一種具有排水功能的動力電池裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有排水功能的動力電池裝置及其控制方法，裝置包括電池箱體和電池箱體內(nèi)的動力電池模塊，所述電池箱體和動力電池模塊之間設(shè)有排水裝置；所述電池箱體上設(shè)有進風口和出風口，氣體通過所述進風口和出風口之間的風道流通；排水裝置包括排水管路，所述排水管路上設(shè)有1#電磁閥和2#電磁閥，所述1#電磁閥和2#電磁閥之間設(shè)有水量傳感器，所述2#電磁閥通過緩沖罐與真空泵相連接，所述電池箱體的底部采用水分積聚結(jié)構(gòu)。在整車行駛過程中、整車停駛后和排水過程中通過整車控制實現(xiàn)電池箱體的排水，有效解決了風冷散熱所帶來的水汽在電池包內(nèi)凝結(jié)以及通過其他方式不慎進入電池箱體內(nèi)部的水的及時排出。
【專利說明】一種具有排水功能的動力電池裝置及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域，具體涉及一種具有排水功能的動力電池裝置及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]動力電池作為電動汽車的動力源，是電動汽車的核心零部件之一。動力電池充放電過程中會產(chǎn)生大量的熱量，若產(chǎn)生熱量無法及時排出，會導(dǎo)致動力電池的局部溫度分布不均衡進而影響動力電池的充放電性能和使用壽命，甚至?xí)绊憚恿ζ嚨目煽啃院桶踩?，因此對動力電池進行有效的熱管理是非常必要的。
[0003]目前對動力電池的熱管理方法主要包括風冷、液冷和使用相變材料等，風冷是最常用的一種散熱方法，不過風冷散熱會在一定程度上將外界空氣中的水汽帶入電池包，部分水汽最終會凝結(jié)留在電池包內(nèi)，會導(dǎo)致箱體絕緣性能降低；另外，如果電池箱體的防水等級不夠，還可能發(fā)生箱體不慎進水的狀況產(chǎn)生安全隱患。因此對動力電池的排水功能研究成為了亟待解決的關(guān)鍵問題。
[0004]發(fā)明專利(CN101924259B)公開了一種具有溫差控制功能的動力電池雙循環(huán)風冷散熱方法和裝置，采用了內(nèi)箱和外箱的設(shè)計，內(nèi)箱裝電池，外箱作為風道，通過冷卻外循環(huán)將內(nèi)部的熱量傳到外部空氣中去以達到散熱的目的，同時起到了防水的目的。但是該裝置中空氣與電池并不是直接接觸，散熱效果并不理想，且外箱和內(nèi)箱的設(shè)計使動力電池的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，成本相應(yīng)提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有排水功能的動力電池裝置及其控制方法，通過對不同工況下采取的控制方法，實現(xiàn)電池包內(nèi)水分的及時排出。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為:一種具有排水功能的動力電池裝置，包括電池箱體和電池箱體內(nèi)的動力電池模塊，所述電池箱體和動力電池模塊之間設(shè)有排水裝置；所述電池箱體上設(shè)有進風口和出風口，氣體通過所述進風口和出風口之間的風道流通；排水裝置包括排水管路，所述排水管路上設(shè)有1#電磁閥和2#電磁閥，所述1#電磁閥和2#電磁閥之間設(shè)有水量傳感器，所述2#電磁閥通過緩沖罐與真空泵相連接，所述電池箱體的底部采用水分積聚結(jié)構(gòu)。
[0007]所述水分積聚結(jié)構(gòu)為錐形、坡形或凹弧形結(jié)構(gòu)。
[0008]所述電磁閥為直流電磁閥，所述直流電磁閥為直動式電磁閥或者分步直動式電磁閥。
[0009]所述電磁閥的通徑< 25mm。
[0010]所述水量傳感器為水位傳感器。
[0011]所述真空泵為葉片式真空泵，所述葉片式真空泵為整車制動助力真空泵。
[0012]所述緩沖罐上設(shè)有將水直接排出動力電池裝置的排水閥。
[0013]一種具有排水功能的動力電池裝置的控制方法，所述電池裝置的熱管理方式為直接風冷，包括在整車行駛過程中、整車停駛后和排水過程中通過整車控制實現(xiàn)排水功能的控制方法，其中:
[0014]整車行駛過程中，動力電池系統(tǒng)正常工作，整車控制1#電磁閥開啟、2#電磁閥關(guān)閉，由于風冷散熱在所述電池裝置內(nèi)凝結(jié)的水汽與通過其他方式不慎進入電池裝置內(nèi)的水一起流入排水裝置的排水管路中；
[0015]整車停駛后，動力電池系統(tǒng)停止工作，水量傳感器對所述排水管路中的水量進行檢測，當所述水量達到啟動排水預(yù)定值時，整車控制1#電磁閥關(guān)閉、2#電磁閥開啟，同時開啟真空泵，所述真空泵將排水管路中的水吸入緩沖罐中；
[0016]排水過程中，所述水量傳感器繼續(xù)對排水管路中的水量進行檢測，當水量達到停止排水預(yù)定值時，所述真空泵停止工作，同時整車控制2#電磁閥關(guān)閉、1#電磁閥開啟，排水結(jié)束。
