CN1866608A - 电动车动力电池包控温***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车动力电池包温度控制***及控制方法，所述控制***包括驱动装置、流通管路，动力电池包1的出口经流通管路与驱动装置的进口连通，驱动装置的出口经流通管路与动力电池包1的进口连通，还包括温度传感器、电子控制单元5和循环介质热交换装置，温度信号由温度传感器传送到电子控制单元，电子控制单元控制驱动装置的开启和停止，循环介质热交换装置和驱动装置串接连通在动力电池包1的进、出口之间。本发明确保电池包工作在正常温度范围内，延长电池寿命，提高电池的性能，保证了驱动电机的高效运行。

Description

电动车动力电池包控温***和方法
【技术领域】
本发明涉及电动车动力电池包领域，特别涉及电动车动力电池包温度控制领域。
【背景技术】
早从1996年开始，福特、克莱斯勒、通用、本田、尼桑、丰田等品牌的电动型环保汽车就已经相继投入批量生产，并进入市场销售，但经过消费者使用一段时间后，行驶性能和价格昂贵等问题开始显现出来，这些问题开始阻碍电动车的进一步商业化。
电动车通常由动力电池包提供驱动力，动力电池包包括多个动力电池。动力电池包的温度控制就是其中的问题之一。电池的性能直接影响到电动车的动力性、经济性和续时里程，而电池的寿命则影响电动车的成本。电动车要求能在不同的环境中使用，其工作温度在-30℃至60℃范围内。一般动力电池，如锂离子电池，在15℃至30℃温度范围内有比较优良的工作性能，在此温度范围以外工作则会影响电池的放电性能，缩短电池寿命。传统的动力电池包温度控制方法，采用空气或液体单一冷却方式控制电池的工作温度，容易在冬天和小电流放电的情况下使电池过冷，在夏天和大电流放电的情况下使电池过热，从而影响电池的放电性能，缩短电池寿命，进一步影响电动车的动力性、经济性和续时里程。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种电动车动力电池包的温度控制***和方法，使工作中的动力电池包处在其正常工作温度范围内，从而提高电池的放电性能，延长电池寿命，进而改善电动车的动力性、经济性和续时里程。
为实现上述发明目的，本发明提出一种电动车动力电池包温度控制***，包括驱动介质循环的驱动装置、为介质提供流动通路的流通管路，动力电池包和驱动装置分别串联于流通管路上；其特征在于：还包括温度传感器、电子控制单元和多路循环介质热交换装置，所述温度传感器、用于监测电池包温度，其输出端接到电子控制单元，电子控制单元可控制驱动装置的开启和停止，所述多路循环介质热交换装置也串联于流通管路上。
在本发明的实施例中，本装置还包括动力电池电流信号传感器，所述动力电池电流信号传感器可传送电池的电流信号到电子控制单元。
更优地，所述多路循环介质热交换装置包括电磁方向阀、冷却循环介质的换热器、加热循环介质的换热器，电子控制单元与电磁方向阀、电连接并控制电磁方向阀的导通方向。
更优地，所述电磁方向阀包括第一电磁方向阀和第二电磁方向阀；所述第一电磁方向阀的进口连通流通管路的一个接入口的一端连通，而其出口至少有两个，其中一个出口通过所述换热器中的其中一个与第二电磁方向阀的进口连通，另一个出口直接与第二电磁方向阀的进口连通；第二电磁方向阀的出口也至少有两个，其中一个出口通过另一个换热器与流通管路连通，另一个出口直接与流通管路接入口的另一端连通。
更优地，冷却循环介质的换热器、又与驱动电机冷却***构成接交换通路，加热循环介质的换热器、又与车载空调***构成接交换通路。
