电池包冷却液分配单元和车辆的制作方法

本实用新型涉及汽车领域特别是汽车用电池系统领域，具体而言，本实用新型涉及一种电池包冷却液分配单元和具有所述电池包冷却液分配单元的车辆。

背景技术：

目前的汽车用电池包一般都采用均匀散热、均匀加热的方案，即以整个电池包为单位进行温度管理或控制。所以整个电池包的温度差在极小的范围内。这导致了电池包整体的升温和降温都比较慢，从而例如不能快速地达到较好的放电功率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是实现电池包分块加热和分块降温的功能。

此外，本实用新型还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本实用新型提出一种新的电池包用温度管理设计方案，具体而言通过提供一种电池包冷却液分配单元和具有所述电池包冷却液分配单元的车辆来解决上述问题，具体而言，根据本实用新型的一方面，提供了：

一种电池包冷却液分配单元，其中，所述电池包冷却液分配单元具有电池包、冷却液流入管、冷却液流出管、电池包壳体和冷却板，其中，冷却液在所述冷却液流入管和所述冷却液流出管中流动，所述冷却板与所述电池包连接并且具有相应冷却液流入接口和冷却液流出接口以用于分别与所述冷却液流入管和所述冷却液流出管连接，所述电池包由多个电池包模组构成，所述冷却液流入管和所述冷却液流出管分别具有从所述电池包壳体中引出的引出端以用于与整车冷却系统连接，其中，所述电池包模组具有所述冷却板，所述冷却液流入管和所述冷却液流出管分别分支出冷却液流入管支路和冷却液流出管支路以用于与所述冷却板的所述冷却液流入接口和所述冷却液流出接口连接，在所述冷却液流入管支路和/或所述冷却液流出管支路中相应布置有冷却液流入管支路控制阀和/或冷却液流出管支路控制阀用于对所述冷却液的流量进行控制。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述电池包冷却液分配单元还具有电池加热器，其中，所述电池加热器用于对所述电池包进行加热，所述电池加热器布置在所述电池包壳体的外部，所述电池加热器相应具有冷却液流入联接端和冷却液流出联接端以用于分别与所述冷却液流入管和所述冷却液流出管的所述引出端连接，所述电池加热器还具有冷却系统联接端以用于相应与所述整车冷却系统连接。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述冷却液流入管支路控制阀和所述冷却液流出管支路控制阀分别为开关阀或节流阀。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，每个电池包模组均配属有一个所述冷却板，所述电池包模组彼此间进行隔热。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述电池包模组彼此并排地或环形地排布。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述电池包模组中的一个电池包模组布置在中间，并且所述电池包模组中的其它电池包模组在这一个电池包模组的周围环绕地布置。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述电池包模组按组彼此并排地布置。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述电池加热器的供电来自于所述电池包本身。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述电池包充电初期，所述电池加热器自动启动进行加热。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述电池包模组彼此间按组地进行隔热。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种车辆，所述车辆包括电池管理系统和整车冷却系统，其中，所述车辆还包括上述任一种电池包冷却液分配单元，其中，所述冷却液流入管和所述冷却液流出管的所述引出端与所述整车冷却系统相连接，在所述电池包模组处相应地布置有电池包模组温度传感器，所述电池管理系统具有用于与所述电池包模组温度传感器连接的检测单元，并且用于通过调节所述冷却液流入管支路控制阀和/或所述冷却液流出管支路控制阀对所述电池包模组进行温度管理。

所提供的电池包冷却液分配单元、具有该电池包冷却液分配单元的车辆的有益之处包括：实现电池包中电池包模组的逐级放电，可以适应例如更寒冷地区的电动汽车使用的要求；仅仅重新设计所述冷却液流入管和所述冷却液流出管，不会大幅增加生产和设计费用。

附图说明

参考附图，本实用新型的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1示出了电池包用温度管理的一种设计方案的示意图；

