一种电池温度管理系统及一种汽车
2020-01-08

一种电池温度管理系统及一种汽车

本实用新型提供一种电池温度管理系统及一种汽车,包括:电池包、热交换系统、以及温控装置;热交换系统包括热交换器、冷却液循环管道、以及制冷剂循环管道;其中,冷却液循环管道连接所述电池包与热交换器,冷却液循环管道中流动的冷却液流经电池包和热交换器,冷却液流经电池包时冷却或加热电池包;制冷剂循环管道连接所述温控装置与热交换器,制冷剂循环管道内流动的制冷剂流经温控装置和热交换器,制冷剂流经温控装置时得到冷却或加热;并且,冷却液循环管道中流动的冷却液与制冷剂循环管道中流动的制冷剂在流经热交换器时进行热交换。本实用新型还涉及采用上述电池温度管理系统的汽车,本实用新型能够保证电池组始终处于正常工作且性能良好的温度水平。

本实用新型的旨在解决现有的电池温度管理系统对电池的冷却效果不佳、消耗能量较大,无法保证电池处于正常工作且性能良好的温度水平的技术问题。

为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种电池温度管理系统,包括:电池包、热交换系统、以及具有冷却功能并且选择性地具有加热功能的温控装置;所述热交换系统包括热交换器、冷却液循环管道、以及制冷剂循环管道;

优选地,所述制冷剂循环管道具有第一支路和第二支路;所述温控装置还包括蒸发器,所述蒸发器位于第一支路上,所述第一支路上设有蒸发器控制阀,蒸发器控制阀被构造成允许或阻止制冷剂流经所述蒸发器;所述热交换器位于第二支路上,所述第二支路上设有电磁阀,所述电磁阀被构造成允许或阻止制冷剂流经所述热交换器;所述蒸发器控制阀、电磁阀与BMS系统电连接,所述BMS系统控制所述蒸发器控制阀、电磁阀的开启或关闭。

电池组的温度均勻性调节:本领域的技术人员知道,如果某个电池单体因老化或其他原因造成单体性能下降,会导致整个动力电池的性能大幅下降,造成电池单体性能不一致有很多原因,而其中一个重要的原因就是各个电池单体的温度不均衡,导致温度过高的电池单体加速老化或失效。因而,当冷却液进口温度传感器43及冷却液出口温度传感器44感应到的温度信号传递到电池管理系统41,电池管理系统41接收到的温度信号的温度值差异较大时,电池管理系统41将发出指令,通过控制循环泵221来调节冷却液的流速,并控制电磁阀34的开关状态来调节制冷剂的流速,从而来调整电池组中不同电池单元的温差。

如图2所示,本实用新型的电池温度管理系统还包括控制单元,所述控制单元包括电池管理系统(BMQ41、电池温度传感器42,所述电池管理系统41与所述电池温度传感器42电连接。所述电池管理系统(BMS)可采用现有的电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)中采用的电池管理系统(BMQ,其作用在于监控电池的状态。所述电池温度传感器42安装于电池包1上,用于监测电池组的温度;可以理解的是,还可以分别在不同的电池单元上安装数个电池温度传感器,用于监测电池组中不同的电池单元的温度。同时,所述电池管理系统还与循环泵221以及温控装置3的压缩机32、电磁阀34、冷凝器风扇311电连接。所述电池管理系统(BMQ41中预设有电池的高温预定值和低温预定值,电池温度传感器42向电池管理系统41输出的温度信号高于该预设的高温预定值时,电池管理系统41输出指令启动所述循环泵221以及温控装置3进入工作状态,各种工作过程详述如下。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型的电池温度管理系统,包括:电池包1、热交换系统2、以及具有冷却功能并且选择性地具有加热功能的温控装置3。本实用新型的电池管理系统可安装于具有动力电池组和空调系统的汽车(未图示)中,所述温控装置可采用所述的空调系统。

其中,所述冷却液循环管道连接所述电池包与热交换器,冷却液循环管道中流动的冷却液流经电池包和热交换器,冷却液流经电池包时冷却或加热电池包;所述制冷剂循环管道连接所述温控装置与热交换器,制冷剂循环管道内流动的制冷剂流经温控装置和热交换器,制冷剂流经温控装置时得到冷却或加热;并且,冷却液循环管道中流动的冷却液与制冷剂循环管道中流动的制冷剂在流经热交换器时进行热交换。 优选地,所述电池包包括动力电池组,所述温控装置为空调系统。

技术领域

更进一步地,为了满足电池组的温度均勻性,如图2所示,所述控制单元还包括冷却液进口温度传感器43、冷却液出口温度传感器44,用于感应流入电池包1的冷却液和流出电池包1的冷却液的温度,电池管理系统(BMQ接收冷却液进口温度传感器43、冷却液出口温度传感器44的温度信号,可以知道冷却液进口和冷却液出口之间的温差,从而可以知道靠近电池包1的冷却液进口处的电池单元和靠近电池包的冷却液出口处的电池单元之间的温差。如果该两个电池单元之间的温差较大,则有必要对电池组的温度均勻性进行调节,以避免部分电池单元的过热或过冷导致的电池寿命的缩短。为了实现此目的,所述的冷却液进口温度传感器43、冷却液出口温度传感器44安装于冷却液循环管道22上,并与所述电池管理系统41电连接,其中,所述冷却液进口温度传感器43被构造成监测流入所述电池包1的冷却液的温度并向所述的电池管理系统41输出温度信号,其设于电池包1的冷却液进口与所述热交换器21之间,用于监测离开热交换器21待进入电池包1的冷却液(与制冷剂交换热量后已冷却的冷却液)的温度;所述冷却液出口温度传感器44被构造成监测流出所述电池包1的冷却液的温度并向所述的电池管理系统41输出温度信号,其位于电池包1的冷却液出口与所述热交换器21之间,用于监测离开电池包1待进入热交换器21的冷却液(吸收有电池包热量的冷却液)的温度。

优选地,所述温控装置为仅具有冷却功能的温控装置,所述电池温度管理系统还包括电加热装置,所述电加热装置安装于热交换器内,所述冷却液循环管道中的冷却液流经电加热装置;并且,所述电加热装置与所述BMS系统电连接,通过BMS系统控制电加热装置的开启和关闭。

避免电池组冷凝水的产生:当电池组与冷却液的温差差异较大时,电池组会出现冷凝水,影响电池组的工作效率和使用寿命。因而,当冷却液进口温度传感器43及电池温度传感器42感应到的温度信号传递到电池管理系统41,电池管理系统41接收到的温度信号的温度值差异较大时,电池管理系统41将控制压缩泵3的速度、冷凝器风扇11的转速、电磁阀34的开关状态及来综合调节制冷剂的温度,从而调节冷却液的温度,降低电池组与冷却液之间的温差,避免冷凝水的产生。

四、本实用新型的电池单元还包括冷却液进口、出口温度传感器,通过监控冷却液的温度,能够防止由于冷却液与电池组温差较大,导致在电池组内部产生冷凝水;并且,通过对电池冷却液进口及出口温度的监控,能够有效地保证电池组的温度均勻性和保证电池温度的精确控制,从而能够有效地提高电池组的使用寿命。