本發(fā)明涉及電池保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種動力電池系統(tǒng)的冷卻保護系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)和電動汽車。

背景技術(shù)：

動力電池系統(tǒng)是由眾多電池組構(gòu)成，由于個體性能及散熱狀態(tài)的差異，使得各電池組在使用過程中溫度不一致，進一步影響動力電池系統(tǒng)的運行狀態(tài)，加劇動力電池系統(tǒng)的短板效應(yīng)，降低動力電池系統(tǒng)的運行壽命。

現(xiàn)行的解決方案是對電池組進行風(fēng)冷處理方式或液冷處理方式，風(fēng)冷處理方式的設(shè)計方案簡單、附加重量輕，但由于其導(dǎo)熱性能差，難以有效的平衡各電池組的溫差。對于更高要求的動力電池系統(tǒng)往往采用液冷處理方式。但現(xiàn)有液冷處理方式的設(shè)計方案需要較大的水箱進行內(nèi)部循環(huán)，附加重量較大，不利于提高動力電池系統(tǒng)的能量密度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提供了一種動力電池系統(tǒng)的冷卻保護系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)和電動汽車，解決了現(xiàn)有液冷處理方式中因附加重量過大，電池系統(tǒng)的能量密度難以提高的技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供一種動力電池系統(tǒng)的冷卻保護系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)和電動汽車，方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供的動力電池系統(tǒng)的冷卻保護系統(tǒng)包括控制器、水泵以及水冷管路，其中：

所述水冷管路與所述水泵的進出水端、所述動力電池系統(tǒng)所屬車輛上的蒸發(fā)器均連接，且所述水泵、所述蒸發(fā)器以及所述水冷管路形成供水循環(huán)流動的冷卻回路；

所述控制器與所述水泵的控制端、所述動力電池系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)均連接，且所述控制器用于根據(jù)所述電池管理系統(tǒng)采集到的溫度控制所述水泵的運行。

可選的，冷卻保護系統(tǒng)還包括流量控制器；所述流量控制器通過其進出水端連接至所述水泵和所述蒸發(fā)器之間的任意一側(cè)的水冷管路上，所述流量控制器、所述水泵、所述蒸發(fā)器以及所述水冷管路形成供水循環(huán)流動的冷卻回路；所述控制器與所述流量控制器的控制端連接，所述控制器還用于根據(jù)所述電池管理系統(tǒng)采集到的溫度控制所述流量控制器的流量大小。

可選的，冷卻保護系統(tǒng)還包括兩個三通電磁閥，其中一個三通電磁閥通過該三通電磁閥的第一進出水端和第二進出水端連接至所述水泵和所述蒸發(fā)器之間的一側(cè)的水冷管路上，另一個三通電磁閥通過該另一個三通電磁閥的第一進出水端和第二進出水端連接至所述水泵和所述蒸發(fā)器之間的另一側(cè)的水冷管路上，且兩個三通電磁閥的第三進出水端連通；兩個三通電磁閥的第一進出水端、兩個三通電磁閥的第二進出水端、所述水泵、所述蒸發(fā)器以及所述水冷管路形成供水循環(huán)流動的冷卻回路；兩個三通電磁閥的第一進出水端、兩個三通電磁閥的第三進出水端、所述水泵以及所述水冷管路形成供水循環(huán)流動的保溫回路；

所述控制器與兩個三通電磁閥的控制端均連接，且所述控制器還用于在所述電池管理系統(tǒng)采集到的溫度在第一預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)時，使每一個三通電磁閥的第一進出水端和第三進出水端連通，在所述電池管理系統(tǒng)采集到的溫度大于所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最大值時，使每一個三通電磁閥的第一進出水端和第二進出水端連通。

可選的，冷卻保護系統(tǒng)還包括流量控制器，所述流量控制器通過其進出水端連接至所述水泵和兩個三通電磁閥中任意一個三通電磁閥之間的水冷管路上；所述流量控制器、兩個三通電磁閥的第一進出水端、兩個三通電磁閥的第二進出水端、所述水泵、所述蒸發(fā)器以及所述水冷管路形成供水循環(huán)流動的冷卻回路；所述流量控制器、兩個三通電磁閥的第一進出水端、兩個三通電磁閥的第三進出水端、所述水泵以及所述水冷管路形成供水循環(huán)流動的保溫回路；所述控制器與所述流量控制器的控制端連接，所述控制器還用于根據(jù)所述電池管理系統(tǒng)采集到的溫度控制所述流量控制器的流量大小。

可選的，冷卻保護系統(tǒng)還包括外接接頭開關(guān)，所述外接接頭開關(guān)連接在所述水泵和兩個三通電磁閥中任意一個三通電磁閥之間的水冷管路上，且所述外接接頭開關(guān)適于連接至非車載的外循環(huán)系統(tǒng)連接；其中，所述外循環(huán)系統(tǒng)包括制冷裝置或制熱裝置，所述外循環(huán)系統(tǒng)還包括與所述制冷裝置或所述制熱裝置連接的水箱以及連接水箱和所述外接接頭開關(guān)的進水管和出水管；

所述控制器還用于在所述電池管理系統(tǒng)采集到的溫度超出預(yù)設(shè)的第二預(yù)設(shè)溫度范圍時，使每一個三通電磁閥的第一進出水端和第二進出水端連通，且使所述外接接頭開關(guān)打開；

其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最大值小于所述第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最大值，且所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值大于所述第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值。

可選的，所述控制器還用于在所述電池管理系統(tǒng)采集到的溫度小于所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值且大于或等于所述第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值時，控制所述水泵停止。

可選的，冷卻保護系統(tǒng)還包括電源，所述電源連接在所述水泵的控制端和所述控制器之間。

第二方面，本發(fā)明提供的動力電池系統(tǒng)包括至少一個電池組以及與所述至少一個電池組連接的電池管理系統(tǒng)，還包括上述冷卻保護系統(tǒng)。

第三方面，本發(fā)明提供的電動汽車包括蒸發(fā)器，還包括上述動力電池系統(tǒng)。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的動力電池系統(tǒng)的冷卻保護系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)和電動汽車，水泵為水冷管路中的水循環(huán)提供動力，當(dāng)水輸送至蒸發(fā)器內(nèi)時，通過蒸發(fā)器的蒸發(fā)將熱量釋放至車外，進而當(dāng)水從蒸發(fā)器輸出時，水溫便低，從而可以利用冷卻后的水對電池組進行降溫。由于水冷管路所連接的電池管理系統(tǒng)、蒸發(fā)器均是現(xiàn)有車輛上的裝置，其中僅僅是利用車輛上的蒸發(fā)器與水冷管路連接，與水泵一起形成冷卻回路，而控制器與車輛上的電池管理系統(tǒng)連接，直接獲取電池管理系統(tǒng)采集的溫度進行控制，因此本實施例相對于現(xiàn)有的液冷方式，沒有附加的車載水箱、制冷裝置等設(shè)備，因此附加重量不大，有利于提高動力電池系統(tǒng)的能量密度。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發(fā)明一實施例中冷卻保護系統(tǒng)與蒸發(fā)器、電池管理系統(tǒng)的連接示意圖；

附圖標(biāo)記說明：

1-水冷管路；2-水泵；21-水泵的控制端；22-電源；3-控制器；4-蒸發(fā)器；5-電池管理系統(tǒng)；6-流量控制器；61-流量控制器的控制端；7-三通電磁閥；71-第一進出水端；72-第二進出水端；73-第三進出水端；74-三通電磁閥的控制端；8-外接接頭開關(guān)；9-外循環(huán)系統(tǒng)。

具體實施方式

下面將結(jié)合本公開實施例中的附圖，對本發(fā)明公開實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒竟_中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本公開保護的范圍。

實施例1

本發(fā)明實施例提供一種動力電池系統(tǒng)的冷卻保護系統(tǒng)，如圖1所示，該冷卻保護系統(tǒng)包括：控制器3、水泵2以及水冷管路1，其中：

所述水冷管路1與所述水泵2的進出水端、所述動力電池系統(tǒng)所屬車輛上的蒸發(fā)器4均連接，且所述水泵2、所述蒸發(fā)器4以及所述水冷管路1形成供水循環(huán)流動的冷卻回路；

所述控制器3與所述水泵2的控制端21、所述動力電池系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)5均連接，且所述控制器3用于根據(jù)所述電池管理系統(tǒng)5采集到的溫度控制所述水泵2的運行。

可理解的是，其中的電池管理系統(tǒng)5，即為BMS系統(tǒng)，作為集成電路，用于采集電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù)，以對電池組進行狀態(tài)監(jiān)控。

本實施例提供的動力電池系統(tǒng)的冷卻保護系統(tǒng)，水泵2為水冷管路1中的水循環(huán)提供動力，當(dāng)水輸送至蒸發(fā)器4內(nèi)時，通過蒸發(fā)器4的蒸發(fā)將熱量釋放至車外，進而當(dāng)水從蒸發(fā)器4輸出時，水溫便低，從而可以利用冷卻后的水對電池組進行降溫。由于水冷管路1所連接的電池管理系統(tǒng)5、蒸發(fā)器4均是現(xiàn)有車輛上的裝置，其中僅僅是利用車輛上的蒸發(fā)器4與水冷管路1連接，與水泵2一起形成冷卻回路，而控制器3與車輛上的電池管理系統(tǒng)5連接，直接獲取電池管理系統(tǒng)5采集的溫度進行控制，因此本實施例相對于現(xiàn)有的液冷方式，沒有附加的車載水箱、制冷裝置等設(shè)備，因此附加重量不大，有利于提高動力電池系統(tǒng)的能量密度。

實施例2

在上述實施例1的基礎(chǔ)上，如圖1所示，本實施例提供的冷卻保護系統(tǒng)還包括流量控制器6；所述流量控制器6通過其進出水端連接至所述水泵2和所述蒸發(fā)器4之間的任意一側(cè)的水冷管路1上，所述流量控制器6、所述水泵2、所述蒸發(fā)器4以及所述水冷管路1形成供水循環(huán)流動的冷卻回路；所述控制器3與所述流量控制器6的控制端61連接，所述控制器3還用于根據(jù)所述電池管理系統(tǒng)5采集到的溫度控制所述流量控制器6的流量大小。

這里，在上述冷卻回路中設(shè)置一流量控制器6，利用控制器3對流量進行控制。例如，當(dāng)電池組表面溫度較高，在利用冷卻回路進行降溫的過程中，溫度下降的速度過慢，則可以通過增大流量的方式加快電池組表面溫度的降低，從而使得溫度的調(diào)節(jié)更加靈活。

與上一實施例同樣的，本實施例相對于現(xiàn)有的液冷方式，沒有附加的車載水箱、制冷裝置等設(shè)備，因此附加重量不大，有利于提高動力電池系統(tǒng)的能量密度。

實施例3

在上述實施例1的基礎(chǔ)上，如圖1所示，本實施例提供的冷卻保護系統(tǒng)還包括兩個三通電磁閥7，其中一個三通電磁閥7通過該三通電磁閥7的第一進出水端71和第二進出水端72連接至所述水泵2和所述蒸發(fā)器4之間的一側(cè)的水冷管路1上，另一個三通電磁閥7通過該另一個三通電磁閥7的第一進出水端71和第二進出水端72連接至所述水泵2和所述蒸發(fā)器4之間的另一側(cè)的水冷管路1上，且兩個三通電磁閥7的第三進出水端73連通；兩個三通電磁閥7的第一進出水端71、兩個三通電磁閥7的第二進出水端72、所述水泵2、所述蒸發(fā)器4以及所述水冷管路1形成供水循環(huán)流動的冷卻回路；兩個三通電磁閥7的第一進出水端71、兩個三通電磁閥7的第三進出水端73、所述水泵2以及所述水冷管路1形成供水循環(huán)流動的保溫回路；所述控制器3與兩個三通電磁閥7的控制端74均連接，且所述控制器3還用于在所述電池管理系統(tǒng)5采集到的溫度在第一預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)時，使每一個三通電磁閥7的第一進出水端71和第三進出水端73連通，在所述電池管理系統(tǒng)5采集到的溫度大于所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最大值時，使每一個三通電磁閥7的第一進出水端71和第二進出水端72連通。

可理解的是，所謂的三通電磁閥7實際上是有三個進出水端：第一進出水端71、第二進出水端72、第三進出水端73。保溫回路中由于沒有蒸發(fā)器4，因此不會對管路中的水降溫，而是對電池組起到保溫的作用。當(dāng)每個三通電磁閥7的第一進出水端71和第二進出水端連通時，冷卻回路導(dǎo)通，因此此時可以利用冷卻回路進行降溫。當(dāng)每個三通電磁閥7的第一進出水端71和第三進出水端連通時，保溫回路導(dǎo)通，因此此時可以利用保溫回路進行保溫。

舉例來說，將上述第一預(yù)設(shè)溫度范圍設(shè)置為電池組的正常工作溫度范圍，在正常工作溫度范圍內(nèi)，控制器3根據(jù)電池管理系統(tǒng)5采集的溫度得知當(dāng)前電池組處于正常工作狀態(tài)，便通過每一三通電池閥的控制端74控制該三通電磁閥7的第一進出水端71和第三進出水端73連通，此時保溫回路導(dǎo)通，然后利用該保溫回路對電池組保溫。所謂的保溫過程，實際上是當(dāng)電池組溫度稍微高于回路中的水溫時，回路中的水溫把電池組溫度降低下來。當(dāng)電池組溫度稍微低于回路中的水溫時，回路中的水溫把電池組的水溫升高一點，從而保持電池組的溫度在一個正常范圍內(nèi)。當(dāng)時當(dāng)電池組高于該正常工作溫度范圍的最大值時，也就是說，超出正常工作溫度范圍時，控制器3便通過每一個三通電磁閥7的控制端74控制該三通電池閥的第一進出水端71和第二進出水端72連通，此時冷卻水路導(dǎo)通，利用回路中的蒸發(fā)器4對水進行降溫，進而對電池組進行降溫?？梢?，這里通過三通電磁閥7可以實現(xiàn)對兩種回路的切換，實現(xiàn)對不同溫度狀態(tài)下的調(diào)節(jié)。

當(dāng)然，還可以參考實施例2，在本實施例中增加一流量控制器6，具體為：流量控制器6通過其進出水端連接至所述水泵2和兩個三通電磁閥7中任意一個三通電磁閥7之間的水冷管路1上；所述流量控制器6、兩個三通電磁閥7的第一進出水端71、兩個三通電磁閥7的第二進出水端72、所述水泵2、所述蒸發(fā)器4以及所述水冷管路1形成供水循環(huán)流動的冷卻回路；所述流量控制器6、兩個三通電磁閥7的第一進出水端71、兩個三通電磁閥7的第三進出水端73、所述水泵2以及所述水冷管路1形成供水循環(huán)流動的保溫回路；所述控制器3與所述流量控制器6的控制端61連接，所述控制器3還用于根據(jù)所述電池管理系統(tǒng)5采集到的溫度控制所述流量控制器6的流量大小。

這里，由于流量控制器6設(shè)置在所述水泵2和兩個三通電磁閥7中任意一個三通電磁閥7之間的水冷管路1上，因此流量控制器6既參與冷卻回路，又參與了保溫回路，因此不僅在冷卻過程中可以控制流量，也可以在保溫過程中控制流量。

在本實施例中，無論是否設(shè)置流量控制器6，為了對電池溫度進行進一步調(diào)節(jié)，冷卻保護系統(tǒng)還可以包括外接接頭開關(guān)8，所述外接接頭開關(guān)8連接在所述水泵2和兩個三通電磁閥7中任意一個三通電磁閥7之間的水冷管路1上，且所述外接接頭開關(guān)8適于連接至非車載的外循環(huán)系統(tǒng)9連接；其中，所述外循環(huán)系統(tǒng)9包括制冷裝置或制熱裝置，所述外循環(huán)系統(tǒng)9還包括與所述制冷裝置或所述制熱裝置連接的水箱以及連接水箱和所述外接接頭開關(guān)8的進水管和出水管；所述控制器3還用于在所述電池管理系統(tǒng)5采集到的溫度超出預(yù)設(shè)的第二預(yù)設(shè)溫度范圍時，使每一個三通電磁閥7的第一進出水端71和第二進出水端72連通，且使所述外接接頭開關(guān)8打開；其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最大值小于所述第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最大值，且所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值大于所述第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值。

可理解的是，所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最大值小于所述第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最大值，且所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值大于所述第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值，是指第一預(yù)設(shè)溫度范圍落在第二溫度范圍內(nèi)。

可理解的是，由于所述外循環(huán)系統(tǒng)9包括制冷裝置或制熱裝置，所述外循環(huán)系統(tǒng)9還包括與所述制冷裝置或所述制熱裝置連接的水箱以及連接水箱和所述外接接頭開關(guān)8的進水管和出水管，因此水泵2、外接接頭開關(guān)8、水箱的進水管、水箱、制冷裝置或所述制熱裝置、水箱的出水管以及水冷管路1形成一個外部熱管理回路。當(dāng)溫度超出預(yù)設(shè)的第二預(yù)設(shè)溫度范圍時，控制器3控制外接接頭開關(guān)8打開，且每一個三通電磁閥7的第一進出水端71和第二進出水端72連通，利用外循環(huán)系統(tǒng)9中的制冷裝置或制熱裝置為電池組進行制冷或制熱。

