本发明专利技术提供了一种基于记忆金属的高安全性电池系统，包括电池模组、冷却系统和控制系统；所述冷却系统用于使电池模组降温；所述电池模组上安装温度传感器组；所述控制系统接收温度传感器组的信号，用于控制冷却系统工作。所述电池模组包括电池模组支撑架、冷却管和电池单体；所述电池模组支撑架内设有若干空格，所述空格内放置电池单体；所述电池模组支撑架为空心结构，在任一所述空格周围的空心结构内设有冷却管，所述冷却管单独或汇合后与冷却系统连通；所述电池模组支撑架的空心结构内部填充相变材料。本发明专利技术可以保证电池模组在大倍率或高温下工作时处于最佳放电温度区间，提高电池组的热均衡性，保证电池模组的使用性能与使用寿命。
A High Safety Battery System Based on Memory Metal and Its Control Method
【技术实现步骤摘要】
一种基于记忆金属的高安全性电池系统及其控制方法
本专利技术涉及新能源汽车电池组散热的
，特别涉及一种基于记忆金属的高安全性电池系统及其控制方法。
技术介绍
目前新能源汽车行业快速发展，其动力源主要采用锂离子动力电池，然而锂离子电池的最佳工作温度区间狭窄，在高倍率充放电或高温环境下工作时，温度极易升高，超过其极限温度时，极易引发燃烧爆炸的危险事故。因此目前新能源汽车电池模组均配备有散热系统，且最为常用的散热系统为多种散热方式相结合的方式，以保证电池模组在正常工作时，所产生的热量能够及时被散去，保持其始终处于最佳工作温度区间。目前对于新能源汽车电池模组的散热方式普遍采用液冷与其他散热方式如风冷相结合的形式。通过在电池模组底部或周围布置液冷板或其他形式冷却水套，将电池的热量散去，但是目前的液冷式电池模组结构复杂，体积过大，且无法应对电池温度过高产生明火的危险状况，从而无法从根本上解决电池模组易发生危险事故的问题。中国专利公开一种高安全性锂离子电池模块，其不足之处是：1、该专利技术专利公开的高安全性锂离子电池模块所采用的液冷装置无法确保超出温度极限的电池不发生火灾；2、将电池散热到某一温度值所需要的时间较长。中国专利公开了一种电池水冷散热器，其不足之处是采用液冷板对电池组进行散热，但是液冷板结构形式固定，无法根据电池组温度的实时变化进行散热效率的调整，从而降低电池的热均衡性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种基于记忆金属的高安全性电池系统及其控制方法，用于新能源汽车动力电池系统正常工作时的散热，以保证电池模组在大倍率或高温下工作时处于最佳放电温度区间，提高电池组的热均衡性，保证电池模组的使用性能与使用寿命。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种基于记忆金属的高安全性电池系统，包括电池模组、冷却系统和控制系统；所述冷却系统用于使电池模组降温；所述电池模组上安装温度传感器组；所述控制系统接收温度传感器组的信号，用于控制冷却系统工作。进一步，所述电池模组包括电池模组支撑架、冷却管和电池单体；所述电池模组支撑架内设有若干空格，所述空格内放置电池单体；所述电池模组支撑架为空心结构，在任一所述空格周围的空心结构内设有冷却管，所述冷却管单独或汇合后与冷却系统连通；所述电池模组支撑架的空心结构内部填充相变材料。进一步，位于所述空心结构内的冷却管上设有散热翅片。进一步，任一所述空格的壁面设有记忆金属片，所述记忆金属片与相变材料接触，当所述相变材料温度升高到设定值时，记忆金属片形变，使相变材料进入所述空格内冷却电池单体。进一步，所述冷却系统包括水泵、调节阀和散热器；所述冷却管进口依次与水泵、调节阀、散热器和冷却管出口闭环连通。进一步，所述相变材料在温度低于70℃时，相变材料为固态；所述相变材料在温度高于70℃时，相变材料为液态。进一步，所述温度传感器组包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器用于测量整体所述电池模组支撑架的温度；所述第二温度传感器用于测量所述电池单体的温度；所述控制系统读取分析第一温度传感器和第二温度传感器的温度信息，控制冷却系统工作。一种基于记忆金属的高安全性电池的控制方法，包括如下步骤：通过所述第一温度传感器测量整体所述电池模组支撑架的温度T0；通过所述第二温度传感器测量所述电池单体的温度Tn，n为电池单体的个数；将整体所述电池模组支撑架的温度T0和所述电池单体的温度Tn输入控制系统，当T0≤35℃时，冷却系统不工作；当35≤T0≤70℃或35≤Tn≤70℃时，控制系统控制冷却系统工作；当T0>70℃或Tn>70℃时，控制系统发出故障报警信号，且控制系统切断的电池模组对外供电。进一步，所述控制系统切断的电池模组对外供电后，当T0<40℃且Tn<40℃，且至少30s内不再超过50℃时，所述控制系统解除报警信号重新恢复对外供电。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术所述的基于记忆金属的高安全性电池系统及其控制方法根据电池组的实时温度分布变化情况进行散热效率的调整，可以提高电池模组的温度均匀性。2.本专利技术所述的基于记忆金属的高安全性电池系统及其控制方法使电池模组无法发生明火，从根本上解决电池模组燃烧爆炸的危险性。