喷溅浸没电池热管理系统以及控制方法与流程

1.本发明涉及车辆电池技术领域，具体而言，涉及一种喷溅浸没电池热管理系统以及控制方法。


背景技术：

2.动力电池作为新能源汽车的关键核心零部件，结构安全及热管理性能非常重要。目前主流的电池总成方案是标准模组或者ctp构型电池总成，这两种方案结构比较复杂，且存在两大问题：1.受制于z向布置高度限制，集成化低；2.热管理性能差，无法保证电池电芯之间和电芯内部的温度一致性。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种喷溅浸没电池热管理系统以及控制方法，以解决现有技术中电池热管理系统管理效率低的问题。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种喷溅浸没电池热管理系统，包括：箱体，箱体具有用于安装电池模组的容纳腔；进水系统，进水系统包括进水端和喷射端，进水端包括进水管，进水管与喷射端连通设置，喷射端设置于容纳腔内，且进水管从容纳腔内延伸至箱体外设置，喷射端设置有多个喷射部，多个喷射部中有的沿容纳腔底部的宽度和长度方向布置，有的喷射部沿容纳腔的侧壁的高度方向布置。
5.进一步地，进水管的端部设置有用于与外界水源连接的法兰接头。
6.进一步地，喷射端包括：u形管，u形管架设在箱体的其中一个侧壁上，u形管的第一端与进水管连接；竖直管，竖直管的第一端与u形管的第二端连接，竖直管的第二端朝向容纳腔的底部延伸设置，竖直管上开设有喷射部；竖直管的第二端设置有多个水平管，多个水平管的长度方向沿容纳腔的长度方向延伸设置，多个水平管沿容纳腔的宽度方向间隔地设置，多个水平管中至少一个水平管上开设有喷射部。
7.进一步地，容纳腔内设置有泄流槽，箱体外部设置有与泄流槽连通的泄流管，竖直管上开设多个喷射部，多个喷射部沿竖直管的长度方向间隔地设置，竖直管上距离容纳腔底部距离最远的喷射部的高度，大于泄流槽的最高高度设置。
8.进一步地，箱体具有侧壁，竖直管靠近侧壁设置，且从竖直管上的喷射部喷出的冷却液的方向与侧壁具有第一夹角地设置，其中，第一夹角位于95
°
至135
°
之间。
9.进一步地，箱体的侧壁上还设置有出水管，出水管与容纳腔连通设置，且出水管的最高出水点低于电池模组的电芯的最低点设置，或者，出水管的最高出水点高于电池模组的电芯的最低点设置。
10.进一步地，位于水平管上的喷射部喷出的冷却液的方向与容纳腔的底面具有第二夹角地设置，其中，第二夹角位于35
°
至45
°
之间。
11.进一步地，容纳腔的底部设置有电芯固定板，电芯固定板用于固定外部设置有绝缘结构的电芯，且电芯固定板上开设有溢流孔，以使电池模组的电芯完全浸泡在冷却液中。
12.根据本发明的另一方面，提供了一种电池热管理系统的控制方法，方法用于控制上述的喷溅浸没电池热管理系统，包括：接受模式请求指令，其中，请求指令用于请求电池热管理系统执行目标模式，目标模式包括如下至少之一：冷却工作模式、加热工作模式、保温工作模式、安全工作模式；响应请求指令，采集当前目标模式的电池模组的温度信息；判断温度信息是否满足预设条件；如果是，则退出当前目标模式。
13.进一步地，判断温度信息是否满足预设条件，包括：在当前目标模式为冷却工作模式的情况下，且th≤tyl-2℃时，退出当前模式；在当前目标模式为加热工作模式的情况下，且tn≥tyh+3℃时，退出当前模式；在当前目标模式为保温工作模式的情况下，且td≤tyb时，退出当前模式；在当前目标模式为安全工作模式的情况下，控制电池热管理系统的冷却液以最大流量模式进行工作，直至电池热管理系统失效后退出当前模式；其中，th为集到的电池模组的最高温度、tn为为集到的电池模组的最低温度、td＝th-tn、tyl为冷却工作模式阈值、tyh为加热模式阈值、tyb为保温工作模式阈值。
14.应用本发明的技术方案，在箱体内放置电池模组，将进水系统连通箱体，并在容纳腔内的进水管设置有多个喷射端。使得进水系统内的冷却液通过喷射端均匀的分布在箱体内。这样使得电池模组浸泡在冷却液内，增加了电池的散热能力，有效提高了电池热管理系统的管理效率。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
16.图1示出了根据本发明的一种喷溅浸没电池热管理系统的第一实施例的结构示意图；
17.图2示出了根据本发明的一种喷溅浸没电池热管理系统的第二实施例的结构示意图；
18.图3示出了根据本发明的一种进水系统的第一实施例的结构示意图；
19.图4示出了根据本发明的一种喷溅浸没电池热管理系统的第三实施例的结构示意图；
20.图5示出了根据本发明的一种喷溅浸没电池热管理系统的第四实施例的结构示意图；
21.图6示出了根据本发明的一种喷溅浸没电池热管理系统的第五实施例的结构示意图；
22.图7示出了根据本发明的一种电池热管理系统的控制方法的流程图。
23.其中，上述附图包括以下附图标记：
24.1、进水管；2、箱体侧边框；3、侧壁；4、出水管；5、泄流管；6、箱体；7、电芯固定板；8、电池模组；9、泄流槽；
25.101、法兰接头；102、u形管；103、竖直管；104、水平管。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
27.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
28.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
30.结合图1至图7所示，根据本技术的具体实施例，提供了一种喷溅浸没电池热管理系统。
