电动车辆电池组冷却系统和使用电动车辆电池组冷却系统的电动车辆电池组系统冷却方法技术方案

提供了：能够在快速充电时使用的电动车辆电池组冷却系统；和使用该冷却系统的电动车辆电池组系统冷却方法。根据本发明专利技术的电动车辆电池组冷却系统包括：电池组；水冷却型冷却装置；安设在水冷却型冷却装置的制冷剂管道之间的热电元件模块；用于检测将被供应到电池组的充电电流的强度的电流传感器；和控制单元，用于根据充电电流的强度确定充电C速率，并且当充电C速率是预设阈值或者更高时驱动热电元件模块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动车辆电池组冷却系统和使用电动车辆电池组冷却系统的电动车辆电池组系统冷却方法
本公开涉及一种用于电动车辆的电池组冷却系统和一种使用该电池组冷却系统的冷却方法，更具体地，本公开涉及一种可以防止电池温度在快速充电期间升高的、用于电动车辆的电池组冷却系统和一种通过使用该电池组冷却系统对用于电动车辆的电池组系统进行冷却的方法。本申请要求2018年7月10日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0080099的优先权，其公开通过引用并入本文。
技术介绍
近来，随着对诸如笔记本计算机和移动电话此类便携式电子产品的需求快速地增加，并且对电动推车、电动轮椅和电动自行车的需求增加，正在积极地研究能够重复充电和放电的高性能二次电池。而且，近来，随着碳能逐渐地耗尽并且对环境的兴趣增加，全世界对诸如插电式电动车辆(PEV)和插电式混合电动车辆(PHEV)此类电动车辆(EV)的需求增加。相应地，越来越多的注意力和研究集中在作为电动车辆的关键构件的电池组上，并且迫切需要研发用于对电池快速充电的快速充电技术。特别地，尤其对于未设置另外能源的PEV而言，快速充电也是非常重要的性能。对电池充电的过程包括向电池供应电流以积累电荷和能量，这个过程必须仔细地控制。通常，过度的充电速率或者充电电压可能使电池的性能永久地劣化，并且最终造成完全故障或者意外问题，诸如腐蚀性化学品发生泄漏或者发生爆炸。“C”、即C速率被用作充电速率和放电速率的单位。例如，1C意味着在1小时内将完全充电电池的容量耗尽的放电速度和在1小时内将电池的容量充满的充电速度，并且还意味着此时的电流密度。近来，随着电子装置的功能多样化，所述装置在预定时间内使用的所需电流也大大地增加。相应地，还要求被用作能源的电池具有高得多的性能。大多数现有移动电话要求1/2C，但是在将来，因为这些特征更进一步增强，所以可能要求对应于1C的性能。目前，笔记本电池、用于电动车辆的电池组等要求类似的充电C速率和高得多的放电C速率。在车辆市场中，对充电时间的需求正在增加，从而要求更高的充电C速率以满足这个要求。因此，优选的是，鉴于快速充电而使得充电C速率为1C或者更高。然而，在对电动车辆充电时，如果利用强电压和电流对电池进行无条件地充电，则电池的内部结构可能受到破坏，从而降低耐久性和输出。因此，要求更多的关注。例如，在利用高充电电流密度快速充电期间，Li在负电极处未被嵌入而是析出，由此造成Li镀覆现象。另外，如果以高电流连续地对电池进行充电，则不同于通常充电过程，可以在电池内产生大量的热，并且由于电池的电阻，每个电极可以进入过电压状态。通常，用于电动车辆的电池组的充电由设置在电池组中的电池管理系统(BMS)进行控制。BMS需要通过选择适当的控制变量来用于短时间地控制快速充电。与电池组的疲劳寿命最相关的控制变量可能是电池温度。取决于电池的温度，充电电流可能受限，并且电池的疲劳寿命可能改变。例如，在充电开始之后，BMS检测电池SOC(荷电状态)和温度，并且执行充电直至SOC达到目标SOC。然而，如果电池温度是阈值温度或者更高，则BMS可以暂时地停止充电，以冷却电池，并且仅当电池温度低于阈值温度时，BMS才将电池充电至目标SOC。在如上传统方法中，当电池温度升高到高于设定阈值温度时，可以停止充电，如果当应用传统冷却方法时冷却不足，则充电不可避免地被延迟。因此，快速充电还要求不同于通常充电过程的冷却方法。水冷却方法和空气冷却方法是众所周知的冷却电池的通常方法。为了冷却用于电动车辆的电池组，通常使用利用空气的空气冷却结构，其中，车辆中或者车辆外的空气被吸入以冷却电池组，并且然后被排放。然而，在仅使用空气冷却电池组时存在限制。特别地，因为当车辆停止时，空气的循环不平稳，所以在通过将电池组所产生的热量耗散到外侧来有效地冷却电池组方面存在限制。水冷却方法是用于使用诸如冷却剂这样的热交换介质进行冷却的技术。在水冷却方法中，安装被成形为类似电板的线圈这样的冷却剂导管，以允许与电池的外侧进行热传导，冷却剂被引入冷却剂导管中，以间接地利用热传导来冷却电池。例如，韩国专利No.10-1112442、No.10-1205181、No.10-1833526等公开了具有水冷却装置的电池模块。与空气冷却方法相比较，水冷却方法具有优良的冷却效率。因此，如果在通过使用水冷却方法对用于电动车辆的电池组进行快速充电期间实施更加专业的冷却方法和系统，则将是理想的。
