一种双向液流控制系统

技术领域

本公开涉及锂电池的液流控制技术领域，具体而言，涉及一种双向液流控制系统。

背景技术

由于锂电池具有化学性能活泼的各种材料(正负极、电解液等)，加上锂电池在充放电过程在可能出现内部老化、短路等造成内部发热现象，内部发热严重则造成热失控，最终发展到冒烟起火。在采用液体控温防止锂电池起火时，则需要有足够的保证条件，确保任何时候发生了热失控，触发了液体流动程序后，一定有液体进入到电芯舱内。

但为了确保液体驱动力的冗余保障度，必须按1+1冗余模式配置液泵，二个液泵都正常时，如图1所示，A液泵和B液泵会同时驱动液体向上流，输送到电芯舱，工作状态为正常状态。由于液体在液泵中可以双向流动的(有驱动力时就液体向前流动，无驱动力时液体可以回流)，一旦其中一个液泵发生故障或两个液泵频率不一致，则会发生液体从问题液泵回流，形成液体短路状态，造成液体无法输送到前方(电芯舱)中。如图2所示，A液泵故障，导致B液泵驱动的液体通过管道后经过A液泵回流。

为了实现1+1冗余模式下两个液泵同时正常工作或者其中一个液泵发生故障停止工作时都能驱动、输送液体到电芯舱的目标，必须解决好一个液泵发生故障的液体回流问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种双向液流控制系统，通过第一液流口和第二液流口液体压力的变化，调整控制盖板的状态，进而控制冷却液的流动方向，避免单侧液泵故障时，冷却液回流的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种双向液流控制系统，用于向电芯舱提供冷却液；所述双向液流控制系统包括第一液泵、第二液泵和双向液流控制器；

所述双向液流控制器具有控制腔和位于所述控制腔中的控制盖板；

所述双向液流控制器具有连通所述控制腔的第一液流口、第二液流口和第三液流口；所述控制盖板可转动设置，且转动轴位于所述第一液流口和所述第二液流口之间；所述控制盖板在倾倒状态下可以盖住所述第一液流口或者所述第二液流口中的一者；所述控制盖板在竖立状态下可以使得所述第一液流口和所述第二液流口均导通；

所述第一液流口与所述第一液泵连接，所述第二液流口与所述第二液泵连接，所述第三液流口与所述电芯舱连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述双向液流控制器还包括腔体部、管道部和分隔片；

所述腔体部形成有所述控制腔；

所述管道部与所述腔体部的底部连接，且具有与所述控制腔连接的液体通道；所述分隔片设置于所述液体通道内且使得所述液体通道被分隔为平行的第一通道和第二通道；所述第一通道靠近所述控制腔的开口为所述第一液流口；所述第二通道靠近所述控制腔的开口为所述第二液流口。

在本公开的一种示例性实施例中，所述分隔片靠近所述控制腔的端部与所述控制盖板铰接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述液体通道的开口为圆形；所述控制盖板为半圆片，所述控制盖板的直边侧与所述分隔片的端部铰接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述分隔片的延伸方向与所述管道部的延伸方向平行。

在本公开的一种示例性实施例中，所述管道部还具有第一接口和第二接口，所述第一接口与所述第一通道连通，所述第二接口与所述第二通道连通；

所述第一接口与所述第一液泵连接，所述第二接口与所述第二液泵连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述分隔片与所述管道部可拆卸连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述腔体部和所述管道部为一体结构。

在本公开的一种示例性实施例中，所述控制腔为圆柱腔，所述液体通道为圆形通道；所述控制腔的直径不小于所述液体通道的直径。

在本公开的一种示例性实施例中，所述控制盖板的转动轴沿水平方向设置。

本公开提供的双向液流控制系统利用液体压差及控制盖板自身重力，自动控制流体流动方向。当一侧液泵出现故障时，该侧液泵对应的液流口无冷却液流动，该侧液流口处的液压急剧减小，竖立在中间的控制盖板受另一侧液体压力和自身重力的影响，自动倒向无冷却液流动的液流口，避免了冷却液返流入故障液泵从而发生冷却液的回流。同时，控制盖板倾倒状态仅对第一液流口或第二液流口中的一个进行覆盖遮挡，不会影响冷却液自上而下回流，能确保整个系统的安全稳定运行。

双向液流控制系统还可以实现自动切换流体流动方向。现有其他手段在实现双向液流的切换时，仍需要人工对阀、泵及控制系统进行操作，而本公开提供的双向液流控制系统无需人工维护，冷却液在流动过程中自动切换流动路径，而在故障侧解除故障后，仍可在无人工干预下依靠两侧液压平衡恢复双液泵同时工作的状态。

本公开双向液流控制系统的改造量小且易于实际操作。只需在控制腔内添加一个控制盖板，并且控制腔上的第一液流口和第二液流口分别与第一液泵和第二液泵连接，使得两个液泵驱动冷却液到达第一液流口或第二液流口的通道不相通，即可基于液体压力对控制盖板的状态进行调节，进而调节第一液流口、第二液流口的导通或关闭，避免了对阀门或液泵内部结构的改造或重新设计一套控制系统，造成的人力与物力浪费，应用可行性高且经济效益好。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中，液流控制系统的双侧泵正常工作状态示意图。

