稳定输出的电动车用电源防护装置及动力电源、电动车的制作方法

1.本实用新型涉及一种稳定输出的电动车用电源防护装置及动力电源、电动车，属于电动车技术领域。


背景技术：

2.电动车的安全性是电动车使用者最关心的问题，而影响电动车安全性的主要因素为动力电源的安全性能。为了提高电动车动力电源的安全性，一般从两方面进行改进，一是提高电动车动力电源所用电池自身的安全性，二是增加安全防护装置，抑制动力电源出现安全隐患，或者在动力电源出现安全事故时及时阻断，降低损失。
3.目前电动车用的防护系统，通过向动力电池箱内充入火灾抑制剂、灭火剂或冷却剂，以提高电池箱的安全性。在实际应用过程中发现，在抑制剂、灭火剂和冷却剂以气体或者液体状态进入动力电池箱时，无法精确控制介质入箱的压力和流量，电池箱内出现欠压或过充现象，导致电池箱凹陷或者鼓包，甚至对电池箱体造成不可逆的损害，造成重大经济损失。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种稳定输出的电动车用电源防护装置及动力电源、电动车，提高了向电池箱中输入惰性介质时的稳定性。
5.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
6.一种具有稳压输出功能的电动车用电源防护装置，包括惰性介质供应装置及与惰性介质供应装置相连并用来向对应的电池箱中通入惰性介质的惰性介质输送装置，所述惰性介质输送装置包括介质输送管，介质输送管上沿从惰性介质供应装置向惰性介质输送装置的方向上依次设置有稳压阀、电子膨胀阀。
7.所述惰性介质供应装置包括用来储存惰性气体的惰性气瓶，惰性气瓶上设置有惰性气体进口和惰性气体出口，惰性气体出口上连接有所述介质输送管。
8.惰性介质供应装置还包括空气分离氮气制备装置，空气分离氮气制备装置上设置有空气进口、氮气出口，所述氮气出口与惰性气瓶的惰性气体进口通过管道相连。
9.空气分离氮气制备装置的空气进口上连接有空气预处理装置，空气预处理装置包括空气输送管道，空气输送管道上依次设置有总电磁阀、空气干燥器。
10.所述干燥器包括气体进口和气体出口，干燥器的气体出口相连的空气输送管道的部分上设置有用来对空气加热的加热装置。
11.所述防护装置还包括控制器以及用来设置在对应的电池箱内的温度传感器，温度传感器与控制器相连，加热装置上设置有控制加热装置启动或关闭的开关，控制器与加热装置的开关相连。
12.所述惰性介质供应装置包括液态惰性介质储存瓶，惰性介质储存瓶上设置有液态惰性介质进口和液态惰性介质出口，液态惰性介质出口连接有所述介质输送管。
13.液态惰性介质进口上连接有用来与液态惰性介质源相连的液态惰性介质管道，液态惰性介质管道上设置有液态惰性介质干燥器。
14.一种电动车用动力电源，包括两个以上的电池箱以及电源防护装置，所述电源防护装置包括惰性介质供应装置及与惰性介质供应装置相连并用来向对应的电池箱中通入惰性介质的惰性介质输送装置，所述惰性介质输送装置包括介质输送管，介质输送管上沿从惰性介质供应装置向惰性介质输送装置的方向上依次设置有稳压阀、电子膨胀阀。
15.一种电动车，包括动力电源，所述动力电源包括两个以上的电池箱以及电源防护装置，所述电源防护装置包括惰性介质供应装置及与惰性介质供应装置相连并用来向对应的电池箱中通入惰性介质的惰性介质输送装置，所述惰性介质输送装置包括介质输送管，介质输送管上沿从惰性介质供应装置向惰性介质输送装置的方向上依次设置有稳压阀、电子膨胀阀。
