CN105186061A - 一种动力电池热管理***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池热管理***,包括:电池箱、主进油管、主出油管、第一出油管、温度传感器以及外部循环***。主进油管上设置有主进油槽,主出油管上开设有主出油槽,主出油槽的宽度能够进行调节。第一出油管上设置有第一出油槽,第一出油槽的位置能够相对于第一出油管长度方向前后调节。冷却液通过出油槽进入电池箱内与电池组换热,并根据温度传感器测量的温度值,调节出油槽的宽度和第一出油出油槽的位置,使冷却液从主出油槽和第一出油出油槽流出,以增大特定区域冷却液的流量。本发明还提供了一种动力电池热管理控制方法。本发明能够保证电池组工作在理想的温度范围内,并且保证各个单体间的温度差异在理想的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池换热技术领域,特别涉及一种动力电池热管理***及其控制方法。
背景技术
由于新能源汽车具有对环境污染小,所用能源可再生等优点,现已成为汽车工业发展的主要方向之一。而电动汽车作为新能源汽车主要形式中的一种,目前已越来越受到人们的关注。与传统汽车不同,电动汽车是以动力电池作为能量来源。因此,动力电池的品质直接关乎到电动汽车的性能。根据动力电池的反应原理不同,可分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。无论何种电池,都要求工作在一定的温度范围之内。以动力锂离子电池为例,其工作范围在-20℃~60℃。当锂离子电池的工作环境温度低于-20℃时,会造成电池内阻增大、放电效率迅速变低和难以正常充电等问题。当锂离子电池的工作环境温度高于60℃时,其内部的化学反应速率将迅速提高,温度会继续大幅度升高。高温容易造成极板损坏,将严重影响电池的使用寿命。当温度继续升高时,甚至将出现起火、***等危险情况。当电池成组工作时,温度对电池的影响更为明显。动力电池组由于排列紧密,结构紧凑,会致使处于电池组内部的电池单体散热效果不好,产生的热累积不断增大,同样会发生高温***等危险。除此之外,由于电池组中电池单体所处的位置不同,散热效果也会存在差异。若不同区域的电池工作在不同的温度范围内,则会引起电池单体间的性能差异,将导致整体电池组使用性能的下降。不同的温度差异会使各个电池单体充放电容量不同,这将导致电池组整体寿命的下降以及电动汽车续航里程的下降。因此需要引入电池组热管理***会改善电池组工作时的环境温度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中电池组加热或冷却时电池单体之间温度不均衡的缺陷,提供了一种动力电池热管理***及控制方法,在冷却或加热的同时保证电池单体之间温度的均衡性,提高了电池组的使用性能。
本发明提供的技术方案为:
一种动力电池热管理***,包括:
电池箱,其内放置有电池组;
主进油管,其设置于所述电池箱内的第一侧,所述主进油管侧壁上沿长度方向开设有主进油槽;
主出油管,其设置于所述电池箱内的第二侧,所述第二侧与第一侧平行,所述主出油管侧壁上沿长度方向开设有主出油槽,所述主出油槽的开口宽度能够进行调节;以及
第一出油管,其设置于所述电池箱内的第二侧,所述第一出油管侧壁上设置有第一出油槽,所述第一出油槽的位置能够沿着第一出油管长度方向变化调节;
温度传感器,其设置于电池箱内,用于检测电池箱内的温度;
外部循环***,其用于冷却液的循环;
其中,冷却液通过主进油管的主进油槽进入电池箱内与电池组换热,并根据温度传感器测量的温度值,调节主出油槽的开口宽度和第一出油槽的位置,使冷却液从主出油槽和第一出油出油槽流出,以增大其对应区域冷却液的流量。
优选的是,还包括:
第二出油管,其设置于所述电池箱内的第三侧,所述第二出油管侧壁上设置有第二出油槽,所述第二出油槽的位置能够沿着第二出油管长度方向左右调节;
