CN213212228U - 一种汽车动力电池组工作环境控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽车动力电池组工作环境控制***，包括：动力电池组、液体循环***、散热***、加热***、温度采集***、中央控制***；动力电池组包括若干个单元电池；液体循环***包括液体循环管路、铝制电池散热管路；液体循环管路上设有电泵；散热***包括散热器、散热控制***；加热***包括加热器、加热控制***；动力电池组设于铝制电池散热管路内部；温度采集***、散热控制***、加热控制***分别与中央控制***连接。本实用新型能够对汽车动力电池组的工作环境温度进行有效控制，且能够防止汽车因电池问题带来的自燃问题，同时能够有效改善汽车在极端环境下的电池稳定性。

Description

一种汽车动力电池组工作环境控制***

技术领域

本实用新型涉及汽车动力电池组热管理技术领域，特别是涉及一种汽车动力电池组工作环境控制***。

背景技术

新能源汽车和燃油车相比，新能源汽车中新增的锂离子电池部分是整车的动力源，锂离子电池一般由多个单体电池通过串并联方式形成电池模组，模组再组成电池组；锂电池工作的本质是化学能和电能之间的转换，是一种电化学反应，对工作环境温度有较高的要求。一般来说，15℃～35℃为最佳温度，能够实现电池最佳功率输出和输入，同时，电池的容量和循环寿命均能够达到较好的状态。而冬季室外温度达到0℃以下，导致电池工作环境温度过低；夏季室外温度已接近40℃，同时电池工作电流大，本身产热量大，导致电池工作环境温度过高。温度过低时，电池寿命延长但电池放电容量急剧下降，导致车辆的启动性能变差，温度过高时，电池容量增加缓慢，而电池寿命则会降低至原来的百分之二十；由此，电池低温区和高温区均需进行限功率使用，否则，电池的寿命和充放电的容量将受到极大的冲击，影响汽车驾驶体验。

另外，由于发热电池体的密集摆放，中间区域必然热量聚集较多，边缘区域较少，增加了电池包中各单元电池之间的温度不平衡，影响电池性能的一致性，最终影响到汽车的***控制。

近年来，很多科研人员也纷纷提出了很多电池温度控制的方法。如：朱晖等人提出一种通过调整气流通道间距以及空气导流板与水平面夹角结构；梁波等人提出的往复流冷却方式，使冷却空气流动方向周期性逆转，以降低单向流空气冷却方式时单体电池沿空气流方向的温度梯度；王颖盈等人采用平板微热管阵列，通过增加散热翅片的数量和间距来进行散热管理。虽然科研人员提出了很多电池温度控制的方法，但其对电池工作环境控制的效果仍然是电动汽车发展的最大阻碍，且对瞬间过载放电产生的高温所引起的电池***、汽车自燃问题仍无法解决。

因此，提供一种汽车动力电池组工作环境控制***，使其能够对电池工作环境的温度进行有效控制且能够防止汽车电池问题引起的汽车自燃问题，显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽车动力电池组工作环境控制***，以解决现有技术中存在的技术问题，能够对汽车动力电池组的工作环境温度进行有效控制，且能够防止汽车因电池问题带来的自燃问题，同时能够有效改善汽车在极端环境下的电池稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种汽车动力电池组工作环境控制***，包括：动力电池组、液体循环***、散热***、加热***、温度采集***、中央控制***；

所述动力电池组包括若干个单元电池；

所述液体循环***包括液体循环管路、铝制电池散热管路；所述液体循环管路上设有电泵；

所述散热***包括散热器、散热控制***；

所述加热***包括加热器、加热控制***；

所述铝制电池散热管路与所述散热器、所述铝制电池散热管路与所述加热器均通过所述液体循环管路连接；所述动力电池组设于所述铝制电池散热管路内部；所述温度采集***、散热控制***、加热控制***分别与所述中央控制***连接。

