CN105703039A - 一种电池包加热*** - Google Patents

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钟亮
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Abstract

本发明提供了一种电池包加热***，包括：由水箱、三通、水泵和电池包依次连接组成的外循环***，由所述水箱、电磁加热器和所述三通依次连接组成的内循环***，电池包进出水口均设有温度传感器，BMS电池管理***与电磁加热器、水泵、电池包和温度传感器连接。冷却液由水箱注液口注入水箱内，达到设定高度后停止；当电池包工作时，BMS通过温度传感器实时采集电池包内的温度；当电池包温度低于设定温度时，水泵和电磁加热器开始工作，冷却液在所述外循环***和内循环***内循环流动；当电池包温度等于或大于设定温度时，停止电磁加热器和水泵工作。本发明加热速度快且加热效果均匀，还可以支持多路电池包同时加热，大大提高了工作效率。

Description

一种电池包加热***
技术领域
本发明涉及一种电池包加热***，属于动力汽车、新能源技术领域。
背景技术
随着新产品使用性能的提高，动力电池及新能源等对环境的要求也日益严格，一般均要求工作温度范围在-20℃至60℃之间，温度过高(大于60℃)或过低(小于-30℃)都会影响电池包的正常使用。
目前，市场通用的电池包温控***大部分均采用PTC(正温度系数)热敏电阻及加热风扇进行加热，但是其存在如下问题：1、PTC热敏电阻加热速度慢，对电池包升温时间长，效率低；2、加热温度不均匀。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种加热速度快且加热效果均匀的电池包加热***。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种电池包加热***，其特征在于，包括：由水箱、三通、水泵和电池包依次连接组成的外循环***，由所述水箱、电磁加热器和所述三通依次连接组成的内循环***，电池包进、出水口的水管上均设有温度传感器，BMS电池管理***与所述电磁加热器、水泵、电池包和温度传感器连接。
优选地，所述水箱包括箱体，箱体顶部设有注液口，箱体侧面的顶部和底部分别设有水箱进水口和水箱出水口，箱体侧壁上设有刻度线。
优选地，所述电磁加热器包括加热器本体，加热器本体上设有加热器进水口和加热器出水口。
优选地，所述三通包括：一个三通进水口，两个三通出水口，设于进出水口之间的阀门，和用于调节所述阀门的开关。
优选地，所述电池包内部设有方形电池、用于散热的水冷板、与所述方形电池连接的接线端子；所述电池包外部设有与所述水冷板连接的电池包进水口和电池包出水口。
优选地，所述加热器进水口连接所述水箱出水口；所述三通进水口与所述加热器出水口连接，所述两个三通出水口分别与所述水箱进水口和所述水泵的进水口相连接；所述水泵的出水口连接所述电池包进水口，所述电池包出水口连接所述水箱进水口。
优选地，所述三通、水泵、电池包为一组或多组。
优选地，冷却液由水箱注液口注入水箱内，达到设定高度后停止；当电池包工作时，BMS电池管理***通过温度传感器实时采集电池包内的温度；当电池包温度低于设定温度时，BMS电池管理***控制水泵和电磁加热器开始工作，冷却液在所述外循环***和内循环***内循环流动；当电池包温度等于或大于设定温度时，停止电磁加热器和水泵工作。
优选地，所述冷却液为乙二醇水溶液、硅油、变压器油、含氟化合物或蓖麻油。
优选地，在所述设定温度以下设定至少一个阶段温度，根据电池包实际温度所处的阶段，调整水泵的流速和电磁加热器的功率。
本发明提供的电池包加热***中，水箱、电磁加热器、三通依次连接形成一个小的内循环，起到均温、减小内部压力和增加湍流的作用。水泵起到将冷却液循环到电池包内的作用。BMS电池管理***主要功能是负责整个电池包监测和加热***控制作用。
本发明提供的***克服了现有技术的不足，加热速度快且加热效果均匀，还可以支持多路电池包同时进行加热工作，大大提高了工作效率。
附图说明
图1为本实施例提供的电池包加热***结构示意图；
图2为水箱结构示意图；
图3为电磁加热器结构示意图；
图4为三通结构示意图；
图5为水泵结构示意图；
图6为温度传感器结构示意图；
图7为电池包内部结构示意图；
图8为电池包外部结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1为本实施例提供的电池包加热***结构示意图，所述的电池包加热***由水箱1、电磁加热器2、三通3、水泵4、BMS(电池管理***)、温度传感器5和电池包6等组成。
结合图2，水箱1包括箱体11，箱体11顶部设有注液口12，箱体11侧面的顶部和底部分别设有水箱进水口13和水箱出水口14，箱体11侧壁上设有刻度线15。箱体11采用铝制或高寿命塑料材质制成，壁厚2mm。水箱1内的冷却液主要包括乙二醇水溶液、硅油、变压器油、含氟化合物或蓖麻油等液体。
结合图3，电磁加热器2包括加热器本体21，加热器本体21上设有加热器进水口22和加热器出水口23。电磁加热器2的工作电压范围为250V-450V之间，功率范围为0.5KW-5KW。
结合图4，三通3包括：一个三通进水口31，两个三通出水口32，设于进出水口之间的阀门，和用于调节所述阀门的开关33。本实施例中，三通3采用铜材质或不锈钢材质，长度33mm，六角17mm，外螺纹1/2-20UNF，内螺纹1/4-18NPT。
结合图5，水泵4包括水泵进水口41和水泵出水口42，水泵4采用高密封性、高寿命、低噪声的离心泵，功率大约是100W，最大流速25m/min。
结合图6，温度传感器5采用高精度接触式T型感温线51，温度传感器5工作范围在-80℃-100℃，工作电压250V、50Hz。
BMS电池管理***外形尺寸为70mm*150mm*300mm，适合电芯类型铅酸电池、镍氢电池、锂电池等动力电池，工作温度范围-40℃～85℃，工作最大相对湿度90％，温度测量精度0.5℃。
结合图7和图8，电池包6内部设有方形电池64、用于散热的水冷板63、与方形电池64连接的接线端子65；电池包6外部设有与水冷板63连接的电池包进水口61和电池包出水口62。
电池包加热***各部分的连接关系如下：电磁加热器2的加热器进水口22连接水箱出水口14；三通3包括一个三通进水口31和两个三通出水口32，三通进水口31与电磁加热器2的加热器出水口23连接，两个三通出水口32分别与水箱进水口14和水泵进水口41相连接。水箱1、电磁加热器2、三通3依次连接形成一个小的内循环，起到均温、减小内部压力和增加湍流的作用。水泵出水口42连接电池包进水口61，起到将冷却液循环到电池包6内的作用，电池包出水口62连接水箱进水口14。电池包进水口61和电池包出水口62处的水管上均设有温度传感器5。BMS电池管理***为方形结构，主要功能是负责整个电池包6监测和加热***控制作用，BMS分别与电磁加热器2、水泵4、电池包6和温度传感器5连接。
电池包加热***工作时，具体过程如下：冷却液由水箱注液口12注入水箱1内，当刻度线15达到要求高度后停止。当电动汽车启动或者充电时，BMS通过温度传感器5实时采集电池包6内的温度，温度传感器5将采集的温度信号传递到BMS内。当电池包6温度低于0℃时，BMS控制水泵4和电磁加热器2开始工作，冷却液依次由水箱1、电磁加热器2、三通3、水泵4、电池包6然后流回水箱1内，进行循环加热过程。当电池包6温度位于0℃至-20℃时，水泵4流速为15m/min，电磁加热器2功率为0.5KW-2.5KW；当电池包6温度位于-20℃以下时，水泵4流速为25m/min，电磁加热器2功率为2.5KW-5KW。当电池包6温度大于0℃时，停止电磁加热器2和水泵4工作。
本电池包加热***可以支持多路电池包同时进行加热工作，如图1所示为双路***进行同时工作，即电磁加热器2同时与两个三通3相连接，两个三通3的一个出水口分别通过一水泵4连接一电池包6，两个电池包6出口的冷却液均回流至水箱1，两个三通3的另一个出水口均连接水箱1，BMS分别与电磁加热器2、两个水泵4、两个电池包6和四个温度传感器5连接，控制双路同时进行加热工作。

