CN106129534A - 一种用于电动车辆的加热***及其控制方法 - Google Patents

一种用于电动车辆的加热***及其控制方法 Download PDF

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康燕语
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Abstract

本发明公开了一种用于电动车辆的加热***及其控制方法，其独燃模块、水泵、控制模块、电池加热模块或乘客舱加热模块依次通过管路构成循环回路；控制模块包括控制阀和控制器；电池加热模块包括第一加热单元、电池组和第一温度传感器；乘客舱加热模块包含第二加热单元和第二温度传感器；独燃模块具有第一温度档位和第二温度档位，第一温度档位用于电池加热模块，第二温度档位用于乘客舱加热模块；控制模块根据第一温度传感器信号控制独燃模块自动切换温度档位并控制控制阀自动切换加热模块。控制方法步骤为控制器根据温度信号控制独燃***和加热模块。本发明既能对动力电池组进行加热，也能保证乘客舱温度适宜，而且不影响电动车辆的续驶里程。

Description

一种用于电动车辆的加热***及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动车辆技术领域，特别涉及电动车辆的加热***及其控制方法。
背景技术
电动车辆已经成为高效、清洁的汽车发展方向，动力电池组作为其动力源，直接影响车辆的整体性能。动力电池对温度变化较为敏感，在环境温度过低的情况下，动力电池无法正常工作，所以需要对动力电池组进行加热。目前，电池组加热的方法大多为电加热，即在电池组内部设置PTC发热单元，电池组给PTC发热单元提供电源，将电能转化为热能，并通过热传导的方式将热量传递给电池组本身，从而提升电池组的温度。这种加热方法虽然能达到加热电池组的效果，但是在低温下通过消耗电池组的能量来加热电池组，影响电池组使用寿命和电动车辆的续驶里程，而且此加热方法升温速率较低，加热时间较长。另一方面，在长时间在寒冷地区行驶的车辆，乘客舱内温度也通常较低，易导致乘客感冒，一般在乘客舱设置暖风加热装置。电动车辆的暖风加热装置通常由电池组提供电源，此方法需消耗电池组的能量，影响电动车的续航里程。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于电动车辆的加热***和控制方法，在环境温度较低的情况下，既能对动力电池组进行加热，也能保证乘客舱温度适宜，而且不影响电动车辆的续驶里程。
为了解决上述技术问题，本发明的用于电动车辆的加热***，其特征在于：包括独燃模块、水泵、控制模块，还包括并联设置的电池加热模块和乘客舱加热模块，所述独燃模块、水泵、控制模块、电池加热模块或乘客舱加热模块依次通过管路构成循环回路；所述管路内含有导热介质；所述控制模块包括控制阀和控制器；所述电池加热模块包括第一加热单元、电池组和第一温度传感器，所述第一温度传感器内置于所述电池组；所述乘客舱加热模块包含第二加热单元和第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于乘客舱内；所述独燃模块具有第一温度档位和第二温度档位，第一温度档位用于所述电池加热模块，第二温度档位用于所述乘客舱加热模块；所述控制模块根据所述第一温度传感器信号控制所述独燃模块自动切换温度档位并控制所述控制阀自动切换加热模块。
为进一步完善技术方案，本发明还包括以下技术特征：
作为进一步改进，所述独燃模块为汽油加热器或柴油加热器。
作为进一步改进，所述独燃模块还设置有手动切换结构，可手动切换所述独燃模块的温度档位；所述第一温度档位为50℃，所述第二温度档位为75℃。
作为进一步改进，所述电池加热模块前设置有一过滤网。
作为进一步改进，所述控制阀为三通电磁阀。
作为进一步改进，所述电池组具有至少一部分为导热区域的壳体，所述导热区域中设置有蓄电池单元，所述蓄电池单元将热量向内部传导。
作为进一步改进，所述第一加热单元为金属导热板，其内部设有可供所述导热介质通过的流体通道；所述金属导热板内置于所述蓄电池单元且与所述导热区域热连接。