优选地，若干个所述单元电池内嵌在所述铝制电池散热管路内部，每个所述单元电池均与所述铝制电池散热管路内切设置。

优选地，所述铝制电池散热管路采用网状铝制管路，所述网状铝制管路包覆在所述动力电池组外表面，所述网状铝制管路与所述动力电池组的外表面相接触。

优选地，所述液体循环管路包括若干个液体管道，若干个所述液体管道采用管网或管式嵌入的方式布设。

优选地，所述散热器包括电动风扇、散热片、散热电磁阀；所述散热控制***包括电动风扇控制器、散热电磁阀控制器、第一电泵控制器；所述电动风扇控制器、散热电磁阀控制器、第一电泵控制器一端均与所述中央控制***连接，另一端分别与所述电动风扇、散热电磁阀、电泵连接。

优选地，所述散热片与若干个所述液体管道间隔设置。

优选地，所述加热器包括电加热丝、保温容器、加热电磁阀；所述加热控制***包括电加热丝控制器、加热电磁阀控制器、第二电泵控制器；所述电加热丝控制器、加热电磁阀控制器、第二电泵控制器一端均与所述中央控制***连接，另一端分别与所述电加热丝、加热电磁阀、电泵连接。

优选地，所述散热控制***、加热控制***采用继电器。

优选地，所述第一电泵控制器、第二电泵控制器设有延时器。

本实用新型公开了以下技术效果：

(1)本实用新型通过温度传感器实时采集电动电池组的工作环境温度，并在温度超过预设阈值时通过控制加热器和散热器对电动电池组的工作环境温度进行调整，能够有效解决温度过低导致的放电能力下降以及温度过高导致的电池寿命降低，保证了电池性能，极大提高了汽车在低温环境中的续航里程以及高温条件下电池的持续有效工作，能够有效改善汽车在极端环境下的电池稳定性；

(2)本实用新型铝制电池散热管路、液体循环管路的材料为铝，因铝制管路的易变形、无弹性的特性，一旦电池组中个体单元电池发生爆裂、起鼓，会侵占铝制管路的位置，引起铝制电池散热管路8发生形变及破裂，从而铝制电池散热管路8中大量液体流出，阻止起燃，从而有效防止汽车因电池问题带来的自燃问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型汽车动力电池组工作环境控制***结构示意图；

图2为本实用新型汽车动力电池组工作环境控制***电路连接图；

图3为本实用新型实施例中动力电池组与铝制电池散热管路设置方式示意图；

图4为本实用新型实施例中散热器结构示意图；

图5为本实用新型实施例中加热器结构示意图；

图中，1为储水器、2为散热器、3为加热器、4为散热电磁阀，5为加热电磁阀，6为动力电池组，7为电泵，8为铝制电池散热管路，9为液体循环管路，10为中央控制***，11为温度采集***，12为保温容器，13为第一电泵控制器，14为电动风扇控制器，15为散热电磁阀控制器，16为电动风扇，17为第二电泵控制器，18为电加热丝控制器，19为加热电磁阀控制器，20为电加热丝，21为散热片，22为液体管道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-5所示，本实施例提供一种汽车动力电池组工作环境控制***，包括：动力电池组6、液体循环***、散热***、加热***、温度采集***11、中央控制***10；

所述动力电池组6包括若干个单元电池；

所述液体循环***包括液体循环管路9、铝制电池散热管路8；所述液体循环管路9用于液体的循环，实现为所述动力电池组6散热或加热；所述铝制电池散热管路8用于包裹所述动力电池组6，为所述动力电池组6降温或加温；所述液体循环管路9上设有电泵7，为所述液体循环管路9内液体的流动提供动力；所述液体循环管路9包括若干个液体管道22，若干个所述液体管道22采用管网或管式嵌入的方式布设，所述液体循环管路9的材质为铝。铝制电池散热管路8充分利用了铝导热性优越、易注型、易形变的物理特性，传热快，能够提高动力电池组6散热或加热速度，同时，当电池瞬间放电过载会引起电池起鼓式***、起火，因铝制管路的易变形、无弹性的特性，一旦电池组中个体单元电池发生爆裂、起鼓，会侵占铝制管路的位置，引起铝制电池散热管路8发生形变及破裂，从而铝制电池散热管路8中大量液体流出，阻止起燃，从而有效防止汽车因电池问题带来的自燃问题。