为实现上述发明目的，本发明还提出一种电动车动力电池包温度控制方法，包括如下步骤：a、电子控制单元通过温度传感器、对电池包的温度进行监测；b、当电池包温度升高偏离最优工作温度范围但尚未偏离电池正常工作温度时，电子控制单元启动驱动装置和电磁方向阀、，以驱动循环介质对电池包进行自然冷却；c、当电池包温度低于电池正常工作温度时，电子控制单元启动驱动装置和电磁方向阀，以驱动循环介质通过多路循环介质热交换装置，对电池包加热；d、当电池包温度高于电池正常工作温度时，电子控制单元启动驱动装置和电磁方向阀、，以驱动循环介质通过多路循环介质热交换装置，对电池包冷却。
更优地，在步骤c中，驱动循环介质通过多路循环介质热交换装置对电池包加热的方法是：让循环介质通过车载空调***的加势循环回路；在步骤d中驱动循环介质通过多路循环介质热交换装置对电池包冷却的方法是：让循环介质通过驱动电机冷却***。
更优地，电子控制单元还监测电池包的电流，当电池包大电流放电时，电子控制单元控制电动车电机冷却***较低温度的冷却液对循环介质进行冷却，启动驱动装置驱动循环介质对电池包冷却。
本发明的优点：确保电池包工作在正常温度范围内，延长电池寿命，提高电池的性能，保证了驱动电机的高效运行。
当电池包大电流放电产生大量热量时，也可以有效控制电池包温度。
【附图说明】
图1是本发明实施一示意图。
图2是本发明实施二示意图。
【具体实施方式】
如图1所示，本发明实施一例包括：动力电池包1、温度传感器2、信号线3、冗余温度传感器4、电子控制单元5、液压泵6、流通管路7、电磁方向阀8、汽/液换热器9、车载空调***10、电磁方向阀11、驱动电机冷却***12、液/液换热器13、动力电池电流信号传感器14。
动力电池包1的出口流通管路7与电磁方向阀8连接，电磁方向阀8的常温出口通过管道直接连到电磁方向阀11的入口处，低温出口通过管道连接汽/液换热器9的液体入口，该换热器的液体出口连接到电磁方向阀11的入口处，气体进出口通过管道与车载空调***10连接；电磁阀11的常温出口直接与动力电池包1的流通管路入口相连，高温出口通过管道连接液/液换热器13，另一端对应出口通过管道连接动力电池包1的流通管路入口，另一种液体进出口通过管道与驱动电机冷却***相连。
温度传感器2和冗余温度传感器4监测动力电池包的工作温度，并通过信号线3将信号传给电子控制单元5，动力电池电流信号传感器14检测电池的放电情况，也将信号传给电子控制单元5，该电子控制单元5通过信号线控制电子方向阀8、11及液压泵6的开启状态。
当电磁方向阀8的低温出口关闭，常温出口开启，电磁方向阀11的高温出口关闭，常温出口开启时，动力电池温度控制进入自然散热的冷却小循环；当电磁方向阀8的低温出口关闭，常温出口开启，电磁方向阀11的高温出口开启，常温出口关闭时，通过液/液换热器13与驱动电机冷却***12的低温液体进行换热，驱动电机冷却***再通过散热器将热量散发到大气中，动力电池温度控制进入强制散热的冷却大循环；当电磁方向阀8的低温出口开启，常温出口关闭，电磁方向阀11的高温出口关闭，常温出口开启时，温度控制方法通过汽/液换热器9与车载空调***10换热，利用空调***的高温气体加热冷却液，提高电池温度，动力电池温度控制进入强制加热循环。
当电池在正常温度环境运行时，进行自然散热的冷却小循环，此时液压泵6工作。当动力电池在高温环境或大电流放电工况运行时，进行强制散热的冷却大循环。当动力电池在低温环境运行时，进行强制加热循环。
电池包温度分为最优工作温度和正常工作温度，低于或高于正常工作温度时启动强制加热循环或冷却大循环，低于或高于最优工作温度时启动冷却小循环。因此，液压泵6的工作状态是：只在最优温度范围时不工作，其他时间都工作。
本发明对传统电动车动力电池温度控制方法进行了改进，增加电磁方向阀和电控单元，有效避免了电动车动力电池的过冷和过热，使工作中的动力电池包温度保持在正常工作温度范围内，延长了动力电池的寿命，提高了电池的性能，保证了驱动电机的高效运行。