图2示出了电池包用温度管理的另一种设计方案的示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参考图1，其示出了电池包用温度管理的一种设计方案的示意图。从该图中可以看出，所述电池包冷却液分配单元100具有电池包、冷却液流入管3、冷却液流出管4、电池包壳体1（在图1中未示出）和冷却板7，其中，冷却液在所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4中流动，所述冷却板7与所述电池包连接用于对电池包进行散热和/或加热，冷却板7并且具有相应冷却液流入接口和冷却液流出接口以用于分别与所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4连接，所述电池包由多个电池包模组构成，电池包模组用于存储和提供电力，所述电池包壳体1用于容纳和保护所述电池包，在一些实施例中电池包壳体1还可以容纳和保护所述冷却板7、所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4，所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4分别具有从所述电池包壳体1中引出的引出端以用于与整车冷却系统/加热系统连接，其中，所述电池包模组可以成组地分别具有所述冷却板7，所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4分别分支出冷却液流入管支路和冷却液流出管支路以用于与例如各个所述冷却板7的所述冷却液流入接口和所述冷却液流出接口连接，在所述冷却液流入管支路和所述冷却液流出管支路中分别布置有冷却液流入管支路控制阀5和冷却液流出管支路控制阀6用于对所述冷却液流入/流出各组冷却板7的流量进行控制。此外，所述电池包模组彼此间按组地进行隔热。应当理解的是，在图中没有示出的实施方式中，也能够只在所述冷却液流入管支路中布置有冷却液流入管支路控制阀5，或者只在所述冷却液流出管支路中布置有冷却液流出管支路控制阀6。而且配属于各个组或各个电池包模组的控制阀的配置方式能够彼此不同。

需要说明的是，首先，所述冷却液流入管3（在图中位于所布置管路的上方）和所述冷却液流出管4（在图中位于所布置管路的下方）在图中的布置仅仅是示意性的，它们彼此的相对位置以及它们相对于周边零部件的相对位置能够根据实际情况而改变。其次，“冷却液”这一名称为本领域技术人员的惯用用语而没有对其功能起到限定作用，也就是说，该名称并不意味着所述冷却液对所述电池包/所述电池包模组仅仅能够起到冷却作用，而是也可以起到加热作用，例如在低于电池包的常规工作温度（所述电池包通常在-20度到60度的温度范围内工作）的情况下例如通过电池加热器加热所述冷却液，进而所述冷却液经过冷却液流入管3、冷却板7和冷却液流出管4对所述电池包起到加热作用。再次，所述电池包壳体1能够具有良好的密封性，这能够保证温度的储存。

由图1能够看出，所述电池包模组在图中所示的实施方式中共分为8组，并且每组所含有的所述电池包模组的数量可以不一定是相同的，例如可以分为三个一组或四个一组，每组配属有一个所述冷却板7,用于按组地对所述电池包模组进行冷却或加热。与所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4的布置类似地，所述冷却板7的所述冷却液流入接口和冷却液流出接口也能够与图1中在所述冷却板7的一侧的布置方案不同，例如布置在所述冷却板7的两侧，等等。此外，由于实行了所述电池包的分块加热和分块降温的功能，因此可选地对所述电池包模组彼此间按组地进行隔热，以防组彼此间在温度上互相影响。

参考图2，其示出了电池包用温度管理的另一种设计方案的示意图。从图2中能够看出，所述电池包冷却液分配单元100还具有电池加热器8、例如HVH（高电压加热器），其中，所述电池加热器8用于对冷却液进行加热，经过加热的冷却液进入冷却液流入管3、冷却板7和冷却液流出管4对所述电池包模组起到加热作用，所述电池加热器8布置在所述电池包壳体1的外部，所述电池加热器8相应具有冷却液流入联接端和冷却液流出联接端以用于分别与所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4的所述引出端连接，所述电池加热器8还具有冷却系统联接端以用于相应与所述整车冷却系统连接。

应当理解的是，在车辆领域中，所述整车冷却系统为本领域技术人员知晓的概念。由此，所述整车冷却系统能够包含诸如由风扇和散热器组成的散热模块、冷却系统管路、膨胀水壶等部件以及可能涉及到的所有可能使冷却液循环中温度升降的装置或者模块。

在图2所示出的实施方式中，所述电池包示例性地由四个电池包模组2、9、10、11构成。图2的实施方式与图1的实施方式的主要区别在于所述四个电池包模组2、9、10、11分别自成一组，也就是说，每个电池包模组均配属有一个所述冷却板7，由此可选地对所述电池包模组彼此间进行隔热，以防所述电池包模组彼此间在温度上互相影响。