所述散热***包括散热器2、散热控制***；所述散热器2用于对所述液体循环管路9中的液体进行散热；所述散热器2包括电动风扇16、散热片21、散热电磁阀4；所述散热片21与若干个所述液体管道22间隔设置，提高液体管道22内液体散热的效率和均匀性；所述散热电磁阀4用于所述散热器2与所述液体循环管路9的连通和阻断，当所述散热电磁阀4打开时，所述液体循环管路9中的液体流入所述散热器2，所述散热电磁阀4关闭时，所述液体循环管路9中的液体停止流入所述散热器2。所述散热控制***用于控制所述散热器2中的电动风扇16、散热电磁阀4以及所述液体循环管路9上的电泵7的启停；所述散热控制***包括电动风扇控制器14、散热电磁阀控制器15、第一电泵控制器13；所述电动风扇控制器14、散热电磁阀控制器15、第一电泵控制器13一端均与所述中央控制***10连接，另一端分别与所述电动风扇16、散热电磁阀4、电泵7连接。

所述加热***包括加热器3、加热控制***；所述加热器3用于对所述液体循环管路9中的液体进行加热；所述加热器3包括电加热丝、保温容器12、加热电磁阀5；所述电加热丝20用于对流入所述保温容器12中的液体进行加热，所述保温容器12用于对所述电加热丝20加热后的液体进行保温，所述加热电磁阀5用于所述加热器3与所述液体循环管路9的连通和阻断，当所述加热电磁阀5打开时，所述液体循环管路9中的液体流入所述加热器3，所述加热电磁阀5关闭时，所述液体循环管路9中的液体停止流入所述加热器3。所述加热控制***用于控制所述加热器3中的电加热丝20、加热电磁阀5以及所述液体循环管路9上的电泵7的启停；所述加热控制***包括电加热丝控制器18、加热电磁阀控制器19、第二电泵控制器17；所述电加热丝控制器18、加热电磁阀控制器19、第二电泵控制器17一端均与所述中央控制***10连接，另一端分别与所述电加热丝20、加热电磁阀5、电泵7连接。

所述温度采集***11采用温度传感器，所述温度传感器与所述中央控制***10连接；所述温度传感器设于所述动力电池组6位置，用于实时采集所述动力电池组6的工作环境温度。

所述中央控制***10用于根据所述温度采集***11所采集的温度对所述散热***、加热***进行控制，使所述动力电池组6的工作环境温度处于预设范围内。

进一步地优化方案，所述铝制电池散热管路8采用网状铝制管路，所述网状铝制管路包覆在所述动力电池组6外表面，所述网状铝制管路与所述动力电池组6的外表面相接触。

进一步地优化方案，若干个所述单元电池内嵌在所述铝制电池散热管路8内部，每个所述单元电池均与所述铝制电池散热管路8内切设置。

进一步地优化方案，所述散热控制***、加热控制***采用继电器。

进一步地优化方案，所述第一电泵控制器13、第二电泵控制器17设有延时器，当所述散热器2、加热器3停止工作后，能够继续将铝制电池散热管路8中的液体抽出，防止液体在自然条件下变热或变凉对电池工作环境温度的影响，同时，能够防止液体对动力电池组6的损坏。