图2是本发明实施例二的示意图。与实施例一不同的是，它不采用两个电磁方向阀，而是只采用一个。但该电磁方向阀的出口有三个，它们分别：通过冷却循环介质的换热器12、13连通到流通管路，或通过加热循环介质的换热器9、10连通到流通管路，或直接连通到流通管路。
应当理解，图2只是众多变化实施例中的一个。在不脱离本发明基本构思的前提下，本发明可以有多种实施方式，它们都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种电动车动力电池包温度控制***，包括驱动介质循环的驱动装置(6)、为介质提供流动通路的流通管路(7)，动力电池包(1)和驱动装置(6)分别串联于流通管路(7)上；其特征在于：还包括温度传感器(2、4)、电子控制单元(5)和多路循环介质热交换装置(8、9、0、11、12、13)，所述温度传感器(2、4)用于监测电池包温度，其输出端接到电子控制单元(5)，电子控制单元(5)可控制驱动装置的开启和停止，所述多路循环介质热交换装置(8、9、0、11、12、13)也串联于流通管路(7)上。
2、根据权利要求1所述的电动车动力电池包温度控制***，其特征在于：还包括动力电池电流信号传感器(14)，所述动力电池电流信号传感器(14)可传送电池的电流信号到电子控制单元(5)。
3、根据权利要求1和2任意一项所述的电动车动力电池包温度控制***，其特征在于：所述多路循环介质热交换装置(8、9、0、11、12、13)包括电磁方向阀(8、11)、冷却循环介质的换热器(12、13)、加热循环介质的换热器(9、10)，电子控制单元(5)与电磁方向阀(8、11)电连接并控制电磁方向阀的导通方向。
4、根据权利要求3所述的电动车动力电池包温度控制***，其特征在于：所述电磁方向阀(8、11)包括第一电磁方向阀(8)和第二电磁方向阀(11)；所述第一电磁方向阀(8)的进口连通流通管路(7)的一个接入口的一端连通，而其出口至少有两个，其中一个出口通过所述换热器中的其中一个与第二电磁方向阀(11)的进口连通，另一个出口直接与第二电磁方向阀(11)的进口连通；第二电磁方向阀(11)的出口也至少有两个，其中一个出口通过另一个换热器与流通管路(7)连通，另一个出口直接与流通管路(7)接入口的另一端连通。
5、根据权利要求3所述的电动车动力电池包温度控制***，其特征在于：冷却循环介质的换热器(12、13)又与驱动电机冷却***构成接交换通路，加热循环介质的换热器(9、10)又与车载空调***构成接交换通路。
6、一种电动车动力电池包温度控制方法，包括如下步骤：
a)电子控制单元(5)通过温度传感器(2、4)对电池包的温度进行监测；
b)当电池包温度升高偏离最优工作温度范围但尚未偏离电池正常工作温度时，电子控制单元(5)启动驱动装置(6)和电磁方向阀(8、11)，以驱动循环介质对电池包进行自然冷却；
c)当电池包温度低于电池正常工作温度时，电子控制单元(5)启动驱动装置(6)和电磁方向阀(8、11)，以驱动循环介质通过多路循环介质热交换装置，对电池包加热；
d)当电池包温度高于电池正常工作温度时，电子控制单元(5)启动驱动装置(6)和电磁方向阀(8、11)，以驱动循环介质通过多路循环介质热交换装置，对电池包冷却。
7、根据权利要求6所述的电动车动力电池包温度控制方法，其特征是：在步骤c)中，驱动循环介质通过多路循环介质热交换装置对电池包加热的方法是：让循环介质通过车载空调***的加势循环回路；在步骤d)中驱动循环介质通过多路循环介质热交换装置对电池包冷却的方法是：让循环介质通过驱动电机冷却***。
8、根据权利要求6所述的电动车动力电池包温度控制方法，其特征是：电子控制单元(5)还监测电池包的电流，当电池包大电流放电时，电子控制单元(5)控制电动车电机冷却***较低温度的冷却液对循环介质进行冷却，启动驱动装置驱动循环介质对电池包冷却。
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