作为进一步改进，所述第二加热单元为若干带鼓风机的侧置换热器。
作为进一步改进，所述导热介质为水或水-乙二醇混合物。
本发明的用于电动车辆加热***的控制方法，其步骤为：
S1所述第一温度传感器检测所述电池组温度，将检测信号发送至所述控制器；
S2所述控制器将接收到的第一温度信号与电池温度预设值做比较；
S3当第一温度信号值小于电池温度预设值时，所述控制器切换所述独燃模块切换至第一温度档位并控制所述控制阀切换至所述电池加热模块；
S4当所述电池组的温度上升至电池温度预设值时，所述控制器切换所述独燃模块切换至第二温度档位并控制所述控制阀切换至所述乘客舱加热模块，同时所述控制器控制所述第二加热单元开启；
S5所述第二温度传感器检测乘客舱温度，将检测信号发送至所述控制器；
S6所述控制器将接收到的第二温度信号与乘客舱温度预设值做比较；
S7当第二温度信号值上升至乘客舱温度预设值且第一温度信号值不小于电池温度预设值时，所述控制器控制所述独燃模块、水泵及第二加热单元关闭。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用独燃模块对电池组或乘客舱加热，无需消耗电池能量，避免了电池在低温下工作，提高电池组的使用寿命，同时不影响电动车辆的续航里程；独燃模块具有两个温度档位，***中设置三通电磁控制阀，可根据检测到的温度信号自动选择电池加热或是乘客舱加热，根据加热模块的不同自动匹配加热温度，也可手动切换温度档位；电池加热模块前设置一过滤网，可过滤燃油加热器燃烧后的颗粒，保护电池加热模块。
附图说明
图1为本发明用于电动车辆加热***的结构原理图。
其中：10独燃模块；20水泵；30三通电磁阀；41过滤网；42第一加热单元；43电池组；50第二加热单元。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图和实施例作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，并非对本发明的限制。
请参阅图1所示，本发明用于电动车辆加热***，包括独燃模块10、水泵20、控制模块，还包括并联设置的电池加热模块和乘客舱加热模块，独燃模块10、水泵20、控制模块、电池加热模块或乘客舱加热模块依次通过管路构成循环回路。管路内具有导热介质，导热介质可以为水或水-乙二醇混合物，但并不限于此。控制模块包括控制阀和控制器，控制阀为三通电磁阀30，三通电磁阀30与水泵20连接。独燃模块10可以为汽油加热器或柴油加热器，用于加热导热介质。独燃模块10具有第一温度档位和第二温度档位，第一温度档位用于加热电池加热模块，第二温度档位用于加热乘客舱加热模块，在本实施例中，第一温度档位设为50℃，第二温度档位设为75℃。独燃模块10上还设有手动切换结构，独燃模块10可通过控制器检测到的温度信号自动切换温度档位，也可以通过手动切换结构手动切换。电池加热模块包括第一加热单元42、电池组43和第一温度传感器，第一温度传感器内置于电池组43，用于检测电池组43的温度。电池组43的输入口和输出口还可分别增设温度传感器，用于检测导热介质温度。电池组43具有至少一部分为导热区域的壳体，在该导热区域中设置有蓄电池单元，蓄电池单元可将热量向内部传导。第一加热单元42为金属导热板，其内部设有可供导热介质通过的流体通道及导热结构，金属导热板内置于蓄电池单元且与导热区域热连接。通过加热后的导热介质由管路流经金属导热板，热量由金属导热板传递给导热区域，从而实现提高电池组43温度的目的。乘客舱加热模块包含第二加热单元50和第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于乘客舱内，用于检测乘客舱温度。第二加热单元50为若干带鼓风机的侧置换热器，加热后的导热介质流经换热器时，将部分热量传递给换热器，换热器壳体温度上升，鼓风机抽取乘客舱内的低温气流经换热器壳体加热后形成暖气流，而后散发至乘客舱，从而实现提高乘客舱温度的目的。控制模块根据第一温度传感器的温度信号控制独燃模块10自动切换温度档位并控制三通电磁阀30自动切换加热模块。电池加热模块前可增设过滤网41，用以过滤独燃***10产生的燃烧颗粒。