技术实现思路
技术问题本公开旨在提供一种可以在快速充电期间所利用的、用于电动车辆的电池组冷却系统。本公开还旨在提供一种可以在快速充电期间所利用的、冷却用于电动车辆的电池组系统的方法。根据以下详细描述可以理解本公开的这些和其它目的和优点，并且本公开的这些和其它目的和优点从本公开的示例性实施例将变得更加显而易见。而且，将易于理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求书所示手段及其组合来实现。技术方案在本公开的一个方面中，提供了一种用于电动车辆的电池组冷却系统，包括：电池组，所述电池组包括多个电池；水冷却装置，所述水冷却装置具有被安装为允许与所述电池的外侧进行热传导的冷却剂导管，并且被构造为通过将冷却剂引入所述冷却剂导管中而利用热传导来间接地冷却所述电池；热电模块，所述热电模块在所述水冷却装置的所述冷却剂导管处被安设在进口冷却剂导管和出口冷却剂导管之间，所述进口冷却剂导管用于朝向所述电池组引入冷却剂，所述出口冷却剂导管用于将冷却所述电池组的冷却剂排放至所述电池组的外侧，所述热电模块具有面对所述进口冷却剂导管的吸热表面和面对所述出口冷却剂导管的散热表面；电流传感器，所述电流传感器被构造为检测被供应到所述电池组的充电电流的大小；和控制单元，所述控制单元被构造为基于所述充电电流的大小确定充电C速率，并且当所述充电C速率是预设阈值或者更高时运行所述热电模块，使得在所述吸热表面和所述散热表面之间造成温差。优选地，所述吸热表面可以与所述进口冷却剂导管接触，所述散热表面可以与所述出口冷却剂导管接触，使得通过所述热电模块在所述进口冷却剂导管和所述出口冷却剂导管之间进行热交换。该电池组可以进一步包括电池组外壳和设置在所述电池组外壳的内部的冷却部件，使得冷却剂在其中流动，以冷却所述电池，所述冷却部件中可以形成有连续通道，使得所述通道的两端被连接到用于朝向所述电池组引入冷却剂的冷却剂进口和用于将冷却所述电池组的冷却剂排放至所述电池组的外侧的冷却剂出口，所述进口冷却剂导管可以被连接到所述冷却剂进口，并且所述出口冷却剂导管可以被连接到所述冷却剂出口。优选地，用于电动车辆的电池组冷却系统可以进一步包括安设在电池组处以检测电池组的温度的温度传感器，并且控制单元可以被构造为通过使用所述温度传感器来确定所述电池组的温度随时间的变化率，并且当所述随时间的变化率是预设值或者更高并且所述充电C速率是所述预设阈值或者更高时，运行所述热电模块。可以从所述电池组之外的外部充电装置供应所述充电电流，并且电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电动车辆的电池组冷却系统，包括：/n电池组，所述电池组包括多个电池；/n水冷却装置，所述水冷却装置具有被安装为允许与所述电池的外侧进行热传导的冷却剂导管，并且所述水冷却装置被构造为通过将冷却剂引入所述冷却剂导管中而利用热传导来间接地冷却所述电池；/n热电模块，所述热电模块在所述水冷却装置的所述冷却剂导管处被安设在进口冷却剂导管和出口冷却剂导管之间，所述进口冷却剂导管用于朝向所述电池组引入冷却剂，所述出口冷却剂导管用于将冷却所述电池组的冷却剂排放到所述电池组的外侧，所述热电模块具有面对所述进口冷却剂导管的吸热表面和面对所述出口冷却剂导管的散热表面；/n电流传感器，所述电流传感器被构造为检测被供应到所述电池组的充电电流的大小；和/n控制单元，所述控制单元被构造为基于所述充电电流的大小来确定充电C速率，并且当所述充电C速率是预设阈值或者更高时运行所述热电模块，使得在所述吸热表面和所述散热表面之间造成温差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180710 KR 10-2018-00800991.一种用于电动车辆的电池组冷却系统，包括：
电池组，所述电池组包括多个电池；
水冷却装置，所述水冷却装置具有被安装为允许与所述电池的外侧进行热传导的冷却剂导管，并且所述水冷却装置被构造为通过将冷却剂引入所述冷却剂导管中而利用热传导来间接地冷却所述电池；
热电模块，所述热电模块在所述水冷却装置的所述冷却剂导管处被安设在进口冷却剂导管和出口冷却剂导管之间，所述进口冷却剂导管用于朝向所述电池组引入冷却剂，所述出口冷却剂导管用于将冷却所述电池组的冷却剂排放到所述电池组的外侧，所述热电模块具有面对所述进口冷却剂导管的吸热表面和面对所述出口冷却剂导管的散热表面；
电流传感器，所述电流传感器被构造为检测被供应到所述电池组的充电电流的大小；和
控制单元，所述控制单元被构造为基于所述充电电流的大小来确定充电C速率，并且当所述充电C速率是预设阈值或者更高时运行所述热电模块，使得在所述吸热表面和所述散热表面之间造成温差。