16.有益效果:
17.本实用新型的电动车动力电源防护装置采用了稳压阀与电子膨胀阀联用的方式，提高了防护装置的惰性介质输出的压力稳定性，降低了电池箱出现凹陷或膨胀的几率，提高了电池箱的安全性。而且，如果动力电池箱内火灾抑制剂、灭火剂和冷却剂入箱的压力无法精准控制，会造成驱动抑制剂、灭火剂和冷却剂入箱的压力源工作压力上下限可用范围窄，驱动设备需要长时间、高频次工作，导致整车或设备电耗高，与之相关的总成和部件使用寿命大幅缩短，严重影响整车和设备的质保和使用年限，导致车辆或设备后期的运维成本增加，本实用新型的防护装置提高了介质的压力稳定性，能够减少设备的运行时间和频次，降低了运行成本，也减少了电池箱内的压力不稳定导致的车辆在行驶过程中因电箱凹陷或鼓动引起的振动噪声。
18.本实用新型采用宽入口压力范围稳压阀（或减压阀）和电子膨胀阀组合的方式，将入口压力范围扩大4倍以上（原入口压力范围约为0.2mpa，本实用新型的入口压力范围在0.8mpa），将出口压力降低至原来二分之一（原出口压力在20kpa左右，本实用新型的出口压力在10kpa左右），本实用新型的稳压阀（或减压阀）和电子膨胀阀及其组合方式，将系统的入口压力和出口压力的许用范围扩大了8倍。进一步的，驱动进入电池箱内火灾抑制、灭火和冷却介质的压力范围扩大了8倍，也就是说，在同等条件下，驱动介质动力源工作时间理论上缩短为原工作时间的八分之一。同理，宽入口压力范围的稳压阀（或减压阀）的入口压力下限降低，动力源驱动装置无需频繁启停来保证稳压阀（或减压阀）的许用入口压力。通过系统控制器控制逻辑控制电子膨胀阀阀体开度，调整电子膨胀阀开度，实现电子膨胀阀出口压力微压恒定输出，保证入动力电池箱的压力稳定，防止动力电池箱欠压或过充导致的凹陷或者鼓动。同时，也避免了入箱介质压力波动对电池箱内的电子元器件冲击引起的损坏。
19.综上所述，本实用新型提供了一种大量程、高精度、低电耗和微输出压力充入电池箱内火灾抑制剂、灭火剂或冷却剂的稳压装置。
附图说明
20.图1为本实用新型的实施例1的电源防护装置的结构示意图；
21.图2为本实用新型的实施例2的电源防护装置的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
23.实施例1
24.如图1所示，本实施例中的电动车辆为电动客车，如电动公交车等，本实施例的电动客车包括车体，车体上安装有动力电源系统，动力电源系统包括多个电池箱。电动客车还包括制动系统，制动系统还包括辅助制动气瓶，气瓶内装有高压空气气源。
25.电动客车上设置有电源防护装置，该电源防护装置包括惰性气体制备装置，惰性气体制备装置为空气分离氮气制备装置5，空气分离氮气制备装置上设置有空气进口、氮气出口、氧气出口。
26.空气分离氮气制备装置5的空气进口上连接有空气预处理装置，空气预处理装置包括用管道依次相连的辅助制动气瓶1、总电磁阀2、干燥器3、加热装置4，总电磁阀2用来控制辅助制动气瓶1中的气体流出速度，干燥器用来对辅助制动气瓶1中流出的气体进行干燥，除去其中的水分，加热装置用来将干燥后的气体进行加热升温，使其温度达到设定温度。