进一步地优化方案，所述汽车动力电池组工作环境控制***还包括储水器1，所述储水器1通过所述液体循环管路9与所述散热器2、所述加热器3连接。

所述汽车动力电池组工作环境控制***的具体工作流程包括：

在中央控制***10中设定动力电池组6工作的温度范围，本实施例中，温度设为10℃～40℃；通过温度传感器实时采集动力电池组6的工作环境温度，并上传至中央控制***10；温度高于40℃，通过中央控制***10下达控制指令至散热控制***，通过散热电磁阀控制器15控制散热电磁阀4打开，通过电动风扇控制器14控制电动风扇16开启，同时，通过第一电泵控制器13控制电泵7开启，为动力电池组6散热；当动力电池组6的工作环境温度恢复至阈值范围，通过中央控制***10下达控制指令至散热控制***，通过散热电磁阀控制器15控制散热电磁阀4关闭，通过电动风扇控制器14控制电动风扇16关闭，同时，通过第一电泵控制器13控制电泵7关闭或延时关闭。温度低于10℃，通过中央控制***10下达控制指令至加热控制***，通过加热电磁阀控制器19控制加热电磁阀5打开，通过电加热丝控制器18控制电加热丝20开始加热，同时，通过第二电泵控制器17控制电泵7开启，为动力电池组6加热；当动力电池组6的工作环境温度恢复至阈值范围，通过中央控制***10下达控制指令至加热控制***，通过加热电磁阀控制器19控制加热电磁阀5关闭，通过电加热丝控制器18控制电加热丝20停止加热，同时，通过第二电泵控制器17控制电泵7关闭或延时关闭；重复工作，直至汽车停车。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，包括：动力电池组(6)、液体循环***、散热***、加热***、温度采集***(11)、中央控制***(10)；

所述动力电池组(6)包括若干个单元电池；

所述液体循环***包括液体循环管路(9)、铝制电池散热管路(8)；所述液体循环管路(9)上设有电泵(7)；

所述散热***包括散热器(2)、散热控制***；

所述加热***包括加热器(3)、加热控制***；

所述铝制电池散热管路(8)与所述散热器(2)、所述铝制电池散热管路(8)与所述加热器(3)均通过所述液体循环管路(9)连接；所述动力电池组(6)设于所述铝制电池散热管路(8)内部；所述温度采集***(11)、散热控制***、加热控制***分别与所述中央控制***(10)连接。

2.根据权利要求1所述的汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，若干个所述单元电池内嵌在所述铝制电池散热管路(8)内部，每个所述单元电池均与所述铝制电池散热管路(8)内切设置。

3.根据权利要求1所述的汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，所述铝制电池散热管路(8)采用网状铝制管路，所述网状铝制管路包覆在所述动力电池组(6)外表面，所述网状铝制管路与所述动力电池组(6)的外表面相接触。

4.根据权利要求1所述的汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，所述液体循环管路(9)包括若干个液体管道(22)，若干个所述液体管道(22)采用管网或管式嵌入的方式布设。

5.根据权利要求4所述的汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，所述散热器(2)包括电动风扇(16)、散热片(21)、散热电磁阀(4)；所述散热控制***包括电动风扇控制器(14)、散热电磁阀控制器(15)、第一电泵控制器(13)；所述电动风扇控制器(14)、散热电磁阀控制器(15)、第一电泵控制器(13)一端均与所述中央控制***(10)连接，另一端分别与所述电动风扇(16)、散热电磁阀(4)、电泵(7)连接。

6.根据权利要求5所述的汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，所述散热片(21)与若干个所述液体管道(22)间隔设置。

7.根据权利要求5所述的汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，所述加热器(3)包括电加热丝(20)、保温容器(12)、加热电磁阀(5)；所述加热控制***包括电加热丝控制器(18)、加热电磁阀控制器(19)、第二电泵控制器(17)；所述电加热丝控制器(18)、加热电磁阀控制器(19)、第二电泵控制器(17)一端均与所述中央控制***(10)连接，另一端分别与所述电加热丝(20)、加热电磁阀(5)、电泵(7)连接。

8.根据权利要求7所述的汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，所述散热控制***、加热控制***采用继电器。

9.根据权利要求8所述的汽车动力电池组工作环境控制***，其特征在于，所述第一电泵控制器(13)、第二电泵控制器(17)设有延时器。

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