第三出油管,其设置于所述电池箱内的第四侧,所述第三出油管侧壁上设置有第三出油槽,所述第三出油槽的位置能够沿着第三出油管长度方向左右调节。
其中,所述第三侧和第四侧平行,并且所述第三侧垂直于所述第一侧。
优选的是,所述主出油管包括主出油外管和主出油内管,所述主出油外管套设在主出油内管外侧,所述主出油外管上设置有外管出油槽,所述主出油内管上设置有内管出油槽,外管出油槽和内管出油槽形成所述主出油槽;所述主出油内管能够相对于所述主出油外管旋转,当外管出油槽和内管出油槽重合时使主出油槽开度最大,所述主出油内管旋转可使所述出油槽开度减小或者关闭。
优选的是,所述第一出油管包括第一出油内管和第一出油外管,所述第一出油外管套设在第一出油内管外侧,所述第一出油外管侧壁上设置有外管槽,所述外管槽沿所述第一出油外管长度方向布置;所述第一出油内管侧壁上设置有内管槽,所述内管槽呈螺旋状设置在第一出油内管上,螺旋的缠绕角度小于360°,所述第一出油外管与电池箱固定连接,所述第一出油内管能够相对于第一出油外管旋转,所述外管槽与内管槽相配合组成第一出油槽,所述第一出油内管转动后能够改变第一出油槽的位置。
优选的是,所述呈螺旋状内管槽螺旋缠绕角度为270°。
优选的是,所述电池箱内可被平均划分为m×n个长方体区域,所述温度传感器设置于每个区域的中心,其中,m,n均为大于或等于2的整数。
优选的是,所述外部循环***包括:
储油缸,其用于存储冷却液;
循环泵,其与所述储油缸和主进油管连接,为所述冷却液的循环提供动力;以及
加热器,其用于将冷却液加热;
散热器,其用于将冷却液冷却;
其中,所述冷却液采用变压器油。
优选的是,所述第二出油管包括第二出油内管和第二出油外管,所述第二出油外管套设在第二出油内管外侧,所述第二出油外管侧壁上设置有外管槽,所述外管槽沿所述第二出油外管长度方向布置;所述第二出油内管侧壁上设置有内管槽,所述内管槽呈螺旋状设置在第二出油内管上,螺旋的缠绕角度小于360°,所述第二出油外管与电池箱固定连接,所述第二出油内管能够相对于第二出油外管旋转,所述外管槽与内管槽相配合组成第二出油槽,所述第二出油内管转动后能够改变第二出油槽的位置;
所述第三出油管包括第三出油内管和第三出油外管,所述第三出油外管套设在第三出油内管外侧,所述第三出油外管侧壁上设置有外管槽,所述外管槽沿所述第三出油外管长度方向布置;所述第三出油内管侧壁上设置有内管槽,所述内管槽呈螺旋状设置在第三出油内管上,螺旋的缠绕角度小于360°,所述第三出油外管与电池箱固定连接,所述第三出油内管能够相对于第三出油外管旋转,所述外管槽与内管槽相配合组成第三出油槽,所述第三出油内管转动后能够改变第三出油槽的位置。
优选的是,所述主进油管、主出油管、第一出油管、第二出油管、第三出油管均采用氮化硅材料制成。
一种动力电池热管理控制方法,使用上述的动力电池热管理***,并包括以下以下步骤:
步骤一:使用温度传感器测量电池箱内m×n个区域的温度值;
步骤二:当温度传感器测量的最低温度Tmin≤T1,且时,进入加热循环模式,直到时退出加热循环模式;当温度传感器测量的最高温度且时,进入冷却循环模式,直到时退出冷却循环模式;其中,为平均温度,T1为最低工作温度,T2为最高工作温度,ΔT为温度增量;
步骤三:加热循环模式中开启加热器,并使循环泵转速v满足如
其中,vmax为循环泵的最大转速;
冷却循环模式中开启散热器,并使循环泵转速v满足如
步骤四:在加热循环模式中,当温度均衡度ε满足
时,则进入加热均衡模式,将主出油槽的开度减小,同时将第一出油槽的位置对准温度最低区域的所在的行,将第二出油槽和第三出油槽之中更靠近该区域的出油槽打开并将位置对准该区域所在的列;
在冷却循环模式中,当温度均衡度ε满足
时,则进入加热均衡模式冷却循环模式,将主出油槽的开度减小,同时将第一出油槽的位置对准温度最高区域的所在的行,将第二出油槽和第三出油槽之中更靠近该区域的出油槽打开并将位置对准该区域所在的列。
