[发明专利]一种多级冷却式电池包及其冷却方法

权利要求书

1.一种多级冷却式电池包的冷却方法，其特征是，包括温度控制系统、一级冷却系统、二级冷却系统、冷却系统；所述冷却系统内置电池包（16）和用于感测电池包温度的温度传感器（14）；所述一级冷却系统，用于接收来自温度控制系统的流量控制信号，并向冷却系统输出冷却剂；所述二级冷却系统，用于接收来自温度控制系统的风量控制信号，并向冷却系统输出冷却风量；所述温度控制系统用于接收一级冷却系统的冷却剂流量信号、二级冷却系统的风速信号以及温度传感器的温度信号，并向一级冷却系统输出流量控制信号、向二级冷却系统输出风量控制信号，保障电池在合理的温度范围内工作；

还包括冷凝系统，用于将冷却系统冷凝蒸发后的高温冷却剂气体输送至所述一级冷却系统；

所述一级冷却系统，包括冷却剂箱（1）、第一水泵（2）、流量截止阀（3）、流量调节阀（4）以及流量计（5），所述冷却剂箱通过铜管与所述第一水泵相连，所述第一水泵通过铜管与冷却系统连接，第一水泵与冷却系统之间设置流量截止阀、流量调节阀以及流量计；

所述二级冷却系统，包括压缩机（11）、平流层冷凝器（10）、膨胀阀（8）、蒸发器（7）、进气口风扇（9）以及风阀（6）；所述压缩机用于压缩制冷剂，所述冷凝器用于将压缩后的制冷剂气体冷凝，所述膨胀阀用于调整所述平流层冷凝器出口与蒸发器入口的压力比；所述蒸发器用于将所述冷凝器冷凝后的液态制冷剂蒸发至完全气态；所述风扇用于将蒸发器表面的冷量输送至车厢内和所述冷却系统中，对所述电池包进行冷却；

所述冷却系统还包括喷雾箱（13）、雾化喷嘴（12）以及导热硅胶片（15），所述导热硅胶片安装于电池包顶部，用于导出电池包热量，所述雾化喷嘴与一级冷却系统相连，布置于喷雾箱内侧顶部，并位于导热硅胶片上方，对导热硅胶片进行直接液态冷却；

所述喷雾箱左右两侧设有管口，通过铜管与所述一级冷却系统相连，利用塑料软管与所述二级冷却系统相连；

所述电池包包括上壳体（19）、下壳体（20）、电池组（21）、铜板（22）、风扇（23），所述电池组置于上、下壳体内，电池包的左侧设有所述二级冷却系统的进风口，右侧设有出风口，所述风扇置于进风口处；所述电池组为刀片电池模组，以并联方式封装在电池包中，电池组通过铜板将热量传递至导热硅胶片；

所述冷凝系统，包括S型冷凝器（17）与第二水泵（18），S型冷凝器通过第二水泵连接一级冷却系统的冷却剂箱；

冷却方法包括以下步骤：

1）启动温度控制系统，通过温度传感器检测电池模组实时温度，当电池温度低于20℃时，冷却系统不工作；

2）当电池组温度处于20℃至30℃之间时，温度控制系统输出风速控制信号给二级冷却系统，二级冷却系统开始工作，压缩机将制冷剂压缩为高压、高温气体排至平流层冷凝器，冷凝为饱和液体，经过膨胀阀流入蒸发器，利用蒸发吸热原理，吸收周围热量，使蒸发器附近结霜，出现低温环境，通过进气口风扇将低温气体沿着管道吹进电池包内，降低电池组温度，温度控制系统实时监测电池包温度，根据需要实时调整风阀开度，控制冷却风量，保证电池组温度在最佳工作范围内；

3）当电池组温度处于30℃以上时，温度控制系统分别向一、二级冷却系统输出流量与风量控制信号；

一级冷却系统首先打开流量截止阀，启动第一水泵，将冷却剂从冷却剂箱中抽出，流向喷嘴，喷嘴将雾化的冷却剂喷射在导热硅胶片上，冷却铜板导出电池组热量，降低电池组温度；

随后，通过风扇将蒸发后的高温冷却剂气体排出至冷凝系统中，利用S型冷凝器进行冷凝；

最后，通过第二水泵将冷凝后的冷却剂液体重新输送至一级冷却系统中；

同时，二级冷却系统的进气口风扇将低温气体沿着管道吹进电池包内，进一步降低电池包温度；

温度控制系统实时监测电池包温度，根据需要实时调整流量调节阀和风阀的开度，控制喷嘴流量和冷却风量，保证电池组温度在最佳工作范围内；

当电池组温度重新处于20℃至30℃之间时，重复步骤2）。