置在所述内分隔板朝风扇风道的那一侧上。还包括设置在电池包壳体外侧的半导体冷却和加热单元，优选地，对应于每个防火隔离舱设置有一个所述半导体冷却和加热单元，所述半导体冷却和加热单元包括半导体制冷片和与所述半导体制冷片相连的控制电路，所述半导体制冷片通过电池包壳体的热传导与内部的风道形成热交换，通过控制流过所述半导体制冷片的电流方向来对电池包进行冷却或加热。还包括安装在所述半导体冷却和加热单元上的散热片。还包括设置在所述半导体冷却和加热单元外侧的散热风扇。所述电池包壳体为气密封壳体并且设置有抽气/注气阀，所述电池包壳体内通过所述抽气/注气阀抽出了空气并灌注了干燥惰性气体。优选地，内部灌注的惰性气体大于一个标准大气压。一种电动汽车，具有所述的电池系统。一种储能系统，具有所述的电池系统。本专利技术的有益效果：本专利技术的电池系统采用多供电回路的分布式架构，将现有电池系统的大容量电池包拆分成若干个小容量电池包，将单个电池包的电池数量和电池容量限制在一个安全的、可控的范围内，大大降低了单个大容量电池包可能出现的安全失控风险；且部分供电回路出现故障时，通过其他供电回路仍能够使系统正常工作，而不会对整个系统的运行造成影响，因而显著提高了电池系统的安全性和可靠性。进一步地，通过电池包结构设计，使每个电池包划分为多个电池模组，每个电池模组具有一个独立的防火隔离舱，从而在个别电池模组出现燃烧事故将燃烧范围限制在防火隔离舱内，避免蔓延到其它电池模组，从而增强了电池包的安全性和可靠性，并进一步提高了电池系统的安全性、可靠性和稳定性。进一步地，使电池包的每个电池模组具有独立的内部气体循环腔，每个电池模组配置有安装在防火隔离舱中的内部涡流风扇，通过内部涡流风扇驱动防火隔离舱结构内的气体循环对流，达到对电池包内部电池工作温度的可靠调节控制。进一步地，针对电池包，尤其是针对每个电池模组采用基于半导体制冷片的半导体冷却和加热单元，在防火隔离舱外壳上设置半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池系统，其特征在于,包括并联设置的多个供电回路，每个供电回路具有若干个串联的电池包，每个供电回路设置成在控制单元的控制下能够对用电设备进行供电或切断对用电设备的供电。

【技术特征摘要】
1.一种电池系统，其特征在于,包括并联设置的多个供电回路，每个
供电回路具有若干个串联的电池包，每个供电回路设置成在控制单元的控
制下能够对用电设备进行供电或切断对用电设备的供电。
2.如权利要求1所述的电池系统，其特征在于,所述电池包具有电池
包壳体和设置在所述电池包壳体内的多个电池模组，每个电池模组包括多
个单体电池，所述电池包壳体内形成有多个防火隔离舱，每个电池模组分
别对应地设置在一个防火隔离舱中，优选地，所述电池包壳体为金属壳体
或者嵌有金属导热部件的绝缘材料的壳体；优选地，在所述电池模组中设
置有多个温度传感器，所述温度传感器用于测量所述防火隔离舱内电池的
温度。
3.如权利要求2所述的电池系统，其特征在于,所述多个防火隔离舱
是通过在所述电池包壳体内设置的多个防火材料的分隔板分隔而形成的。
4.如权利要求2至3任一项所述的电池系统，其特征在于,每个防
火隔离舱中安装有内部涡流风扇，且每个防火隔离舱在结构上设置成独立
的可供气体在内部循环流通的内部气体循环腔，通过所述内部涡流风扇驱
动所述防火隔离舱内的气体在内部气体循环腔中循环对流。
5.如权利要求4所述的电池系统，其特征在于,每个防火隔离舱包
括外分隔板和内分隔板，所述外分隔板用于分隔相邻的防火隔离舱，所述
内分隔板将所述防火隔离舱内部分隔为风扇风道和电池模组风道，所述内
部涡流风扇安装在所述内分隔板位于所述风扇风道的那一侧上，所述风扇
风道和所述电池模组风道在所述内分隔板的一端通过所述内部涡流风扇
连通，所述风扇风道和所述电池模组风道在所述内分隔板的另一端处直接
连通，所述电池模组设置在所述电池模组风道内，所述电池模组...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴粤滨，
申请(专利权)人：曾丹玢，
类型：发明
国别省市：广东;44