31.具体地，一种喷溅浸没电池热管理系统，包括：箱体6和进水系统。箱体6具有用于安装电池模组8的容纳腔。进水系统包括进水端和喷射端，进水端包括进水管1，进水管1与喷射端连通设置，喷射端设置于容纳腔内，且进水管1从容纳腔内延伸至箱体6外设置，喷射端设置有多个喷射部，多个喷射部中有的沿容纳腔底部的宽度和长度方向布置，有的喷射部沿容纳腔的侧壁的高度方向布置。
32.本实施例中，如图1，图2所示，将进水系统连通箱体，并在容纳腔内的进水管设置有多个喷射端。使得进水系统内的冷却液通过喷射端均匀的分布在箱体内。这样使得电池模组浸泡在冷却液内，增加了电池的散热能力，有效提高了电池热管理系统的管理效率。
33.进一步地，进水管1的端部设置有用于与外界水源连接的法兰接头101。这样设置使得进水管通过法兰接头牢固的与外界水源接通，预防了漏水现象。
34.如图3所示，包括：u形管102，u形管102架设在箱体6的其中一个侧壁上，u形管102的第一端与进水管1连接；竖直管103，竖直管103的第一端与u形管102的第二端连接，竖直管103的第二端朝向容纳腔的底部延伸设置，竖直管103上开设有喷射部；竖直管103的第二端设置有多个水平管104，多个水平管104的长度方向沿容纳腔的长度方向延伸设置，多个水平管104沿容纳腔的宽度方向间隔地设置，多个水平管104中至少一个水平管104上开设有喷射部。这样设置使得外接水源通过进水管1经过u形管102流入竖直管103最后均匀的流入多个水平管104，并在水平管与竖直管上开设的多个喷射部可以均匀的电池模组进行进行外部水源的喷撒，使得电池模组温度一直保持一致性，提高了电池的散热效率。本实施例中，喷溅浸没电池热管理系统通过冷却液的完全浸没飞溅喷射实现对电池热管理的功能管
理，工作模式包括但不限于加热、冷却、保温、安全等。
35.如图4所示，内设置有泄流槽9，箱体6外部设置有与泄流槽9连通的泄流管5，竖直管103上开设多个喷射部，多个喷射部沿竖直管103的长度方向间隔地设置，竖直管103上距离容纳腔底部距离最远的喷射部的高度，大于泄流槽9的最高高度设置。这样设置有效的防止因外界液体过多二溢出箱体的现象。当外界液体累积到一定的高度可通过泄流槽流出。对电池起到了保护的作用。本实施例中箱体还包括箱体侧边框2
36.在本技术的另一实施例中，如图1、图5所示，竖直管103靠近侧壁3设置，且从竖直管103上的喷射部喷出的冷却液的方向与侧壁3具有第一夹角地设置，其中，第一夹角位于95
°
至135
°
之间。这样设置防止了喷射部喷出的冷却液流速过大对电池模组造成损害。
37.进一步地，如图5、图6所示，箱体6的侧壁上还设置有出水管4，出水管4与容纳腔连通设置，且出水管4的最高出水点低于电池模组的电芯的最低点设置，或者，出水管4的最高出水点高于电池模组的电芯的最低点设置。这样设置防止了因出水管开的过大箱体内冷却液全部流出而造成的电池散热效果太差。并且，也可以防止冷却液过多可通过出水管进行冷却液的泄流，防止液体溢出对电池造成损害。
38.具体地，位于水平管104上的喷射部喷出的冷却液的方向与容纳腔的底面具有第二夹角地设置，其中，第二夹角位于35
°
至45
°
之间。这样设置可使得电池模组更加均匀的受到冷却液的喷撒，提高了电池模组温度的一致性，并提高了电池模组的散热效率。
39.进一步地，容纳腔的底部设置有电芯固定板7，电芯固定板7用于固定外部设置有绝缘结构的电芯，且电芯固定板7上开设有溢流孔，以使电池模组的电芯完全浸泡在冷却液中。这样设置对电芯起到了支撑作用防止了电芯直接与进水管接触对电芯起到了保护作用，并且电芯固定板7上开设的溢流孔可将电池模组的底部也进行与冷却液的热交换，有效的提高了电池模组温度的一致性。
40.在本技术的另一实施例中，如图7所示，提供了一种电池热管理系统的控制方法，所述方法用于控制上述的喷溅浸没电池热管理系统，包括：s01接受模式请求指令，其中，所述请求指令用于请求所述电池热管理系统执行目标模式，所述目标模式包括如下至少之一：冷却工作模式、加热工作模式、保温工作模式、安全工作模式；s02响应所述请求指令，采集当前所述目标模式的所述电池模组的温度信息；s03判断所述温度信息是否满足预设条件；s04如果是，则退出当前所述目标模式。本技术可根据请求指令请求电池热管理系统执行的目标模式，使得电池模组保持温度一致，有效的提高了电池热管理系统管理效率。
41.进一步地，判断所述温度信息是否满足预设条件，包括：在当前所述目标模式为所述冷却工作模式的情况下，且th≤tyl-2℃时，退出当前模式；在当前所述目标模式为所述加热工作模式的情况下，且tn≥tyh+3℃时，退出当前模式；在当前所述目标模式为所述保温工作模式的情况下，且td≤tyb时，退出当前模式；在当前所述目标模式为所述安全工作模式的情况下，控制所述电池热管理系统的冷却液以最大流量模式进行工作，直至所述电池热管理系统失效后退出当前模式；其中，th为集到的电池模组的最高温度、tn为为集到的电池模组的最低温度、td＝th-tn、tyl为冷却工作模式阈值、tyh为加热模式阈值、tyb为保温工作模式阈值。这样设置使得根据采集到的电池模组温度进行工作模式请求，使得电池模组保持在一个稳定的温度环境中，有效的提高了电池热管理系统的管理效率。
42.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
43.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
44.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。