图2为现有技术中，液流控制系统的单侧泵故障状态示意图。

图3为本公开一种实施方式中，双向液流控制系统结构示意图。

图4为本公开一种实施方式中，双向液流控制系统的分隔片与液体通道立体结构示意图。

图5为本公开一种实施方式中，双向液流控制系统的控制盖板结构示意图，其中图5-1为控制盖板在图3中的侧视图，图5-2为控制盖板在图3中的正视图。

图6为本公开一种实施方式中，第一液泵故障下，双向液流控制系统结构示意图(图中指示方向为冷却液流向电芯舱方向)。

图7为本公开一种实施方式中，第二液泵故障下，双向液流控制系统结构示意图(图中指示方向为冷却液流向电芯舱方向)。

图8为本公开一种实施方式中，第二液泵故障下，双向液流控制系统结构示意图(图中指示方向为冷却液从电芯舱回流方向)。

图9为本公开一种实施方式中，第一液泵故障下，双向液流控制系统结构示意图(图中指示方向为冷却液从电芯舱回流方向)。

附图标记如下：

1、第一液泵，2、第二液泵，3、控制腔，4、控制盖板，5、第一液流口，6、第二液流口，7、第三液流口，8、分隔片，9、第一通道，10、第二通道。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

现有技术中液流控制大多使用换向阀、控制系统或对泵自身进行技术改造来控制液体的流动方向。换向阀的种类多，在选用时还需考虑其使用情况与阀的材料、功能属性。若对常规阀进行改造使其具备双向液流控制效果，需要相关技术人员对阀进行内部拆卸与重新组装，还需添加接头、弹簧、阀球及其他附件，技术要求高且操作复杂。因此在一些工程应用中，从阀的方向入手解决问题，经济效益不是很高。同样的，若对泵进行改造，仍需将泵拆解并添加密封圈、接头及拉伸改变泵盖方便与其他附件连接。若不考虑对设备进行改造，也可添加控制器配合设计的控制系统，对整个系统运行状态实时监控并在问题发生时控制相关设备工作状态以控制液流状态，但是，这种方法的技术要求极高。无论是从阀还是泵方面考虑，都涉及对常规标准件的设计改造，而设计一套控制系统则需要投入更多人力成本，实际应用中非常不便也难以实现。

为解决上述问题，本公开实施方式提供了一种双向液流控制系统，该双向液流控制系统可以用于向锂电池的电芯舱提供冷却液。如图3所示，双向液流控制系统包括第一液泵1、第二液泵2和双向液流控制器；双向液流控制器具有控制腔3和位于控制腔3中的控制盖板4。双向液流控制器具有第一液流口5、第二液流口6和第三液流口7，且第一液流口5、第二液流口6和第三液流口7均与控制腔3连通。第一液流口5与第一液泵1连接，第二液流口6与第二液泵2连接，第三液流口7与电芯舱连接。控制盖板4可转动设置，且控制盖板4的转动轴位于第一液流口5和第二液流口6之间；控制盖板4在倾倒状态下可以盖住第一液流口5或者第二液流口6中的一者；控制盖板4在竖立状态下可以使得第一液流口5和第二液流口6均导通。

可以理解的是，当第一液泵1和第二液泵2均正常工作时，两个液泵分别驱动存储在锂电池的储液腔中的冷却液，使得冷却液分别升高至第一液流口5和第二液流口6，在液体压力作用下，控制盖板4处于竖立状态，如此，第一液泵1和第二液泵2驱动的冷却液均能汇聚在控制腔3内，通过第三液流口7到达电芯舱实现冷却作用。当一侧的液泵故障，竖立的控制盖板4不再受平衡的液压影响而因自身重力倒向液压小的一边，自动完成对故障侧液流口的封堵，保证另一侧液泵驱动液体可继续向上输送至电芯舱，消除冷却液流入故障侧液泵从而导致回流的风险，使系统能够安全稳定的运行。如图6所示，以第一液泵1故障为例，第一液泵1无法驱动冷却液，第二液泵2驱动冷却液升高至第二液流口6，如此，在第一液流口5和第二液流口6的液压不平衡，控制盖板4在重力作用下向第一液流口5方向旋转，使得第一液流口5被控制盖板4覆盖，避免了从第二液流口6进入控制腔3中的冷却液再通过第一液流口5、第一液泵1返流至电池储液腔，从而导致无法对电池发热部位进行有效冷却的问题。同样的，若第二液泵出现故障，控制盖板4就倒向第二液流口6，关闭第二液流口6防止冷却液回流，如图7所示。

本公开实施例中的控制盖板4仅盖住第一液流口5或者第二液流口6中的一者。可以理解的是，冷却液是由下向上流动的驱动力是液泵提供，由上往下流动依靠冷却液自身重力。也就是说，只要控制腔3的底部的第一液流口5和第二液流口6不被全部封堵，冷却液就可以通过第一液流口5和/或第二液流口6流回去。在本公开中控制盖板4不论是倾倒在任一侧或者在竖立状态，始终能确保至少一个液流口是通的，如此，也就实现了冷却液回流，保证了双向液流控制系统的稳定性，如图8和图9所示。

