一种电池热管理系统及新能源汽车技术方案

本发明专利技术提供一种电池热管理系统及新能源汽车，涉及新能源汽车应用技术领域，包括：箱体，箱体内设有用于装载电池组的容纳腔，于容纳腔的外围设有反应腔；储化器装置，装载有多种化学试剂，储化器装置通过分别对应于各种化学试剂的管路连通反应腔，各管路上分别设有阀体；热管理模块，连接各阀体，用于在采集的电池组的实时温度小于低温阈值时，控制能够发生放热反应的各化学试剂对应的阀体开启，将化学试剂输送至反应腔内进行放热反应，以及在实时温度大于高温阈值时，控制能够发生吸热反应的各化学试剂对应的阀体开启，将化学试剂输送至反应腔内进行吸热反应。有益效果是避免热管理系统承受大载荷的同时实现低成本高效可控的电池换热。池换热。池换热。

【技术实现步骤摘要】
一种电池热管理系统及新能源汽车


[0001]本专利技术涉及新能源汽车应用
，尤其涉及一种电池热管理系统及新能源汽车。

技术介绍

[0002]汽车作为推动人类文明的现代化工业产物，给人类生活带来便捷性的同时，也带来了极大的环境污染。随着传统化石能源的日益短缺，特别是石油等不可再生资源限制，人们将更多的目光转向新能源汽车。新能源汽车具有高效、节能、低噪声、零排放等传统燃料汽车无法比拟的环保优势，已成为现阶段研究的热点。
[0003]作为新能源汽车核心部件的动力电池系统，受采用的锂离子电池本身的温度适应性的影响，通常锂离子动力电池系统需要在5℃～40℃温度区间内工作，以10℃～30℃温度区间内性能最佳。若在低于0℃时进行高倍率充电，和高于60℃时放电，会严重影响锂电池的使用寿命，甚至造成电芯内部短路等安全性风险。因此，在电池系统热管理设计中，低温环境需加热提升至适宜温度，高温环境需尽快散热，避免热集聚引发安全事故。
[0004]现有的电池系统热管理通常采用在电池组的底部布置液冷系统实现电池组的换热，但在整车的复杂运行环境中，设置在电池组的底部的液冷系统在生命周期内可能会存在由于承受机械载荷作用而引发液冷系统中的冷却液泄漏至电池组内的风险，同时现有的液冷系统无法满足高效率换热，特别在大功率快充和快放要求下的高效率的加热及散热。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种电池热管理系统，包括：
[0006]箱体，所述箱体内设有用于装载电池组的容纳腔，于所述容纳腔的外围设有反应腔；
[0007]储化器装置，装载有多种化学试剂，所述储化器装置通过分别对应于各种所述化学试剂的管路连通所述反应腔，各所述管路上分别设有阀体；
[0008]热管理模块，连接各所述阀体，用于采集所述电池组的实时温度，并在所述实时温度小于低温阈值时，控制能够发生放热反应的各所述化学试剂对应的所述阀体开启，将对应的所述化学试剂输送至所述反应腔内进行放热反应，使得所述实时温度升温至目标升温温度，
[0009]以及在所述实时温度大于高温阈值时，控制能够发生吸热反应的各所述化学试剂对应的所述阀体开启，将对应的所述化学试剂输送至所述反应腔内进行吸热反应，使得所述实时温度降温至目标降温温度。
[0010]优选的，所述储化器装置包括多个储化器；
[0011]每个所述储化器内部均设置有一个装载腔，每个所述装载腔对应装载一种所述化学试剂，每个所述装载腔通过一个所述管路连通所述反应腔。
[0012]优选的，所述储化器装置包括一个储化器，所述储化器内部设置有多个装载腔，每
个所述装载腔分别对应装载一种所述化学试剂，每个所述装载腔分别通过一个所述管路连通所述反应腔。
[0013]优选的，每个所述储化器连接的各所述管路封装成一个总管路，所述总管路的并端部的接入头连通所述反应腔。
[0014]优选的，所述反应腔设有连通各所述管路的多个试剂进口以及连通所述箱体外部的至少一个反应物出口。
[0015]优选的，所述反应腔内设有至少一个支撑件，支撑于所述反应腔的底部与顶部之间。
[0016]优选的，所述反应腔的内壁设有防腐蚀涂层。
[0017]优选的，所述热管理模块包括：
[0018]温度采集单元，用于采集所述电池组的所述实时温度，并在所述实时温度小于所述低温阈值时生成第一信号，以及在所述实时温度大于所述高温阈值时生成第二信号；
[0019]存储单元，用于保存预先配置的各所述化学试剂与对应的所述阀体的唯一编号之间的关联关系，发生所述放热反应的各所述化学试剂的第一反应占比与单位质量放热能量，发生所述吸热反应的各所述化学试剂的第二反应占比与单位质量吸热能量；
[0020]升温管理单元，分别连接所述温度采集单元和所述存储单元，用于根据所述第一信号对所述实时温度和所述目标升温温度进行处理得到升温温差，并根据所述升温温差、所述单位质量放热能量和所述第一反应占比处理得到发生所述放热反应的各所述化学试剂的第一所需摩尔质量；
[0021]第一控制单元，分别连接所述存储单元和所述升温管理单元，用于控制与发生所述放热反应的各所述化学试剂具有所述关联关系的各所述阀体开启，以分别将所述第一所需摩尔质量的各所述化学试剂输送至所述反应腔内进行所述放热反应，使得所述实时温度升温至目标升温温度；
[0022]降温管理单元，分别连接所述温度采集单元和所述存储单元，用于根据所述第二信号对所述实时温度和所述目标降温温度进行处理得到降温温差，并根据所述降温温差、所述单位质量吸热能量和所述第二反应占比处理得到发生所述吸热反应的各所述化学试剂的第二所需摩尔质量；