电动车辆在寒冷地区运行，电池组43受环境温度影响而温度下降，温度传感器检测到电池组43的温度低于电池温度预设值，控制器进行信号处理，将独燃模块10切换至50℃并将三通电磁阀30切换至电池加热模块，同时控制器还控制水泵20开启。此时独燃模块10加热导热介质，水泵20将加热后的导热介质输送至第一加热单元42，电池组43吸收热量温度升高，导热介质温度降低，后导热介质回到独燃模块10进行加热，形成一个加热循环回路。当温度传感器检测到电池组43的温度上升至电池温度预设值，控制器进行信号处理，将独燃模块10切换至75℃并将三通电磁阀30切换至乘客舱加热模块。此时控制器控制第二加热单元50开启，水泵20将经独燃模块10加热后的导热介质输送至第二加热单元50，第二加热单元50温度升高，导热介质温度降低，后导热介质回到独燃模块10进行加热，形成一个加热循环回路。第二温度传感器检测乘客舱温度，当乘客舱温度上升至乘客舱温度预设值且电池组43的温度不低于电池温度预设值时，控制器控制独燃模块10、水泵20和第二加热模块50关闭。
以上所述仅为发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆的加热***，其特征在于：包括独燃模块、水泵、控制模块，还包括并联设置的电池加热模块和乘客舱加热模块，所述独燃模块、水泵、控制模块、电池加热模块或乘客舱加热模块依次通过管路构成循环回路；所述管路内含有导热介质；所述控制模块包括控制阀和控制器；所述电池加热模块包括第一加热单元、电池组和第一温度传感器，所述第一温度传感器内置于所述电池组；所述乘客舱加热模块包含第二加热单元和第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于乘客舱内；所述独燃模块具有第一温度档位和第二温度档位，第一温度档位用于所述电池加热模块，第二温度档位用于所述乘客舱加热模块；所述控制模块根据所述第一温度传感器信号控制所述独燃模块自动切换温度档位并控制所述控制阀自动切换加热模块。
2.根据权利要求1所述的用于电动车辆的加热***，其特征在于：所述独燃模块为汽油加热器或柴油加热器。
3.根据权利要求2所述的用于电动车辆的加热***，其特征在于：所述独燃模块还设置有手动切换结构，可手动切换所述独燃模块的温度档位；所述第一温度档位为50℃，所述第二温度档位为75℃。
4.根据权利要求2所述的用于电动车辆的加热***，其特征在于：所述电池加热模块前设置有一过滤网。
5.根据权利要求1所述的用于电动车辆的加热***，其特征在于：所述控制阀为三通电磁阀。
6.根据权利要求1所述的用于电动车辆的加热***，其特征在于：所述电池组具有至少一部分为导热区域的壳体，所述导热区域中设置有蓄电池单元，所述蓄电池单元将热量向内部传导。
7.根据权利要求6所述的用于电动车辆的加热***，其特征在于：所述第一加热单元为金属导热板，其内部设有可供所述导热介质通过的流体通道；所述金属导热板内置于所述蓄电池单元且与所述导热区域热连接。
8.根据权利要求1所述的用于电动车辆的加热***，其特征在于：所述第二加热单元为若干带鼓风机的侧置换热器。
9.根据权利要求1所述的用于电动车辆的加热***，其特征在于：所述导热介质为水或水-乙二醇混合物。
10.一种根据权利要求1-9任一所述的用于电动车辆加热***的控制方法，
其步骤为：
S1所述第一温度传感器检测所述电池组温度，将检测信号发送至所述控制器；
S2所述控制器将接收到的第一温度信号与电池温度预设值做比较；
S3当第一温度信号值小于电池温度预设值时，所述控制器切换所述独燃模块切换至第一温度档位并控制所述控制阀切换至所述电池加热模块；
S4当所述电池组的温度上升至电池温度预设值时，所述控制器切换所述独燃模块切换至第二温度档位并控制所述控制阀切换至所述乘客舱加热模块，同时所述控制器控制所述第二加热单元开启；
S5所述第二温度传感器检测乘客舱温度，将检测信号发送至所述控制器；
S6所述控制器将接收到的第二温度信号与乘客舱温度预设值做比较；
S7当第二温度信号值上升至乘客舱温度预设值且第一温度信号值不小于电池温度预设值时，所述控制器控制所述独燃模块、水泵及第二加热单元关闭。
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