本发明的有益效果是:本发明提供的动力电池热管理***及控制方法,能够保证电池组工作在理想的温度范围内,在低温时能给电池组加热,在高温时能迅速给电池组散热,并且保证电池组内各个单体间的温度差异在理想的范围内,避免个体间工作性能差异过大。整个电池组热管理***结构紧凑、重量轻、易于维护和保养,充分提升电池组使用性能,提高电池组的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的动力电池热管理***总体结构示意图。
图2为本发明所述的电池箱内部结构分解图。
图3为本发明所述的主进油管结构示意图。
图4为本发明所述的主进油管剖视图。
图5为本发明所述的主出油管分解视图。
图6为本发明所述的主出油管剖视图。
图7为本发明所述的第一出油管分解视图。
图8为本发明所述的动力电池热管理***控制方法流程图。
图9为本发明所述的冷却均衡模式中行数为奇数且最低温在中间行时各出油槽位置示意图。
图10为本发明所述的冷却均衡模式中行数为奇数且最低温在偏上的区域时各出油槽位置示意图。
图11为本发明所述的冷却均衡模式中行数为奇数且最低温在偏下的区域时各出油槽位置示意图。
图12为本发明所述的冷却均衡模式中行数为偶数时各出油槽位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示,本发明提供了一种动力电池热管理***,包括电池箱110、主进油管120、主出油管130、第一出油管140、温度传感器150以及外部循环***。
一并参阅图2,电池箱110呈长方体形状,电池箱110保持密闭,在电池箱110内放置有由若干节电池单体111通过导线进行串并联而组成的电池组,每个电池单体111之间保持相同的距离,均匀布置在电池箱110内。电池单体111呈圆柱状,电池单体111的轴线与水平面垂直,电池组外部接线端子处于下平面。
一并参阅图3,在电池箱110内部安装有主进油管120,其为一根细长直线形圆管,所述主进油管120位于电池箱110的右侧侧壁和电池组之间,且主进油管120的轴线与电池箱110的右侧面平行。主进油管120的一端封闭,另一端设置为进油口,其与外部循环***连接,外部循环***将冷却液输送到主进油管120中。在主进油管120的侧壁上设置有主进油槽121,如图4所示,所述主进油槽121是一条与主进油管120端面圆心呈60度圆心角且沿主进油管120轴向方向的细长槽。经过主进油管120轴线且与电池箱右端面垂直的平面是主进油槽121的对称面。主进油槽121的长度大于等于电池组右边轮廓的长度,进入主进油管120中的冷却液从主进油槽121流出,进入到电池箱110中,冷却液的流动方向呈水平自右向左,冷却液与电池单体111的外表面接触,进行换热。
在电池箱110内部的左侧设置有主出油管130,其位于电池箱110的左侧侧壁和电池组之间,且主出油管130的轴线与电池箱110的左侧面平行。如图5所示,所述主出油管130包括主出油外管131和主出油内管132,所述主出油外管131同心套合在主出油内管132的外侧,两管之间可以同轴相对转动,形成一对密封摩擦副。主出油外管131的两端固定于电池箱110前后端箱壁上,主出油外管131顶端设置有出油口,并且与外部循环***连接,主出油外管131的底端密封。主出油内管132长度与电池箱110前后端箱壁的内侧平面之间的距离相等,由于主出油外管131要伸出到电池箱110外,因此主出油外管131长度要比主出油内管132长一个接头的长度。所述主出油外管131上设置有外管出油槽133,所述主出油内管132上设置有内管出油槽134,其中外管出油槽133为一条与主出油外管131端部圆心呈60°圆心角且沿主出油外管131轴向方向的细长槽,内管出油槽134为一条与主出油内管132端部圆心呈60度圆心角且沿主出油内管132轴向方向的细长槽。主出油内管132由电机135带动实现相对于主出油外管131转动。主出油外管131的安装角度应保证,经过主出油外管131轴线且与电池箱110左端面垂直的平面是外管出油槽133的对称面。外管出油槽133与电池组外轮廓左端边线相对,且外管出油槽133的长度大于等于电池组外轮廓左端边线的长度。如图6所示,主出油内管132在电机135的带动下相对于主出油外管131转动,从而使外管出油槽133和内管出油槽134重合角度发生改变,进而改变由外管出油槽133和内管出油槽134组成的主出油槽的宽度,甚至可将主出油槽关闭。