本公开实施例从液体流动的自然规律切入，利用液体压差及物体自身重力调节流体流动方向。当一侧液泵出现故障时，该侧液泵对应的液流口无冷却液流动，该侧液压减小，竖立在中间的控制盖板4受另一侧液体压力和自身重力的影响，自动倒向无液体流动的液流口，消除了冷却液返流入故障液泵一侧的可能性。并且，这种结构不会影响冷却液自上而下回流，能确保整个系统的安全稳定运行。本公开的双向液流控制系统中的冷却液流动方向可以自动切换，在控制腔3内添加一个控制盖板4后，就无需人工维护，冷却液在流动过程中自动切换流动路径，而在故障侧解除故障后，仍可在无人工干预下依靠两侧液压平衡恢复双泵同时工作的状态，解决了现有方式实现双向液流的切换时，仍需要人工对阀、泵及控制系统进行操作的问题，确保在最小最简便的改动下，实现冷却液双向流动的目的，消除1+1冗余模式下液泵故障引起的问题。

在本公开的一种实施方式中，双向液流控制器还包括腔体部、管道部和分隔片8。腔体部形成有所述控制腔3，管道部与控制腔3的底部连接。管道部设置有与控制腔3相通的液体通道，分隔片8设置在液体通道内部，使得液体通道被分割为不相通的第一通道9和第二通道10，第一通道9靠近控制腔3的开口为第一液流口5；第二通道10靠近控制腔3的开口为第二液流口6。如此，第一液泵1驱动的冷却液通过第一通道9后经第一液流口5进入控制腔3，第二液泵2驱动的冷却液通过第二通道10后经第二液流口6进入控制腔3，第一通道9和第二通道10被分隔片8隔开，为两个独立的通道分别连接第一液泵1和第二液泵2，从而通过控制第一液流口5和第二液流口6处的液体压力进而控制盖板4是倾倒状态还是竖立状态。

在一种示例中，分隔片8靠近控制腔3一端的端部与控制盖板4铰接，从而实现控制盖板4的转动，以便于在液体压力和重力的作用下实现控制盖板4状态的改变。进一步地，所述控制盖板4的转动轴沿水平方向设置，如此，控制盖板4在倾倒状态下也是水平的覆盖在第一液流口5或者第二液流口6上，可以更好的实现对第一液流口5或者第二液流口6遮挡，防止冷却液回流。

在本公开的一种实施方式中，腔体部和管道部为一体结构，例如，可以但不限于是一些市售的腔体部和管道部一体部件。如此，只需要将分隔片8沿着管道部的延伸方向插入并固定在液体通道中，就可以将液体通道划分为两个独立的冷却液流通通道，也就是第一通道9和第二通道10。

在一种示例中，管道部还具有第一接口和第二接口，第一接口可以与第一通道9相通，同时第一接口与第一液泵1连接，形成第一液泵1驱动的冷却液的流通路径。第二接口可以与第二通道10相通，同时，第二接口与第二液泵2连接，形成第二液泵2驱动的冷却液的流通路径。如此，第一液泵1驱动冷却液分别经过第一接口、第一通道9和第一液流口5进入控制腔3中，第二液泵2驱动冷却液分别经过第二接口、第二通道10、第二液流口进入控制腔3中。

在一种示例中，可以将分隔片8与管道部可拆卸连接。例如，可以在管道部内设置两个平行的滑槽，滑槽上设置密封条，将分隔片8沿着滑槽安装进管道部。如此，方便安装，检修及零件更换，具有更高的实用性。

在本公开的一种实施方式中，液体通道靠近控制腔3的开口可以为圆形。如图5所示，控制盖板4设置为半圆片，半圆片的直边一侧与分隔片8靠近控制腔3一端的端部铰接。如此，实现半圆片可以完全覆盖第一液流口5或者第二液流口6。

在本公开的一种实施方式中，腔体部和管道部可以是圆柱形，方形或其他形状，本公开实施例不做特殊限定。在一种示例中，如图4和图5所示，控制腔3可以为圆柱腔，液体通道为圆形通道，控制腔3的直径不小于液体通道的直径，进而可以在控制腔3底部与液体通道连接处形成环形台阶。进一步地，控制腔3与液体通道可以同轴设置，分隔片8的中轴线与液体通道的中轴线重合，也就是将分隔片8竖直的插入液体通道，将圆形的液体通道分割成两个半圆管。在二个泵都正常工作时，各自的液体压力相等，推动半圆片处于竖直状态，进入控制腔的冷却液以二倍压力被驱动向前流。半圆形的控制盖板4直边一侧可以用螺丝固定在竖直的分隔片8顶部并可以左右转动，分隔片8的上端与环形台阶齐平。如此，将控制盖片铰接在分隔片8的端部，当控制盖片倾倒时水平搭接在环形台阶上，也就是说，控制盖板4可以进行180度转动，在液体压力差和重力作用下，可以实现对第一液流口5或第二液流口6的覆盖封堵，消除冷却液从一侧回流的弊端。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。