27.空气分离氮气制备装置5的氮气出口上连接有惰性气瓶6，用来对制得的氮气进行储存。惰性气瓶的进气口与空气分离氮气制备装置的氮气出口相连，惰性气瓶的出气口上连接的管道上设置有稳压阀（减压阀）7、电子膨胀阀13，稳压阀7靠近惰性气瓶的出气口，用来调节气流的流速。电子膨胀阀13靠近电池箱，通过膨胀阀的膨胀度来调节气体流量，稳压阀7与电子膨胀阀13联用。现有减压技术无法精准控制系统气体出口压力，气体压力变化波动较大，导致入箱气体压力变化较大，会对电池箱体内部元器件照成损坏，电池箱体会因气体变化出现变形。高压气源通过稳压阀实现一级减压，将气压降低到一定范围，再通过电子膨胀阀进行二次减压，通过对电子膨胀阀的开度曲线精准控制，实现电子膨胀阀的出口压力恒定，保证入箱压力恒定，不损害电箱内部元器件，不引起电箱变形。
28.电子膨胀阀13的出气口通过管道连接电池箱9，电子膨胀阀与电池箱之间的管道包括连接主管，连接主管一端与空气分离氮气制备装置的氮气出口相连，连接主管的另一端连接有若干连接支管，连接支管的一端与连接主管相连，另一端分别与各电池箱相连。每一根连接支管与一个电池箱相连，连接支管远离连接主管的一端连接至电池箱的进气口上，连接支管上设置有电磁阀，电磁阀包括第一电磁阀10和第二电磁阀11，以控制向电池箱中通入的氮气的量。
29.电池箱内设置有氢浓度传感器、烟雾浓度传感器、voc传感器、co传感器、温度传感器、氧浓度传感器和压力传感器，实时监测电池箱内的各种指标。
30.电源防护装置还包括主控制器12，主控制器上还连接有存储器。电池箱内的传感器均与主控制器相连。
31.惰性气瓶上设置有用来对惰性气瓶中的气体压力进行监测的惰性气体压力传感器8，惰性气体压力传感器8也与主控制器相连。
32.主控制器12根据惰性气体压力传感器8监测的信号，判断惰性气瓶中的惰性气体剩余量，并根据设定好的控制逻辑，当惰性气瓶中的气体压力小于设定值时，主控制器控制总电磁阀打开，辅助制动气瓶中的高压空气输出，经过干燥器过滤掉空气中的水分和杂质后，进入空气分离氮气制备装置，分离出高纯氮气，高纯氮气进入惰性气瓶中，继续向电池
箱供气。
33.电池箱内的传感器对电池箱内的各指标进行监测，并将监测到的信号传输至主控制器，主控制器根据传感器测量到的数据，与设定逻辑中的参数对比，综合判断各项参数是否超过设定阈值，然后确定是否打开对应电池箱上的连接支管的电磁阀。如果电池箱内的监测参数超出了设定阈值，对应的电磁阀打开，惰性气瓶中的惰性气体经过稳压阀和电子膨胀阀后，以设定压力充入对应的电池箱中。
34.当电池箱内的气体温度低于设定值时，可以通过主控制器打开加热装置，对过滤后的气体进行加热。
35.实施例2
36.如图2所示，本实施例中的电动车辆与实施例1中的不同之处在于，电源防护装置中，气源采用单独的入箱介质动力源1代替，入箱介质为氮气。入箱介质能够起到火灾抑制、灭火、冷却等作用。
37.对应的，也不再设置空气分离氮气制备装置，具体的，本实施例的防护系统包括依次相连的入箱介质动力源1、总电磁阀2、干燥器3、入箱介质储存瓶4、稳压阀5、电子膨胀阀7，入箱介质储存瓶上设置有入箱介质压力传感器6，电子膨胀阀下游的连接结构与实施例1中的相同，同样的，也设置有相同的主控制器8。
38.主控制器8根据入箱介质压力传感器传输的信号，判断入箱介质储存瓶中的入箱介质压力是否在设定范围内，进而判断入箱介质是否失效。
39.同样的，电池箱内的各传感器仍然监测并传输相应的信号至主控制器，主控制器判断是否需要打开每个电池箱上的电磁阀，是否向电池箱中充入入箱介质。当需要向电池箱中充入入箱介质时，主控制器控制总电磁阀打开，入箱介质动力源输出入箱介质，并通过干燥器除去水分和杂质，然后进入入箱介质储存瓶。入箱介质储存瓶中的入箱介质通过稳压阀、电子膨胀阀进行减压后，以设定压力进入对应的电池箱中，确保电池箱和设备安全。