在主出油管130的正下方设置有第一出油管140,其与主出油管130设置在同一竖直平面内,并且第一出油管140的长度与主出油管130的长度相等。如图7所示,所述第一出油管140包括第一出油外管141和第一出油内管142,所述第一出油外管141同心套合在第一出油内142管外侧,第一出油外管141侧壁上设置有第一外管槽143,所述第一外管槽143为一条与第一出油外管141端部圆心呈60度圆心角且沿第一出油外管141轴向方向的细长直槽,且第一外管槽143的长度大于等于电池组外轮廓左端边线的长度。所述第一出油内管142侧壁上设置有第一内管槽144,所述第一内管槽144呈螺旋状缠绕在第一出油内管142侧壁上,该螺旋状第一内管槽144的螺旋引导线的高度与第一外管槽143的长度相等,螺旋引导线的旋转角度小于360度,即缠绕的圈数小于一圈。作为一种优选的,螺旋引导线的旋转角度为270°。第一内管槽144的宽度与第一外管槽143的宽度相等。第一内管槽144和第一外管槽143相配合,共同组成了第一出油槽,第一出油内管142在电机135的带动下相对于第一出油外管141旋转,使由第一内管槽144和第一外管槽143相配合组成的第一出油槽的位置发生改变,其能够沿第一出油管140的轴线方向前后移动。由于第一内管槽144的螺旋引导线的旋转角度小于360°,因此第一出油槽可以被完全关闭。
在电池箱110内设置有多组温度传感器150,其用于测量电池箱110内的温度。
通过上述设置,当温度传感器测量出电池箱110内某一区域的温度异常时,动力电池热管理***开始工作,外部循环***将冷却液输送到主进油管120中,冷却液从主进油槽121进入到电池箱110与电池组进行换热。同时将主出油管130上的主出油槽的宽度减小,并将第一出油管140上的第一出油槽的位置调整到该区域相对的左侧的位置,从而使横向流经该区域的冷却液的流量增大,以增强换热效果,使该区域的温度迅速与周围区域的温度趋近,最终达到整个电池组的温度均衡,提高电池组的寿命。
在另一实施中,所述动力电池热管理***还包括第二出油管160和第三出油管170,所述第二出油管160和第三出油管170的结构与第一出油管140的结构完全相同。第二出油管160上安装于电池箱110的后侧壁与电池组之间,水平横向布置,第二出油管160上的第二出油槽的位置能够相对于第二出油管160的轴线左右移动。第三出油管170上安装于电池箱110的前侧壁与电池组之间,水平横向布置,第三出油管170上的第三出油槽的位置能够相对于第三出油管170的轴线左右移动。通过调节第二出油槽和第三出油槽的位置,可以使纵向流经某区域的冷却液的流量增大,以增强换热效果。
在上述技术方案中,所述主进油管120、主出油管130、第一出油管140、第二出油管160、第三出油管170均采用氮化硅材料制成,该材料属新型陶瓷,具有强度高、摩擦系数低、有一定自润滑性以及不与冷却液发生化学反应的特点。
在另一实施例中,所述外部循环***包括:储液缸181、循环泵182、加热器183以及散热器184。储液缸181用于存储冷却液。作为一种优选的,所述冷却液采用变压器油,该冷却液具有绝缘效果良好、粘度适中、导热性能好和凝固点低等优点,适用于本发明中电池组的换热。循环泵182与所述储液缸181和主进油管120连接,为冷却液的循环提供动力。加热器183和散热器184并联,在加热器183和散热器184的前端分别安装有阀门185,通过切换这两个阀门185的工作状态,选择性的将从主出油管130、第一出油管140、第二出油管160和第三出油管170的出口端流出的冷却液冷却或者加热。作为一种优选的,所述循环泵182采用齿轮泵,该泵是容积式泵的一种。因此,在忽略少量油液泄露的情况下,其输出的流量与转速成正比。