2.根据权利要求1所述的用于电动车辆的电池组冷却系统，
其中，所述吸热表面与所述进口冷却剂导管接触，并且所述散热表面与所述出口冷却剂导管接触，使得通过所述热电模块在所述进口冷却剂导管和所述出口冷却剂导管之间进行热交换。


3.根据权利要求1所述的用于电动车辆的电池组冷却系统，
其中，所述电池组进一步包括电池组外壳和设置在所述电池组外壳的内部的冷却部件，使得冷却剂在所述冷却部件中流动，以冷却所述电池，
其中，在所述冷却部件中形成有连续通道，使得所述通道的两端被连接到用于朝向所述电池组引入冷却剂的冷却剂进口和用于将冷却所述电池组的冷却剂排放到所述电池组的外侧的冷却剂出口，并且
其中，所述进口冷却剂导管被连接到所述冷却剂进口，并且所述出口冷却剂导管被连接到所述冷却剂出口。


4.根据权利要求1所述的用于电动车辆的电池组冷却系统，进一步包括：
温度传感器，所述温度传感器被安设在所述电池组处，以检测所述电池组的温度，
其中，所述控制单元被构造为通过使用所述温度传感器来确定所述电池组的温度随时间的变化率，并且当所述随时间的变化率是预设值或者更高并且所述充电C速率是所述预设阈值或者更高时，运行所述热电模块。


5.根据权利要求1所述的用于电动车辆的电池组冷却系统，
其中，从所述电池组...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔允基，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR