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一种电池系统及车辆的制作方法

专利2023-09-22  25



1.本发明涉及一种电池系统及车辆,属于新能源汽车动力电池安全防护领域。


背景技术:

2.空气中水分含量会随着温度下降降低,当一定温度和湿度的空气遇到温度较低的物体表面,物体表面周围空气温度降低至气体饱和度以下,就会在物体表面形成凝露。凝露需要同时满足温差及气体湿度2个条件,液冷电池冷却液温度通常设置在5~25℃左右,液冷系统开启时冷板及冷板附近的零部件表面温度在此范围附近,在高温高湿的环境中,电池包自身需要与外界环境进行气压平衡,就会吸入一定湿度的空气,当高湿的空气遇到冷的物体表面就会在电池包内凝露。
3.随着液冷电池系统在新能源汽车的大规模应用,电池包凝露问题日益凸显,在高温高湿的环境下,电池液冷系统长期运营后出现凝露导致的温度跳变、电压跳变、电池包绝缘故障,售后维修及更换电池包费用昂贵。
4.公开号为cn110137408a的专利文件提出了一种带除湿功能的电池包,需要在电池下方安装空气干燥箱及水箱,电池上方设置至少5个出风口,电池下方安装空气干燥箱及水箱会影响电池包整车安装固定结构可靠性,并且每个电池包都需要安装,整车需要很大空间,不利于整车空间利用率提升;电池上方设置至少5个出风口,会影响电池包防护等级无法实现ip67或者ip68,影响电池可靠性。
5.公开号为cn107994147a的专利文件提出了一种电池除湿方案,需要在整车上增加加压装置,电池包需要导入口和导出口,工作时需导入口和导出口同时打开,此事车辆如在涉水就存在水进入电池导致绝缘和安全事故。
6.公开号为cn110165317a的专利文件提出了一种电池包集成除湿系统,在电池包内或者外增加一套系统,采用风机吸入外界空气,通过填充干燥剂的迷宫式干燥风道,将空气进行除湿,在出气口增加电磁阀作为控制电池出气开关。此方案会影响电池包无法实现ip67或者ip68的防护等级。


技术实现要素:

7.本发明的目的在于提供一种电池系统及车辆,用于解决车辆的电池包在液冷过程中防凝露效果差、容易出现电池包进入液态水的问题。
8.为了实现上述目的,本发明提供了一种电池系统,包括电池包和干燥管路,所述电池包包括气密外壳,所述气密外壳包括至少两个通气口,每个电池包的通气口与干燥管路连接;所述干燥管路的出口设置有用于干燥气体的干燥器;所述气密外壳和干燥管路内在电池系统出厂时充满干燥气体。
9.本发明的有益效果是:在电池系统中与电池包连接的干燥管路上设置干燥器,通过干燥器对进入电池系统的气体进行干燥处理,抑制电池包在充放电时液冷过程凝露的产生,保证电池包内的气体在一定范围内处于干燥状态,保护车辆的电路系统安全。
10.进一步地,在上述系统中,所述干燥器包括用于盛放干燥剂的干燥剂盛放装置。
11.进一步地,在上述系统中,所述干燥剂盛放装置中的干燥剂随着湿度升高,其性状会发生可视的变化;所述干燥器的外壳上设置有用于观察干燥剂的观察窗。
12.这样做的有益效果是:采用吸水性状发生明显变化的材料做干燥剂,通过观察窗观察干燥剂的使用情况,可在干燥剂干燥能力变差时及时更换干燥剂或干燥器。
13.进一步地,在上述系统中,还包括湿度传感器,所述湿度传感器设置于干燥剂盛放装置中,用于检测干燥剂的湿度,所述湿度传感器与整车控制器连接。
14.这样做的有益效果是:通过湿度传感器检测干燥剂的含水量,判断干燥剂的干燥能力,在驾驶室内对驾驶员做出提示,不必经常观察干燥器,比观察窗的效果更佳。
15.进一步地,在上述系统中,所述干燥管路上设置有用于置换气体的气路调试接口。
16.这样做的有益效果是:在检修维护时,通过气路调试接口置换电池系统的气体,也可用于检测电池系统的气体状态,减少了电池系统的维护成本。
17.一种电池系统,包括电池包和干燥管路,所述电池包包括气密外壳,所述气密外壳上设置有至少两个通气口,每个电池包的通气口或者与干燥管路连接,或者设置有透气阀;所述干燥管路的出口设置有用于干燥气体的干燥器;所述气密外壳和干燥管路内在电池系统出厂时充满干燥气体。
18.本发明的有益效果为:在电池系统中与电池包连接的干燥管路上设置干燥器,通过干燥器对进入电池系统的气体进行干燥处理,抑制电池包在充放电时液冷过程凝露的产生,与前述系统的区别在于本系统在气压平衡时通过透气阀向外排气,无需通过干燥管路进行排气,延长了干燥器的使用寿命。
19.进一步地,在上述系统中,所述干燥器包括用于盛放干燥剂的干燥剂盛放装置。
20.进一步地,在上述系统中,所述干燥剂盛放装置中的干燥剂随着湿度升高,其性状会发生可视的变化;所述干燥器的外壳上设置有用于观察干燥剂的观察窗。
21.进一步地,在上述系统中,还包括湿度传感器,所述湿度传感器设置于干燥剂盛放装置中,用于检测干燥剂的湿度,所述湿度传感器与整车控制器连接。
22.进一步地,在上述系统中,所述干燥管路上设置有用于置换气体的气路调试接口。
23.一种车辆,采用上述的电池系统。
附图说明
24.图1为本发明系统实施例1的原理图;
25.图2为本发明系统实施例2的原理图;
26.图3为本发明系统实施例的流程框图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。
28.系统实施例1:
29.如图1所示,电池系统包括干燥管路和至少一个电池包,每个电池包的气密外壳上都有至少2个进出气口(即通气口),电池包的进出气口均与电池系统的干燥管路连接,进出
气口与管路连接后能满足ip68的防护等级。
30.电池系统的干燥管路通过干燥器与外界连通。干燥器包括干燥剂盛放装置和检修维护模块,干燥器采用干燥剂对进出电池系统的气流进行干燥,干燥器还具有寿命可视化提示功能。干燥器上除与外界连通用于通气的孔口外的其他部分均密封设置,减少干燥管路与外界空气的接触。
31.寿命可视化提示功能具体可以为在干燥器上设置的透明玻璃观察窗,观察窗与干燥器密封设置。此时干燥剂盛放装置中可放置吸水后性状会发生明显改变的材料,例如吸水会变色的干燥剂、受潮板结的干燥剂粉末或者吸水后体积变化的材料,可通过观察窗观察干燥剂的性状变化判断干燥剂的干燥效果。
32.例如,采用无水硫酸铜作为干燥剂,无水硫酸铜是一种白色固体,吸水会变为蓝色,可透过干燥器上的透明玻璃观察无水硫酸铜的颜色变化。若观察到干燥器中的无水硫酸铜颜色为蓝色,则表明干燥剂的干燥能力不佳,需及时更换干燥剂或干燥器。
33.作为另一种寿命可视化功能的实现方式,也可在干燥剂盛放装置中设置一个湿度传感器,用于检测干燥剂的湿度,湿度传感器通过can网络与整车控制器连接,整车控制器接收湿度信息,若干燥剂的湿度超过预设置的湿度标准,则认为干燥剂干燥效果不佳,对驾驶室内的驾驶员进行提示。
34.通过检修维护模块对电池系统的干燥器进行拆卸、更换、维修。
35.气路调试接口具备堵头封堵或自封堵功能,用于调试或者检修时置换电池系统内的气体,置换完成时封堵气路调试接口。
36.下面结合图3对本实施例的电池系统进一步说明:
37.本发明需在出厂时通过向电池包内充干燥气体,排空电池包内原有的初始气体,直至电池包内的气体被完全置换为干燥气体,(或者生产时控制环境湿度较低就不用更换干燥气体了),来保证电池系统内的气体为干燥气体,在电池系统的运输或者充放电过程中通过干燥器保证电池系统内部的气压与外界大气压的平衡。当电池包内是正压时,电池包内的气体从干燥管路经过干燥器向外排气泄压,不会影响电池包内的气体湿度变化;当电池包内是负压时,外界气压高于电池包内气压,外界气体通过干燥器干燥后再向电池包充气,保证电池系统内的气体一直处于干燥状态。
38.若提示干燥器的寿命到期(即干燥器的干燥效果不佳),更换干燥器并置换电池系统内的气体为干燥气体。
39.系统实施例2:
40.如图2所示,电池系统包括至少一个电池包,每个电池包的外壳上都有至少2个进出气口(即通气口),其中1个进出气口与电池系统的干燥管路连接,另外1个进出气口设置有透气阀,进出气口与管路和透气阀连接后能满足ip68的防护等级。
41.透气阀采用单向透气阀或是双向透气阀,如采用单向透气阀需在电池系统内正压高于一定压力后向箱外排气,如采用双向定压透气阀,需满足当电池包内正压达到一定压力后向外排气,负压不向电池内透气或者将负压透气的阈值设置的高一些,在车辆正常运行的时候不会频繁触及负压开启。
42.电池系统的干燥管路通过干燥器与外界连通。干燥器包括干燥剂盛放装置和检修维护模块,干燥器采用干燥剂对进出电池系统的气流进行干燥,干燥器还具有寿命可视化
提示功能。干燥器上除与外界连通用于通气的孔口外的其他部分均密封设置,减少干燥管路与外界空气的接触。
43.寿命可视化提示功能具体可以为在干燥器上设置的透明玻璃观察窗,观察窗与干燥器密封设置。此时干燥剂盛放装置中可放置吸水后性状会发生明显改变的材料,例如吸水会变色的干燥剂、受潮板结的干燥剂粉末或者吸水后体积变化的材料,可通过观察窗观察干燥剂的性状变化判断干燥剂的干燥效果。
44.例如,采用无水硫酸铜作为干燥剂,无水硫酸铜是一种白色固体,吸水会变为蓝色,可透过干燥器上的透明玻璃观察无水硫酸铜的颜色变化。若观察到干燥器中的无水硫酸铜颜色为蓝色,则表明干燥剂的干燥能力不佳,需及时更换干燥剂或干燥器。
45.作为另一种寿命可视化功能的实现方式,也可在干燥剂盛放装置中设置一个湿度传感器,用于检测干燥剂的湿度,湿度传感器通过can网络与整车控制器连接,整车控制器接收湿度信息,若干燥剂的湿度超过预设置的湿度标准,则认为干燥剂干燥效果不佳,对驾驶室内的驾驶员进行提示。
46.通过检修维护模块对电池系统的干燥器进行拆卸、更换、维修。
47.气路调试接口具备堵头封堵或自封堵功能,用于调试或者检修时置换电池系统内的气体,置换完成时封堵气路调试接口。
48.下面结合图3对本实施例的电池系统进一步说明:
49.本发明需在出厂时通过向电池包内充干燥气体,排空电池包内原有的初始气体,直至电池包内的气体被完全置换为干燥气体,(或者生产时控制环境湿度较低就不用更换干燥气体了),来保证电池系统内的气体为干燥气体,在电池系统的运输或者充放电过程中通过干燥器保证电池系统内部的气压与外界大气压的平衡。当电池包内是正压时,电池包内的气体从干燥管路经过干燥器向外排气泄压,不会影响电池包内的气体湿度变化;当电池包内是负压时,外界气压高于电池包内气压,外界气体通过干燥器干燥后再向电池包充气,保证电池系统内的气体一直处于干燥状态。
50.若提示干燥器的寿命到期(即干燥器的干燥效果不佳),更换干燥器并置换电池系统内的气体为干燥气体。
51.车辆实施例:
52.本发明的车辆采用系统实施例中的电池系统,在系统实施例中已经介绍的清楚明白,此处不再赘述。

技术特征:
1.一种电池系统,其特征在于,包括电池包和干燥管路,所述电池包包括气密外壳,所述气密外壳包括至少两个通气口,每个电池包的通气口与干燥管路连接;所述干燥管路的出口设置有用于干燥气体的干燥器;所述气密外壳和干燥管路内在电池系统出厂时充满干燥气体。2.根据权利要求1所述的电池系统,其特征在于,所述干燥器包括用于盛放干燥剂的干燥剂盛放装置。3.根据权利要求2所述的电池系统,其特征在于,所述干燥剂盛放装置中的干燥剂随着湿度升高,其性状会发生可视的变化;所述干燥器的外壳上设置有用于观察干燥剂的观察窗。4.根据权利要求2所述的电池系统,其特征在于,还包括湿度传感器,所述湿度传感器设置于干燥剂盛放装置中,用于检测干燥剂的湿度,所述湿度传感器与整车控制器连接。5.根据权利要求4所述的电池系统,其特征在于,所述干燥管路上设置有用于置换气体的气路调试接口。6.一种电池系统,其特征在于,包括电池包和干燥管路,所述电池包包括气密外壳,所述气密外壳上设置有至少两个通气口,每个电池包的通气口或者与干燥管路连接,或者设置有透气阀;所述干燥管路的出口设置有用于干燥气体的干燥器;所述气密外壳和干燥管路内在电池系统出厂时充满干燥气体。7.根据权利要求6所述的电池系统,其特征在于,所述干燥器包括用于盛放干燥剂的干燥剂盛放装置。8.根据权利要求7所述的电池系统,其特征在于,所述干燥剂盛放装置中的干燥剂随着湿度升高,其性状会发生可视的变化;所述干燥器的外壳上设置有用于观察干燥剂的观察窗。9.根据权利要求8所述的电池系统,其特征在于,还包括湿度传感器,所述湿度传感器设置于干燥剂盛放装置中,用于检测干燥剂的湿度,所述湿度传感器与整车控制器连接。10.根据权利要求9所述的电池系统,其特征在于,所述干燥管路上设置有用于置换气体的气路调试接口。11.一种车辆,其特征在于,采用如权利要求1-10任一项所述的电池系统。

技术总结
本发明提供了一种电池系统及车辆,属于新能源汽车动力电池安全防护领域。现有电池包防凝露效果不佳,本发明的一种电池系统通过对电池包气压平衡过程中进入电池包的气体进行干燥处理,保证电池包内的气体处于干燥状态,抑制了电池包的凝露产生,进一步保护了整车电路系统。系统。系统。


技术研发人员:王坤 荆俊雅 刘亚洲 成磊 赵宏远 赵世超
受保护的技术使用者:宇通客车股份有限公司
技术研发日:2021.06.09
技术公布日:2022/12/8
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