在另一实施例中,所述温度传感器150设置有m×n个,所述电池箱110内可被平均划分为m×n个长方体区域,所述温度传感器150设置于每个区域的中心,其中,m,n均为大于等于2的整数。
如图8所示,使用本发明提供的动力电池热管理***进行动力电池热管理的过程如下:
S110:使用温度传感器150测量电池线110内各测量点的温度。
在电池组排列区域可被划分为m×n个大小相等的长方体区域,在这m行n列个长方体区域的中心处布置有温度传感器,以测量该处的温度值。设定第i行第j列的温度传感器测量的温度值为Tij。根据温度传感器的测量值控制动力电池热管理***的运行状态。动力电池的工作温度范围在-20℃~60℃。当电池的工作环境温度低于-20℃时,会造成电池内阻增大、放电效率迅速变低、难以正常充电等问题。当电池的工作环境温度高于60℃时,其内部的化学反应速率将迅速提高,温度会继续大幅度升高。电池的最佳工作温度为20℃~40℃,在该温度范围内电池具有良好的充放电性能,并且有利于提高电池的使用寿命,因此电池的最低工作温度T1=20℃,最高工作温度T2=40℃。
在初始状态下,出油主管130的主出油槽136开度到最大值,第一出油管140、第二出油管160和第三出油管170上的第一出油槽145、第二出油槽161和第三出油槽171均处于关闭状态。
判断动力电池热管理***处于冷却循环模式还是加热循环模式。
根据温度传感器测量出的温度值,计算平均温度T
S210:当温度传感器测量的最低温度Tmin≤T1,且时,使动力电池热管理***进入加热循环模式,直到时退出加热循环模式。
ΔT为温度增量,作为一种优选的,设定ΔT=5℃。即当最低温度Tmin小于等于20℃,同时平均温度小于等于25℃时,动力电池热管理***进入加热循环模式,对电池进行加热,直到平均温度大于等于30℃时,退出加热循环模式。
S220:在进入加热循环模式时,关闭散热器184前端的阀185,打开加热器183前端的阀门185,让冷却液流经加热器183,使冷却液的温度升高,进而对电池进行加热。循环泵182开启,带动冷却液从主进油管120进入到电池箱110内与电池进行换热。换热结束后冷却液从主出油管130上的主出油槽136流出电池箱110。其中循环泵182采用的是齿轮泵,其转速与平均温度呈正比,并且转速v满足如下关系:
其中,vmax为循环泵182的最大转速。
S230:在加热循环模式中,还需判断温度均衡情况,温度均衡度ε的按如下公式进行计算:
当温度均衡度ε≧0.2时,则进入加热均衡模式。
S240:在加热均衡模式中,首先需判断最低温度点的位置。这里需要做两种假设情况,一种假设是电池组被划分的区域行数m为偶数,另一种假设为m为奇数。
首先假设m为奇数,令m=5,n=8。如图9所示,若温度最低的区域出现在中间行,即出现在第3行时,此时将主出油管130上的主出油槽136的开度减小,同时打开第一出油管140上的第一出油槽145,并使第一出油槽145的位置对准第3行的位置。此时,由于主出油槽136的开度减小,而在第3行处出现了第一出油槽145,部分冷却液会从第一出油槽145流出,进而第3行处冷却液的流量会增大,换热的效果也越好,能够使处于第3行处的温度最低点迅速升温,以达到温度的均衡。若温度最低的区域没有出现在中间行,此时除了将第一出油槽145的位置对准该行以外,还需要将第二出油槽161或第三出油槽171对准该区域所在的列。具体的,如图10所示,当温度最低的区域出现在第2行第3列,由于第二出油管160距离第2行更近,因此将第二出油管160上的第二出油槽161打开并将第二出油槽161的位置对准第3列,将第一出油槽145的位置对准第2行,此时流经第2行第3列的冷却液的流量,比其他区域的流量大,有利于温度的均衡。如图11所示,当温度最低的区域出现在第5行第6列时,则将第三出油槽171的位置对准第6列,第一出油槽145的位置对准第5行。
当m为偶数时,由于不存在中间行,因此,在第二出油槽161和第三出油槽171中需要将更靠近温度最低的区域处的出油槽打开,如图12所示,当m=4,n=8时,温度最低的区域处于第3行第5列,此时需要将第三出油槽171的位置对准第5列,第一出油槽145的位置对准第3行。
在加热均衡模式中,主出油槽136的开度θ与温度均衡度ε满足如下关系:
θ=a(ε-0.2),
其中,常数a=0.5。
S310:当温度传感器测量的最高温度Tmax≥T2,且时,使动力电池热管理***进入冷却循环模式,直到时退出冷却循环模式。ΔT为温度增量,作为一种优选的,设定ΔT=5℃。即当最高温度Tmax大于等于40℃,同时平均温度大于等于35℃时,动力电池热管理***进入冷却循环模式,对电池进行冷却,直到平均温度T小于等于30℃时,退出冷却循环模式。
S320:冷却循环模式与加热循环模式类似,关闭加热器183前端的阀门185,打开散热器184前端的阀185,使冷却液经过散热器184进行散热,之后在进入到电池箱110内与电池进行换热,将电池冷却。循环泵182的转速v满足如下关系:
其中,vmax为循环泵182的最大转速。
S330:在冷却循环模式中,还需判断温度均衡情况,温度均衡度ε的按如下公式进行计算:
当温度均衡度ε≧0.2时,则进入冷却均衡模式。
S340:冷却均衡模式的工作过程与加热均衡模式类似,首先判断最高温度出现的位置。若最高温度出现的区域在中间行,则关闭第二出油管160和第三出油管170上的第二出油槽161和第三出油槽171,然后将第一出油管140上的第一出油槽145的位置对准中间行,并关小主出油槽136的开度。若最高温度出现的区域不在中间行,那么除看关小主出油槽136的开度、第一出油槽145的位置对准该区域所在行以外,还需将第二出油槽161和第三出油槽171中与该区域更接近的出油槽打开并将位置对准该区域所在的列。
在冷却均衡模式中,主出油槽136的开度θ与温度均衡度ε满足如下关系:
θ=a(ε-0.2),
其中,常数a=0.5。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种动力电池热管理***,其特征在于,包括:
电池箱,其内放置有电池组;
主进油管,其设置于所述电池箱内的第一侧,所述主进油管侧壁上沿长度方向开设有主进油槽;
主出油管,其设置于所述电池箱内的第二侧,所述第二侧与第一侧平行,所述主出油管侧壁上沿长度方向开设有主出油槽,所述主出油槽的开口宽度能够进行调节;以及
第一出油管,其设置于所述电池箱内的第二侧,所述第一出油管侧壁上设置有第一出油槽,所述第一出油槽的位置能够沿着第一出油管长度方向变化调节;
温度传感器,其设置于电池箱内,用于检测电池箱内的温度;
外部循环***,其用于冷却液的循环;
其中,冷却液通过主进油管的主进油槽进入电池箱内与电池组换热,并根据温度传感器测量的温度值,调节主出油槽的开口宽度和第一出油槽的位置,使冷却液从主出油槽和第一出油出油槽流出,以增大其对应区域冷却液的流量。
2.根据权利要求1所述的动力电池热管理***,其特征在于,还包括:
第二出油管,其设置于所述电池箱内的第三侧,所述第二出油管侧壁上设置有第二出油槽,所述第二出油槽的位置能够沿着第二出油管长度方向左右调节;
第三出油管,其设置于所述电池箱内的第四侧,所述第三出油管侧壁上设置有第三出油槽,所述第三出油槽的位置能够沿着第三出油管长度方向左右调节;
其中,所述第三侧和第四侧平行,并且所述第三侧垂直于所述第一侧。
3.根据权利要求1所述的动力电池热管理***,其特征在于,所述主出油管包括主出油外管和主出油内管,所述主出油外管套设在主出油内管外侧,所述主出油外管上设置有外管出油槽,所述主出油内管上设置有内管出油槽,外管出油槽和内管出油槽形成所述主出油槽;所述主出油内管能够相对于所述主出油外管旋转,当外管出油槽和内管出油槽重合时使主出油槽开度最大,所述主出油内管旋转可使所述出油槽开度减小或者关闭。