[0017]所述啟動排水預(yù)定值為0.2?Icm之間的值,所述停止排水預(yù)定值為O?0.2cm之間的值。
[0018]通過緩沖罐上設(shè)有的排水閥將所述緩沖罐內(nèi)的水直接排出。
[0019]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:排水裝置使得電動汽車能及時排走動力電池裝置內(nèi)部積聚的水，克服了直接風冷所帶來的防水難題，因此電池可以采用直接風冷散熱的熱管理方式；同時對于不慎進入電池內(nèi)部的水，該裝置同樣能及時將水排出。此外，還借用了整車的制動助力真空泵系統(tǒng)，設(shè)計巧妙新穎，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，且排水效果明顯，保證了“直接風冷散熱”的熱管理方式的可操作性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]當結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。
[0021]圖1為本發(fā)明一種具有排水功能的動力電池裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明一種具有排水功能的動力電池裝置的排水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:1、電池箱體2、動力電池模塊3、進風口 4、出風口 5、風道6、排水裝置7、排水管路8、1#電磁閥9、水量傳感器10、2#電磁閥11、緩沖罐12、真空泵。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0025]如圖1所示的具有排水功能的動力電池裝置，包括電池箱體1、動力電池模塊2、進風口 3、出風口、風道5和排水裝置6，進一步如圖2所示，排水裝置6包括排水管路7、1#電磁閥8、水量傳感器9、2#電磁閥10、緩沖罐11和真空泵12。
[0026]動力電池排水裝置的熱管理方式為風冷，優(yōu)選直接風冷方式，且電池箱體I內(nèi)部的溫度需最好控制在一定的溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選O?60°C ;為了保證電池箱體I內(nèi)部積聚的水可以流入排水裝置6中，電池箱體I的底部采用易于水分積聚的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如錐形、坡形或凹弧形等結(jié)構(gòu)，1#電磁閥8和2#電磁閥10均為直流電磁閥，優(yōu)選為直動式電磁閥或者分步直動式電磁閥，電磁閥的通徑需< 25mm ;位于1#電磁閥8和2#電磁閥10之間的水量傳感器9優(yōu)選為水位傳感器，當排水管路7內(nèi)的水位達到預(yù)定值時，排水裝置6開始工作。.
[0027]緩沖罐11直接與2#電磁閥10和真空泵12相連，目的是防止排水管路6中的水直接進入真空泵12中。
[0028]也可以進一步設(shè)置排水閥(未標出)，排水裝置6結(jié)束工作后，可通過排水閥將水直接排出。
[0029]真空泵12為葉片式真空泵，可以直接利用整車的制動助力真空泵，排水裝置6啟動時，真空泵12工作并將排水管路7中的水吸入緩沖罐11中。
[0030]以下通過兩個【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的排水控制策略:
[0031]實施例1
[0032]搭載于純電動汽車上的動力電池系統(tǒng)的額定電壓320V，容量80Ah，動力電池箱體I采用直接風冷散熱方式，底部采用錐形結(jié)構(gòu)設(shè)計，整車正常行駛過程中的環(huán)境溫度為-10°c，風冷氣體溫度為20°C，風冷氣體接觸電池箱體I的箱體壁產(chǎn)生冷凝水，并經(jīng)由錐形箱體底面進入排水裝置6中；整車停駛后，水量傳感器11檢測排水管路7中的水量，未達到排水水位預(yù)定值(0.5cm)，整車正常下電；20d后，水量傳感器9檢測到排水管路7中的水位達到了 0.5cm，整車控制1#電磁閥8關(guān)閉，、2#電磁閥10開啟，之后控制制動助力真空泵工作，排水管路7中的水被抽入緩沖罐11中，當水量傳感器9檢測到排水管路7中的水位低于0.1cm時，整車控制制動助力真空泵停止工作，同時控制1#電磁閥8開啟、2#電磁閥10關(guān)閉，整車可以正常下電。整車正常下電后，通過緩沖罐11上的排水閥最終將水排出，排水結(jié)束。
[0033]實施例2
[0034]搭載于純電動汽車上的動力電池系統(tǒng)額定電壓320V，容量80Ah，動力電池箱體I的底部采用錐形結(jié)構(gòu)設(shè)計，整車正常行駛過程中遇到暴雨天氣并且路面嚴重積水，導(dǎo)致有水不慎進入動力電池箱體I的內(nèi)部，并經(jīng)由錐形箱體底面進入排水裝置6中；整車停駛后，水量傳感器9檢測到排水管路中的水位超過預(yù)先設(shè)定值(0.5cm)，整車控制1#電磁閥8關(guān)閉、2#電磁閥10開啟，之后控制制動助力真空泵12工作，排水管路7中的水被抽入緩沖罐11中,直至水量傳感器9檢測到排水管路中的水位低于0.1cm時，整車控制制動助力真空泵12停止工作，同時控制1#電磁閥8開啟、2#電磁閥10關(guān)閉，整車可以正常下電。整車下電后，通過緩沖罐11上的排水閥將水最終排出，排水結(jié)束。
