一种电池包应急降温系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池包应急降温系统和方法，灭火剂瓶通过连接管路与喷嘴安装管连通，连接管路靠近灭火剂瓶的一端设置并联连接的电磁控制阀和减压阀，连接管路上设置压力传感器；安全阀与电池包内部连通；喷嘴安装管布置在电芯的上方，其下表面安装降温喷嘴，相邻三个电芯设置一个降温喷嘴；降温喷嘴包括三个金属连接件和喷口；降温喷嘴的流道末端为喷口，三个金属连接件的一端分别固连在降温喷嘴的流道中部内壁上，且互相不连接；另一端分别固连在对应的电芯上表面；采用相变材料实现对降温喷嘴内部的密封。本发明专利技术所采用的电池包应急降温系统结构简单、重量轻，方法易操作。方法易操作。方法易操作。

【技术实现步骤摘要】
一种电池包应急降温系统和方法


[0001]本专利技术涉及化学电池包灭火
，尤其涉及一种电池包应急降温系统和方法。

技术介绍

[0002]随着新能源车辆的普及，人们对新能源车辆的安全愈发关注，其中对电池包的安全性的担忧是对新能源车辆安全的重要关注点。目前电池包的安全系主要面临的问题时电池包热失控，导致电池包热失控的原因包括机械结构的碰撞、挤压和穿刺，以及电路的内短路、外短路、过充电和过放电。热失控的核心因素还是电池内部形成了短路打破了电池内部的化学平衡，从而引发电池产生的热量逐渐增加，导致电池发热量超过了热管理系统的散热上限，最终引发电池的剧烈化学反应。
[0003]目前大多数在售新能源车辆的电池包除正常的热管理系统外，并没有应急的降温系统，正常的热管理系统不会设计过多的散热设计余量，这主要是过大的散热能力需要具备大功率的散热水泵、大面积的散热板以及大功率的散热风扇，这些设计余量不仅导致成本上升，也会增加车辆耗电量。
[0004]现有的应急降温装置一般是通过温度传感器测量电池包内固定区域的温度变化来监控电芯的温度变化，而实际电池热失控的过程，一般都是由单个电芯出现热量急剧升高开始的，此时由于单个电芯发热量相对集中，一旦发热的电芯距离温度传感器较远，需要等到热量传导到周围电芯上才能被温度传感器检测到，此时电芯已经进入热失控状态，错过最佳应急降温时间。另外增加温度传感器的数量会导致成本明显增加，同时过多的温度传感器需要更高端的信号处理器来处理温度信号。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提出一种电池包应急降温系统和方法。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种电池包应急降温系统，包括：灭火剂瓶、连接管路、减压阀、电磁控制阀、压力传感器、喷嘴安装管、降温喷嘴、安全阀；
[0008]所述灭火剂瓶通过连接管路与多根喷嘴安装管分别连通，灭火剂瓶内装有灭火剂；连接管路靠近灭火剂瓶的一端设置电磁控制阀和减压阀，所述电磁控制阀与减压阀并联连接，所述电磁控制阀用于控制灭火剂瓶的开关，且开度能调节；所述减压阀用于在非应急状态下保持所述连接管路内的气压恒定；所述连接管路上设置压力传感器，用于检测连接管路内的压力变化；所述安全阀安装在电池包上，与电池包内部连通，当电池包内部压力大于预设值时，所述安全阀打开；
[0009]所述喷嘴安装管布置在电池包的电芯阵列的上方，所述喷嘴安装管内部中空，其下表面设置多个安装孔，用于安装降温喷嘴，相邻三个电芯的中间空隙处设置一个降温喷嘴；所述降温喷嘴包括三个金属连接件和喷口；降温喷嘴的流道末端为喷口，三个金属连接
件的一端分别固连在降温喷嘴的流道中部的内壁上，且三个金属连接件互相不连接；三个金属连接件的另一端分别固连在降温喷嘴对应的三个电芯的上表面；采用在常温下为固态且形态稳定、受热后会发生相变的材料，填满降温喷嘴的流道中部的其余空间，实现对降温喷嘴内部的密封。
[0010]进一步地，所述灭火剂选用液态二氧化碳、液氮、七氟丙烷、全氟已酮中的任意一种。
[0011]进一步地，所述降温喷嘴的上表面设置有多个凸起的立柱，用于将降温喷嘴安装在喷嘴安装管上时进行定位和支持。
[0012]进一步地，每个所述电芯仅对应一个降温喷嘴。
[0013]进一步地，还包括换热板，所述换热板布置在电芯的侧面，通过导热带走电芯的热量。
[0014]进一步地，选用石蜡对降温喷嘴内部进行密封。
[0015]一种电池包应急降温方法，根据所述的电池包应急降温系统实现，包括以下步骤：
[0016]S1：日常状态下，由于减压阀的作用，连接管道内存在稳定压力的灭火剂；当电池包内某个电芯的温度升高到阈值，由于金属的导热作用，与该电芯直接接触的降温喷嘴的金属连接件受热升温，使降温喷嘴内部用于密封的材料发生相变后，在两侧的压力差作用下从喷口流出，使该电芯对应的降温喷嘴打开；
[0017]S2：由于连接管道内的灭火剂通过喷嘴安装管和降温喷嘴进入电池包，连接管路内的压力骤然降低；压力传感器检测到连接管道内的压力变化，并将压力变化信号传输到车载电脑，车载电脑向司机发出警示信息，司机根据整车现状决定是否启用电池包应急降温系统；