附图说明图1为本专利技术所述的基于记忆金属的高安全性电池系统原理图。图2为本专利技术所述的电池模组俯视图。图3为本专利技术所述的电池模组三维图。图中：1-电池模组；2-第一温度传感器；3-控制系统；4-水泵；5-高压线束；6-调节阀；7-蓄电池；8-散热器；9-管路；10-信号线束；11-电池模组支撑架；12-冷却管；13-散热翅片；14-第二温度传感器；15-记忆金属片；16-电池单体。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，本专利技术所述的基于记忆金属的高安全性电池系统，包括电池模组1、冷却系统和控制系统3；所述冷却系统用于使电池模组1降温；所述电池模组1上安装温度传感器组；所述控制系统3接收温度传感器组的信号，用于控制冷却系统工作。所述的冷却系统包括水泵4、调节阀6、散热器8和管路9；控制系统3通过信号线束10分别与第一温度传感器2、水泵4、调节阀6和散热器8相连接，通过第一温度传感器2检测电池模组温度数据，并依此控制水泵4、调节阀6以及散热器8的开启与关闭，蓄电池7通过高压线束5分别与水泵4、调节阀6以及散热器8相连接，为其提供工作电源；水泵4、调节阀6以及散热器8之间采用管路9连接，并且水泵4与散热器8分别通过管路9连接至电池模组支撑架11上，形成闭合水路循环，水泵4作为动力源驱动冷却水在管路9内流动，调节阀6由控制器3控制开度大小，调节循环的水流量，散热器8对循环的冷却水进行散热降温。如图2和图3所示，所述电池模组1包括电池模组支撑架11、冷却管12、散热翅片13、第二温度传感器14、记忆金属片15和电池单体16；所述电池单体16安装于电池模组支撑架11格间内，第二温度传感器14用于监测每个电池单体16的温度变化情况，电池模组支撑架11为中空结构，内部填充相变材料，该相变材料绝缘且不可燃，相变温度为70～80℃，同时在相变材料中安装有冷却管12，冷却水在冷却管12中流动，对相变材料进行散热，散热翅片13固定于冷却管14表面，并插入在相变材料中，增大冷却管12与相变材料的接触面积，从而提升相变材料内热量传递至冷却管12中冷却水的效率，记忆金属片15布置于电池模组支撑架11格间侧面，当温度达到70～80℃的过高温度，相变材料逐渐融化为液态时，记忆金属片15弯曲产生开口，使液态的相变材料流入电池模组支撑架11格间内，将其填满，从而使明火无法产生。结合图1、图2和图3，本专利技术所述的基于记忆金属的高安全性电池系统的控制方法如下：控制系统3通过第一温度传感器2检测电池模组1的整体温度T0，通过第二温度传感器14监测每个电池单体16的温度Tn，n为电池单体16的个数，当达到相应的控制触发条件时，冷却系统开始工作，设定触发条件如下：(1)当T0≤35℃时，冷却系统不工作；(2)当35≤T0≤70℃或35≤Tn≤70℃时，控制系统3控制冷却系统工作；(3)当T0>70℃或Tn>70本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于记忆金属的高安全性电池系统，其特征在于，包括电池模组(1)、冷却系统和控制系统(3)；所述冷却系统用于使电池模组(1)降温；所述电池模组(1)上安装温度传感器组；所述控制系统(3)接收温度传感器组的信号，用于控制冷却系统工作。
【技术特征摘要】
1.一种基于记忆金属的高安全性电池系统，其特征在于，包括电池模组(1)、冷却系统和控制系统(3)；所述冷却系统用于使电池模组(1)降温；所述电池模组(1)上安装温度传感器组；所述控制系统(3)接收温度传感器组的信号，用于控制冷却系统工作。2.根据权利要求1所述的基于记忆金属的高安全性电池系统，其特征在于，所述电池模组(1)包括电池模组支撑架(11)、冷却管(12)和电池单体(16)；所述电池模组支撑架(11)内设有若干空格，所述空格内放置电池单体(16)；所述电池模组支撑架(11)为空心结构，在任一所述空格周围的空心结构内设有冷却管(12)，所述冷却管(12)单独或汇合后与冷却系统连通；所述电池模组支撑架(11)的空心结构内部填充相变材料。3.根据权利要求2所述的基于记忆金属的高安全性电池系统，其特征在于，位于所述空心结构内的冷却管(12)上设有散热翅片(13)。4.根据权利要求2所述的基于记忆金属的高安全性电池系统，其特征在于，任一所述空格的壁面设有记忆金属片(16)，所述记忆金属片(16)与相变材料接触，当所述相变材料温度升高到设定值时，记忆金属片(16)形变，使相变材料进入所述空格内冷却电池单体(16)。5.根据权利要求2所述的基于记忆金属的高安全性电池系统，其特征在于，所述冷却系统包括水泵(4)、调节阀(6)和散热器(8)；所述冷却管(12)进口依次与水泵(4)、调节阀(6)、散热器(8)和冷却管(12)出口闭环连通。6.根据权利要求2所述的基于记忆金属的高安全性电池系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓明，袁秋奇，李仁政，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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