[0035]可以看出，本發(fā)明同時解決了由于風冷散熱所帶來的水汽在電池包內(nèi)凝結(jié)和其他方式不慎進入電池內(nèi)部的水的及時排出，保證了整車的行駛安全，鞏固了直接風冷的熱管理方式的可靠性。
[0036]如上所述，對本發(fā)明的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果、對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有排水功能的動力電池裝置，其特征在于，包括電池箱體和電池箱體內(nèi)的動力電池模塊，所述電池箱體和動力電池模塊之間設(shè)有排水裝置；所述電池箱體上設(shè)有進風口和出風口，氣體通過所述進風口和出風口之間的風道流通；排水裝置包括排水管路，所述排水管路上設(shè)有1#電磁閥和2#電磁閥，所述1#電磁閥和2#電磁閥之間設(shè)有水量傳感器，所述2#電磁閥通過緩沖罐與真空泵相連接，所述電池箱體的底部采用水分積聚結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有排水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述水分積聚結(jié)構(gòu)為錐形、坡形或凹弧形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有排水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述電磁閥為直流電磁閥，所述直流電磁閥為直動式電磁閥或者分步直動式電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有排水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述電磁閥的通徑< 25_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有排水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述水量傳感器為水位傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有排水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述真空泵為葉片式真空泵，所述葉片式真空泵為整車制動助力真空泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有排水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述緩沖罐上設(shè)有將水直接排出動力電池裝置的排水閥。
8.一種具有排水功能的動力電池裝置的控制方法，其特征在于，所述電池裝置的熱管理方式為直接風冷，在整車行駛過程中、整車停駛后和排水過程中通過整車控制實現(xiàn)排水功能的控制方法，其中: 整車行駛過程中,動力電池系統(tǒng)正常工作,整車控制1#電磁閥開啟、2#電磁閥關(guān)閉，由于風冷散熱在所述電池裝置內(nèi)凝結(jié)的水汽與通過其他方式不慎進入電池裝置內(nèi)的水一起流入排水裝置的排水管路中； 整車停駛后，動力電池系統(tǒng)停止工作，水量傳感器對所述排水管路中的水量進行檢測，當所述水量達到啟動排水預(yù)定值時，整車控制1#電磁閥關(guān)閉、2#電磁閥開啟，同時開啟真空泵，所述真空泵將排水管路中的水吸入緩沖罐中； 排水過程中，所述水量傳感器繼續(xù)對排水管路中的水量進行檢測，當水量達到停止排水預(yù)定值時，所述真空泵停止工作，同時整車控制2#電磁閥關(guān)閉、1#電磁閥開啟，排水結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有排水功能的動力電池裝置的控制方法，其特征在于，所述啟動排水預(yù)定值為0.2?Icm之間的值,所述停止排水預(yù)定值為O?0.2cm之間的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有排水功能的動力電池裝置的控制方法，其特征在于，通過緩沖罐上設(shè)有的排水閥將所述緩沖罐內(nèi)的水直接排出。
【文檔編號】H01M10/48GK104051684SQ201410235753
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】詹文章, 俞會根, 向晉, 盛軍 申請人:北京新能源汽車股份有限公司