当所述冷却液流入管3中的冷却液进入冷却液流入管3之后，在常规工况下，各冷却板7的所述冷却液流入管支路控制阀5和所述冷却液流出管支路控制阀6控制每个冷却液流入管支路和冷却液流出管支路均打开，故所述冷却液可以流经图示4个部分的所述电池包模组2、9、10、11。当在极寒地区（如中国东北、北极等）时，室外常温可能低于电池包的常规工作温度。如果此时温度低于-20度，则所述电池包的充放电能力是受限的。在配备所述电池加热器8的情况下，通常这种有限的电池能源会通过充电或者所述电池包的放电使仅有的能量用于所述电池加热器8，从而所述电池加热器8能够进行加热，经加热后的所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4中的温度上升，随着所述冷却液流经整个电池包的循环流动，使得整个电池包温度上升。但是由于大范围的加热，温度上升比较慢，故通过所述冷却液流入管支路控制阀5和所述冷却液流出管支路控制阀6的开闭的控制，可以控制被加热的电池包模组。当将电池加热器8仅用来加热部分电池包模组时（例如仅加热电池包模组2），由于集中了热量，所以被加热的电池包模组升温快，能够很快达到充放电的要求。当所述电池包模组2的温度达到一定程度后，可以开启后续电池包模组的加热，在图中的实施方式中即例如陆续地开启加热所述电池包模组9、10、11，让所述电池包的整体温度尽快达到工作的要求。

在所述电池包模组的布置方式方面，所述电池包模组能够按组彼此并排地布置，如图1所示的那样。这种并排可以按行并排也可以按列并排或者混合地并排。在如图2那样一个所述电池包模组一组的情况下，所述电池包模组也可以彼此并排地或环形地排布。特别地，在极度炎热等工况的情况下，优选地将各所述电池包模组中的一个电池包模组布置在中间，并且所述电池包模组中的其它电池包模组在这一个电池包模组的周围环绕地布置。这种布置方案能够较好地适用于在电池包温度会受环境温度影响比较大的情况。所述电池包本身在使用时会均匀发热，位于所述电池包边缘的所述电池包模组会由于环境温度的影响而可能存在温度稍微高于位于中间的电池包模组的情况。在这个时候，由于位于边缘的电池包模组单独控制冷却（如增加冷却液）且位于边缘的电池包模组的冷却液路独立于位于中间的电池包模组的冷却液路，可以通过调整位于边缘的电池包模组的冷却液路的冷却液流速/流量去加速位于边缘的电池包模组的冷却。

优秀的电池包的温度管理系统保证了每一个电池包模组的温度都是全年恒定的。即使是在极端炎热天气下大量使用电池包，也能够保证其及时的散热，以防止所述电池包的寿命减弱或者膨胀爆炸。而在极端寒冷的天气下大量使用电池包，则能够保证所述电池包的内部足够温暖，从而不会影响其性能与寿命。所述电池包的散热是用所述冷却液流经所述电池包的例如位于底部的与所述电池包模组例如直接接触的冷却板7，从而使所述电池包快速降温。

原则上，所述冷却液流入管支路控制阀5和所述冷却液流出管支路控制阀6能够分别为开关阀，以便使整个分配单元能够实现分循环（或者称为小循环）的工作。在一般的工况，就按照常规的温度管理设计方案那样，使所述电池包整体进行加热和降温；对于特殊工况，如极度严寒地区，在例如温度低于零下20摄氏度时，能够按照本实用新型的实施方式来开启小循环（即分组式加热），将所述电池加热器8产生的能量全部用于某一块/部分电池（即按组的电池包模组）的加热，那么该部分电池包模组能够快速地得到加热，从而快速地达到较好的放电功率。这个时候，这部分电池包模组产生的热量足够可以启动电机运转，实现车辆运行的功能。同时，在这部分电池包模组正常放电的情况下，相比于传统的整体式加热可以产生更多的热量。此时，可以开启大循环（即整体式加热），加热整个电池包，使电池包的功率逐步释放。这种温度管理设计方案能够集中仅有的能量用于局部电池的快速加热，使之达到最佳的工作状态以进行正常的充放电。随后，所释放的能量可以用于更多的电池包模组的加热。这样可以实现在整个电池包内的电池包模组的逐级放电。

当然，所述冷却液流入管支路控制阀5和所述冷却液流出管支路控制阀6也能够分别实施为节流阀。也就是说，不仅能够对所述电池包模组实行加热或冷却，而且能够附加地调整所述冷却液的流量和由此所述加热或冷却的程度。例如，所述电池包模组2首先进行小循环，在所述电池包模组2达到一定的放电功率时，通过位于所述电池包模组9处的节流阀逐渐打开所述电池包模组9处的冷却液流量，以便进而使所述电池包模组9逐渐提高其放电功率，以此类推。这种实施方式相较于上种实施方式能够实现在整个电池包内的电池包模组的更加细化的逐级放电。