[0018]S3：启用电池包应急降温系统后，电磁控制阀全开度开启，大量灭火剂通过连接管路进入喷嘴安装管内，并从已打开的降温喷嘴处喷出，进入电池包，实现对电池包的灭火、降温；
[0019]S4：随着进入电池包的灭火剂增加，电池包内部的压力增高，当压力超过安全阀的预设值后，安全阀打开，使电池包内部与外部连通；通过安全阀释放的灭火剂聚集在电池包外部，避免电池包的附件燃烧起火；同时压力传感器检测到连接管道内的压力在逐渐升高后发生骤降，将压力变化信号传输到车载电脑，车载电脑控制电磁控制阀降低到小开度。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术设置降温喷嘴为电池包进行降温，并采用受热相变材料控制喷口的开闭，使灭火剂直达高温区域，降温效果好，降温部位精准。
[0022](2)本专利技术采用灭火剂注入来主动打开电池包的安全阀，并通过灭火剂排放带走电池包内部热量，同时避免引燃电池包的相关附件。
[0023](3)本专利技术根据热失控的不同过程调整灭火剂的流量，在相同的降温效果下减少灭火剂的不必要消耗，降低对气瓶中灭火剂储量的需求。
[0024](4)本专利技术所采用的电池包应急降温系统结构简单、重量轻。
[0025](5)本专利技术针对电池包密闭的条件，采用压力传感器测量连接管路中灭火剂的压力，从而监控电池包温度变化，降低了对温度传感器精度和数量的需求。
附图说明
[0026]图1是本专利技术电池包应急降温系统布置在新能源车辆上的整体示意图。
[0027]图2是本专利技术电池包应急降温系统的连接管路与喷嘴安装管的连接结构放大示意图。
[0028]图3是本专利技术电池包应急降温系统布置在新能源车辆上的局部仰视图。
[0029]图4是本专利技术降温喷嘴安装在电芯上方的安装剖视图。
[0030]图5是本专利技术降温喷嘴的示意图。
[0031]图6是本专利技术电池包应急降温方法的流程图。
[0032]图中，灭火剂瓶1、连接管路2、减压阀3、电磁控制阀4、压力传感器5、喷嘴安装管6、降温喷嘴7、金属连接件7
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1、固态石蜡块7
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2、喷口7
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3、电芯8、换热板9、安全阀10。
具体实施方式
[0033]下面根据附图和优选实施例详细描述本专利技术，本专利技术的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]如图1
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图3所示，电池包应急降温系统包括：灭火剂瓶1、连接管路2、减压阀3、电磁控制阀4、压力传感器5、喷嘴安装管6、降温喷嘴7、换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池包应急降温系统，其特征在于，包括：灭火剂瓶、连接管路、减压阀、电磁控制阀、压力传感器、喷嘴安装管、降温喷嘴、安全阀；所述灭火剂瓶通过连接管路与多根喷嘴安装管分别连通，灭火剂瓶内装有灭火剂；连接管路靠近灭火剂瓶的一端设置电磁控制阀和减压阀，所述电磁控制阀与减压阀并联连接，所述电磁控制阀用于控制灭火剂瓶的开关，且开度能调节；所述减压阀用于在非应急状态下保持所述连接管路内的气压恒定；所述连接管路上设置压力传感器，用于检测连接管路内的压力变化；所述安全阀安装在电池包上，与电池包内部连通，当电池包内部压力大于预设值时，所述安全阀打开；所述喷嘴安装管布置在电池包的电芯阵列的上方，所述喷嘴安装管内部中空，其下表面设置多个安装孔，用于安装降温喷嘴，相邻三个电芯的中间空隙处设置一个降温喷嘴；所述降温喷嘴包括三个金属连接件和喷口；降温喷嘴的流道末端为喷口，三个金属连接件的一端分别固连在降温喷嘴的流道中部的内壁上，且三个金属连接件互相不连接；三个金属连接件的另一端分别固连在降温喷嘴对应的三个电芯的上表面；采用在常温下为固态且形态稳定、受热后会发生相变的材料，填满降温喷嘴的流道中部的其余空间，实现对降温喷嘴内部的密封。2.根据权利要求1所述的电池包应急降温系统，其特征在于，所述灭火剂选用液态二氧化碳、液氮、七氟丙烷、全氟已酮中的任意一种。3.根据权利要求1所述的电池包应急降温系统，其特征在于，所述降温喷嘴的上表面设置有多个凸起的立柱，用于将降温喷嘴安装在喷嘴安装管上时进行定位和支持。4.根据权利要求1所述的电池包应急降温系统，其特征在于，每个所述电芯仅对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小昌，谢海波，杨华勇，刘仕尧，黄侃阳，王琮瑜，
申请(专利权)人：浙江大学高端装备研究院，
类型：发明
国别省市：