舉例來說，當(dāng)溫度高于第二預(yù)設(shè)范圍的最大值時，使車輛停車，人為將外接接頭開關(guān)8與外循環(huán)系統(tǒng)9連接，然后利用外循環(huán)系統(tǒng)9中的制冷裝置為電池組制冷?；蛘?，當(dāng)溫度低于第二預(yù)設(shè)范圍的最小值時，使車輛停車，人為將外接接頭開關(guān)8與外循環(huán)系統(tǒng)9連接，然后利用外循環(huán)系統(tǒng)9中的制熱裝置為電池組制熱。

由于外循環(huán)系統(tǒng)9為非車載裝置，可以設(shè)置在某一站點，因此沒有增加電池系統(tǒng)的附加重量，沒有降低電池系統(tǒng)的能量密度。

在上述過程中，還存在一種情況，就是當(dāng)電池組的溫度小于所述第一預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值且大于或等于所述第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值的情況，此時，電池組的溫度比正常的工作溫度范圍低，但是要大于或等于比較危險的第二預(yù)設(shè)溫度范圍的最小值，此時可以借助電池組自身供電所產(chǎn)生的熱量來提高表面溫度，因此此時可以控制所述水泵2停止。應(yīng)當(dāng)知道的是，當(dāng)水泵2停止時，不論是哪個回路都不能起作用。

與實施例1同樣的，本實施例相對于現(xiàn)有的液冷方式，沒有附加的車載水箱、制冷裝置等設(shè)備，因此附加重量不大，有利于提高動力電池系統(tǒng)的能量密度。

實施例4

在上述任一實施例的基礎(chǔ)上，如圖1所示，本實施例提供的冷卻保護系統(tǒng)還包括電源22，所述電源22連接在所述水泵2的控制端21和所述控制器3之間。在本實施例中，利用電源22為控制器3和水泵2供電，保證控制器3和電源22的正常運行。

與實施例1同樣的，本實施例相對于現(xiàn)有的液冷方式，沒有附加的車載水箱、制冷裝置等設(shè)備，因此附加重量不大，有利于提高動力電池系統(tǒng)的能量密度。

實施例5

本實施例提供一種動力電池系統(tǒng)，該動力電池系統(tǒng)包括至少一個電池組以及與所述至少一個電池組連接的電池管理系統(tǒng)5，還包括上述任一實施例中的冷卻保護系統(tǒng)。

可理解的是，本實施例中提供的動力電池系統(tǒng)包括上述任一實施例中的冷卻保護系統(tǒng)，因此有關(guān)內(nèi)容的解釋、舉例說明、可選實施例方式、有益效果等部分可以參考上述實施例1～4，這里不再贅述。

實施例6

本實施例提供一種電動汽車，包括蒸發(fā)器4，還包括實施例5中的動力電池系統(tǒng)。

可理解的是，本實施例中提供的動力電池系統(tǒng)包括實施例5中的動力電池系統(tǒng)，而實施例5中的動力電池系統(tǒng)包括上述實施例1～4中任一冷卻保護系統(tǒng)，因此有關(guān)內(nèi)容的解釋、舉例說明、可選實施例方式、有益效果等部分可以參考上述實施例1～4，這里不再贅述。

綜上所述：

本發(fā)明實施例提供的動力電池系統(tǒng)的冷卻保護系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)和電動汽車，水泵為水冷管路中的水循環(huán)提供動力，當(dāng)水輸送至蒸發(fā)器內(nèi)時，通過蒸發(fā)器的蒸發(fā)將熱量釋放至車外，進而當(dāng)水從蒸發(fā)器輸出時，水溫便低，從而可以利用冷卻后的水對電池組進行降溫。由于水冷管路所連接的電池管理系統(tǒng)、蒸發(fā)器均是現(xiàn)有車輛上的裝置，其中僅僅是利用車輛上的蒸發(fā)器與水冷管路連接，與水泵一起形成冷卻回路，而控制器與車輛上的電池管理系統(tǒng)連接，直接獲取電池管理系統(tǒng)采集的溫度進行控制，因此本實施例相對于現(xiàn)有的液冷方式，沒有附加的車載水箱、制冷裝置等設(shè)備，因此附加重量不大，有利于提高動力電池系統(tǒng)的能量密度。

另外，本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。