所述节流阀能够例如为截止阀、蝶阀等。截止阀是使用最广泛的一种阀门之一，是指阀瓣（即所述截止阀的起关闭作用的部件）沿阀座中心线移动的阀门。由于开闭过程中阀瓣与密封面之间无相对滑动，因此密封面之间的摩擦力和磨损小，密封性能好，比较耐用，开启高度不大，制造容易，维修方便。所述截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。阀杆开启或关闭行程相对较短，并具有非常可靠的切断动作，使得这种阀门适合作为介质的切断及节流使用，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，故非常适合于对流量的调节使用。此外，在开闭过程中阀瓣行程小，故截止阀的高度较小。所述截止阀的具体形式包括但不限于直通式截止阀、直流式截止阀、角式截止阀、柱塞式截止阀。蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，是指关闭件（阀瓣或碟板）为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，所述蝶阀可以用于管道介质的开关控制。

如之前提及的那样，所述电池包的加热保暖由所述电池加热器8完成。可选地，所述电池加热器8的供电来自于其充电口的充电能量。或者所述电池加热器8的供电来自于所述电池包本身。在一些特别的情况下，比如用户必须尽快地使用车辆，此时时间有限、可供加热的时间较短，那么只有一部分电池包模组可以正常工作，而其它部分电池包模组的功能是受限的。在这种情况下，用自身一部分的电池包的能量产生热量给所述电池加热器8供电，进而通过所述电池加热器8继续加热其它部分电池包模组使得其也能正常工作，这实质上增加了续航里程。因为整体的电池包的寿命提高了。

需要说明的是，车辆例如新能源汽车如何在极端环境下进行充电也是车辆领域中的一个技术难点。由于汽车在电池充电时处于关闭状态，但是电池管理系统却需要在得知要进行充电的时候自动启动，并启动加热系统例如所述电池加热器8进行加热，从而保持所述电池包的内部温度。换句话说，在整辆车都处于睡眠状态的时候，所述电池包仍然是“醒着的”，即其处于随时待命的状态。由此，优选的是，在所述电池包充电初期，加热系统例如所述电池加热器8自动启动进行加热以保证所述电池包的温度。同时，所述电池包壳体1也需要较高的密封性以尽可能维持所述电池包的温度。

应当理解的是，所述电池管理系统BMS为本领域技术人员普遍知晓的概念，所述电池管理系统能够检测所述电池包模组的温度、剩余电量等以用于反馈给整车控制器，其同时接受整车的要求来管理和控制所述电池包。

应当理解的是，本实用新型的电池包冷却液分配单元100可装设在各种车辆、尤其新能源汽车上。所述新能源汽车例如包括混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、超级电容器汽车等等。因此，本实用新型的主题还旨在保护装设有根据本实用新型的电池包冷却液分配单元100的各种车辆。

具体地，根据本实用新型的所述车辆包括电池管理系统和整车冷却系统，其中，所述车辆还包括根据本实用新型的电池包冷却液分配单元100，其中，所述冷却液流入管3和所述冷却液流出管4的所述引出端与所述整车冷却系统相连接，在所述电池包模组处相应地布置有电池包模组温度传感器，所述电池管理系统（BMS）具有用于与所述电池包模组温度传感器连接的检测单元，并且用于在所述冷却液进行冷却循环的整个过程中通过调节所述冷却液流入管支路控制阀5和所述冷却液流出管支路控制阀6（在没有示出的实施方式中为所述冷却液流入管支路控制阀5或所述冷却液流出管支路控制阀6）对所述电池包模组进行温度管理。

不言而喻的是，所述检测单元能够以有线或无线的方式与所述电池包模组温度传感器连接，以用于与所述电池包模组温度传感器进行通讯。在配备有所述电池加热器8的情况下，所述电池加热器8的所述冷却系统联接端以用于相应与所述整车冷却系统连接。此外，控制阀的调节的具体手段为调节控制阀的开闭（在其为开关阀的情况下）或打开的程度（在其为节流阀的情况下）。

综上所述，通过将所述电池包分块地进行使用，可以使部分电池（即一个或多个所述电池包模组）快速达到最佳工作温度区域，进而进行正常且高效地放电。此外，也能够使得所述电池包模组本身温度恒定，避免因温度差异而产生寿命降低等的问题；分块后的电池包模组因为工作的次数有了差异，那么寿命也产生差异，节约了部分充电次数，从而有效提高了整体电池包的寿命。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。