Claims (10)

1.一种电池包加热***，其特征在于，包括：由水箱(1)、三通(3)、水泵(4)和电池包(6)依次连接组成的外循环***，由所述水箱(1)、电磁加热器(2)和所述三通(3)依次连接组成的内循环***，电池包(6)进、出水口的水管上均设有温度传感器(5)，BMS电池管理***与所述电磁加热器(2)、水泵(4)、电池包(6)和温度传感器(5)连接。
2.如权利要求1所述的一种电池包加热***，其特征在于：所述水箱(1)包括箱体(11)，箱体(11)顶部设有注液口(12)，箱体(11)侧面的顶部和底部分别设有水箱进水口(13)和水箱出水口(14)，箱体(11)侧壁上设有刻度线(15)。
3.如权利要求2所述的一种电池包加热***，其特征在于：所述电磁加热器(2)包括加热器本体(21)，加热器本体(21)上设有加热器进水口(22)和加热器出水口(23)。
4.如权利要求3所述的一种电池包加热***，其特征在于：所述三通(3)包括：一个三通进水口(31)，两个三通出水口(32)，设于进出水口之间的阀门，和用于调节所述阀门的开关(33)。
5.如权利要求4所述的一种电池包加热***，其特征在于：所述电池包(6)内部设有方形电池(64)、用于散热的水冷板(63)、与所述方形电池(64)连接的接线端子(65)；所述电池包(6)外部设有与所述水冷板(63)连接的电池包进水口(61)和电池包出水口(62)。
6.如权利要求5所述的一种电池包加热***，其特征在于：所述加热器进水口(22)连接所述水箱出水口(14)；所述三通进水口(31)与所述加热器出水口(23)连接，所述两个三通出水口(32)分别与所述水箱进水口(14)和所述水泵(4)的进水口相连接；所述水泵(4)的出水口连接所述电池包进水口(61)，所述电池包出水口(62)连接所述水箱进水口(14)。
7.如权利要求1所述的一种电池包加热***，其特征在于：所述三通(3)、水泵(4)、电池包(6)为一组或多组。
8.如权利要求1～7任一项所述的一种电池包加热***，其特征在于：冷却液由水箱注液口(12)注入水箱(1)内，达到设定高度后停止；当电池包(6)工作时，BMS电池管理***通过温度传感器(5)实时采集电池包(6)内的温度；当电池包(6)温度低于设定温度时，BMS电池管理***控制水泵(4)和电磁加热器(2)开始工作，冷却液在所述外循环***和内循环***内循环流动；当电池包(6)温度等于或大于设定温度时，停止电磁加热器(2)和水泵(4)工作。
9.如权利要求8所述的一种电池包加热***，其特征在于：所述冷却液为乙二醇水溶液、硅油、变压器油、含氟化合物或蓖麻油。
10.如权利要求8所述的一种电池包加热***，其特征在于：在所述设定温度以下设定至少一个阶段温度，根据电池包实际温度所处的阶段，调整水泵(4)的流速和电磁加热器(2)的功率。
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