[0023]第二控制单元，分别连接所述存储单元和所述降温管理单元，用于控制与发生所述吸热反应的各所述化学试剂具有所述关联关系的各所述阀体开启，以分别将所述第二所需摩尔质量的各所述化学试剂输送至所述反应腔内进行所述吸热反应，使得所述实时温度降温至目标降温温度。
[0024]优选的，各所述化学试剂的所述第一所需摩尔质量和所述第二所需摩尔质量的计算公式如下：
[0025][0026]其中，c用于表示所述电池组的比热容，m用于表示所述电池组的质量；
[0027]m
i
用于表示发生所述放热反应的其中一种化学试剂的所述第一所需摩尔质量时，m
sum
用于表示发生所述放热反应的所有所述化学试剂的总所需摩尔质量，Ratio用于表示其中一种化学试剂的所述第一反应占比，ΔT用于表示所述升温温差，ΔH用于表示所述单位
质量放热能量，S用于表示所述放热反应的放热能量和所述电池组的吸收热量之间的转化效率；
[0028]m
i
用于表示发生所述吸热反应的其中一种化学试剂的所述第二所需摩尔质量时，m
sum
用于表示发生所述吸热反应的所有所述化学试剂的总所需摩尔质量，Ratio用于表示其中一种化学试剂的所述第二反应占比，ΔT用于表示所述降温温差，ΔH用于表示所述单位质量吸热能量，S用于表示所述吸热反应的吸收能量与所述电池组的释放热量之间的转化效率。
[0029]本专利技术还提供一种新能源汽车，包括上述的电池热管理系统。
[0030]上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0031]1)实现在整车运行复杂的环境条件下，避免热管理系统承受大载荷的同时实现低成本高效可控的电池换热；
[0032]2)本技术方案的电池热管理系统配置于电池组的外部，在机械载荷下不会承受较多载荷，从而实现了系统的可靠性、耐久性和安全性；
[0033]3)通过对各阀体的控制，实现将不同的化学试剂输送至反应腔进行化学反应，能够精准高效的吸收或释放电池组所需热量，实现了电池组的主动热管理控制；
[0034]4)电池组与箱体之间直接或间接传热接触，能够满足常规使用条件下的电池热均衡要求的同时，也可实现电池热失控下的精准散热。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池热管理系统，其特征在于，包括：箱体，所述箱体内设有用于装载电池组的容纳腔，于所述容纳腔的外围设有反应腔；储化器装置，装载有多种化学试剂，所述储化器装置通过分别对应于各种所述化学试剂的管路连通所述反应腔，各所述管路上分别设有阀体；热管理模块，连接各所述阀体，用于采集所述电池组的实时温度，并在所述实时温度小于低温阈值时，控制能够发生放热反应的各所述化学试剂对应的所述阀体开启，将对应的所述化学试剂输送至所述反应腔内进行放热反应，使得所述实时温度升温至目标升温温度，以及在所述实时温度大于高温阈值时，控制能够发生吸热反应的各所述化学试剂对应的所述阀体开启，将对应的所述化学试剂输送至所述反应腔内进行吸热反应，使得所述实时温度降温至目标降温温度。2.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述储化器装置包括多个储化器；每个所述储化器内部均设置有一个装载腔，每个所述装载腔对应装载一种所述化学试剂，每个所述装载腔分别通过一个所述管路连通所述反应腔。3.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述储化器装置包括一个储化器，所述储化器内部设置有多个装载腔，每个所述装载腔分别对应装载一种所述化学试剂，每个所述装载腔分别通过一个所述管路连通所述反应腔。4.根据权利要求3所述的电池热管理系统，其特征在于，每个所述储化器连接的各所述管路封装成一个总管路，所述总管路的端部的接入头连通所述反应腔。5.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述反应腔设有连通各所述管路的多个试剂进口以及连通所述箱体外部的至少一个反应物出口。6.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述反应腔内设有至少一个支撑件，支撑于所述反应腔的底部与顶部之间。7.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述反应腔的内壁设有防腐蚀涂层。8.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述热管理模块包括：温度采集单元，用于采集所述电池组的所述实时温度，并在所述实时温度小于所述低温阈值时生成第一信号，以及在所述实时温度大于所述高温阈值时生成第二信号；存储单元，用于保存预先配置的各所述化学试剂与对应的所述阀体的唯一编号之间的关联关系，发生所述放热反应的各所述化学试剂的第一反应占比与单位质量放热能量，发生所述吸热反应的各所述化学试剂的第二反应占比与单位质量吸热能量；升温管理单元，分别连接所述温度采集单元和所述存...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡为松，赵幸航，
申请(专利权)人：上海国轩新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：