4.根据权利要求2所述的动力电池热管理***,其特征在于,所述第一出油管包括第一出油内管和第一出油外管,所述第一出油外管套设在第一出油内管外侧,所述第一出油外管侧壁上设置有外管槽,所述外管槽沿所述第一出油外管长度方向布置;所述第一出油内管侧壁上设置有内管槽,所述内管槽呈螺旋状设置在第一出油内管上,螺旋的缠绕角度小于360°,所述第一出油外管与电池箱固定连接,所述第一出油内管能够相对于第一出油外管旋转,所述外管槽与内管槽相配合组成第一出油槽,所述第一出油内管转动后能够改变第一出油槽的位置。
5.根据权利要求4所述的动力电池热管理***,其特征在于,所述呈螺旋状内管槽螺旋缠绕角度为270°。
6.根据权利要求1所述的动力电池热管理***,其特征在于,所述电池箱内可被平均划分为m×n个长方体区域,所述温度传感器设置于每个区域的中心,其中,m,n均为大于或等于2的整数。
7.根据权利要求1所述的动力电池热管理***,其特征在于,所述外部循环***包括:
储液缸,其用于存储冷却液;
循环泵,其与所述储液缸和主进油管连接,为所述冷却液的循环提供动力;以及
加热器,其用于将冷却液加热;
散热器,其用于将冷却液冷却;
其中,所述冷却液采用变压器油。
8.根据权利要求2所述的动力电池热管理***,其特征在于,所述第二出油管包括第二出油内管和第二出油外管,所述第二出油外管套设在第二出油内管外侧,所述第二出油外管侧壁上设置有外管槽,所述外管槽沿所述第二出油外管长度方向布置;所述第二出油内管侧壁上设置有内管槽,所述内管槽呈螺旋状设置在第二出油内管上,螺旋的缠绕角度小于360°,所述第二出油外管与电池箱固定连接,所述第二出油内管能够相对于第二出油外管旋转,所述外管槽与内管槽相配合组成第二出油槽,所述第二出油内管转动后能够改变第二出油槽的位置;
所述第三出油管包括第三出油内管和第三出油外管,所述第三出油外管套设在第三出油内管外侧,所述第三出油外管侧壁上设置有外管槽,所述外管槽沿所述第三出油外管长度方向布置;所述第三出油内管侧壁上设置有内管槽,所述内管槽呈螺旋状设置在第三出油内管上,螺旋的缠绕角度小于360°,所述第三出油外管与电池箱固定连接,所述第三出油内管能够相对于第三出油外管旋转,所述外管槽与内管槽相配合组成第三出油槽,所述第三出油内管转动后能够改变第三出油槽的位置。
9.根据权利要求8所述的动力电池热管理***,其特征在于,所述主进油管、主出油管、第一出油管、第二出油管、第三出油管均采用氮化硅材料制成。
10.一种动力电池热管理控制方法,其特征在于,使用如权利要求1-9中任一项所述的动力电池热管理***,并包括以下以下步骤:
步骤一:使用温度传感器测量电池箱内m×n个区域的温度值;
步骤二:当温度传感器测量的最低温度Tmin≤T1,且时,进入加热循环模式,直到时退出加热循环模式;当温度传感器测量的最高温度Tmax≥T2,且时,进入冷却循环模式,直到时退出冷却循环模式;其中,为平均温度,T1为最低工作温度,T2为最高工作温度,ΔT为温度增量;
步骤三:加热循环模式中开启加热器,并使循环泵转速v满足如
其中,vmax为循环泵的最大转速;
冷却循环模式中开启散热器,并使循环泵转速v满足如
步骤四:在加热循环模式中,当温度均衡度ε满足
时,则进入加热均衡模式,将主出油槽的开度减小,同时将第一出油槽的位置对准温度最低区域的所在的行,将第二出油槽和第三出油槽之中更靠近该区域的出油槽打开并将位置对准该区域所在的列;
在冷却循环模式中,当温度均衡度ε满足
时,则进入加热均衡模式冷却循环模式,将主出油槽的开度减小,同时将第一出油槽的位置对准温度最高区域的所在的行,将第二出油槽和第三出油槽之中更靠近该区域的出油槽打开并将位置对准该区域所在的列。
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