[發明專利]一種電動汽車及配套的多功能充電樁

在審

• 申請號: 201611213043.3
• 申請日: 2016-12-25
• 公開（公告）號: CN108237927A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 谷濤
• 申請（專利權）人: 谷濤
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60H1/00;A62C3/16;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

鋰離子電動車領域公知的技術是把充電樁僅作為一個充電的裝置同時電動汽車僅作為一個受電的裝置。本申請公開了一種電動汽車及配套的多功能充電樁，兩者充電時除電聯接還有流體管道相連，同時充電樁內部配置了空調和熱交換器模塊、氣體分析模塊、滅火抑爆模塊及流體驅動泵。充電的同時可對乘用空間和電池包調溫、分析電池包的氣氛并處置、必要時可將滅火劑注入電池包。本申請節約了電池包存儲的電量且提高了電動車的安全性。

技術領域

本申請涉及一種電動汽車及與之配套的充電樁，更具體地說是涉及具有熱管理功能、氣體成分檢測功能、和滅火抑爆功能的電動汽車和多功能充電樁組合。

背景技術

以鋰離子電池為動力的電動汽車以無污染、零排放、和單次充電行駛里程遠的特點成為新能源汽車的首選。充電樁是電動汽車不可或缺的配套設施。公知的技術是把充電樁僅作為一個充電的裝置同時電動汽車僅作為一個受電的裝置。

鋰離子電池電動汽車的一個缺點就是動力電池包在低溫或高溫下難于快速充電，公知的規則是在低于0℃或高于55℃時都要大幅降低充電倍率，這樣就降低了用戶感受。公知的對動力電池包進行熱管理的技術包括采用散熱片進行被動散熱、采用風扇進行主動散熱、采用加熱板進行主動加熱、或者采用液體換熱管道對電池組加熱或冷卻，但這些公知的熱管理方式都會使動力電池包增加較多重量和體積，從而降低了動力電池包的關鍵參數：質量能量密度和體積能量密度。

在電動汽車的乘用空間開啟空調制冷或制熱，也會占用動力電池包存儲的有限電能從而降低單次充電的行駛里程。

由于電動汽車用鋰離子電池在使用中存在電解液泄漏的風險，電解液含有揮發性可燃成分并且具有腐蝕性，電解液中常用的電解質六氟合磷酸鋰能夠和空氣中的水分發生反應產生腐蝕性的氟化氫，所以一旦發生漏液，會引起金屬零件的腐蝕，尤其危險的是可能引起電接觸點的金屬服飾并導致電阻增大從而產生過熱和著火的風險，因而有必要對電解液泄露的狀況進行監測。公知的技術是通過在電池包中安裝氣體傳感器來檢測電解液中的揮發性可燃成分或者電解液和水反應產生的氟化氫來判斷是否發生漏液。但是簡單器件如半導體傳感器分辨率不高，容易受到環境中大氣污染物的干擾，長期使用其基線也會發生漂移，所以直接根據半導體傳感器的輸出決定報警有誤報的可能，此外一旦將傳感器安置在動力電池包中也難于對該傳感器進行校正和更換。而采用復雜的檢測技術如質譜和色譜的方法雖然分辨率高結果準確可靠，但價格太昂貴且占太大體積不適于安裝在每一個車輛的每一個動力電池包中。

通常動力電池包的防水性能是按照IP67的標準設計的，能夠防范灰塵和液體水的進入。但有一定的概率，動力電池包殼體的密封會失效從而導致液體水的進入并積存在殼體內進而損害電池包的可靠性和安全性。目前缺乏一種可靠的技術對動力電池包是否有液體水的進入進行判斷。公知的技術是在電池包中安裝濕度傳感器，但其無法分辨是電池包中有液體水的進入還是雨霧天環境濕度增大或者是因為溫度驟降在電池包內產生的少量冷凝水。

防止動力電池包內部電路有過熱的部位對保證安全也是至關重要的，一般在電池組的極柱處會有熱電偶用于監控溫度，在過冷或過熱的情況下，電池管理系統都會做出相應的處置，但在沒有熱電偶的地方，如果電路處于不正常的過熱狀態則系統無法感知到。由于電路的導體一般會有含有機高分子的絕緣層覆蓋或包裹，所以當電路過熱到有機高分子材料的裂解溫度時，動力電池包的內部氣氛中會有熱裂解產生的有機物，如果電池包中安裝有前述的氣體傳感器，則可能探測到氣氛變化，但同樣這種探測效果易受到大氣污染物和基線漂移的影響。質譜和色譜的方法同樣會更有效，但同樣因為價格昂貴且體積大制約了其在動力電池包中的應用。