CN101734133A - 一种动力电池加热温控系统 - Google Patents

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张洪延
陈红涛
惠龙
卢彦兴
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Abstract

本发明提供一种动力电池加热温控系统，该系统是在原混合动力或电动车辆水冷系统基础上增加一个保温容器，用来保存车辆运行过程中冷却发动机和/或电动机的高温冷却水，增加一个散热器装在动力电池箱底部，本发明装置主要由电动机和/或发动机、保温容器、温控系统电磁阀、温控系统管道水泵、动力电池、电池箱散热器、智能控制器等组成。本发明适用于所有混合动力车辆和水冷电动车辆，尤其适合于寒冷地区运行的大型车辆的动力电池保护。

Description

一种动力电池加热温控系统
技术领域
本发明涉及混合动力及电动汽车的动力电池领域，具体涉及用于控制车辆动力电池温度的方法和系统。
背景技术
混合动力及电动汽车已成为清洁、高效汽车的发展方向，是解决环保和节能问题的最佳途径，其中的动力电池提供部分或全部驱动车辆的功率，过低或过高的极端温度条件会影响车辆的性能和电池的工作寿命。
当天气严寒导致电池温度过低时，动力电池只能提供较小的放电功率，也不能接受正常的充电功率。附图1是某型号锂离子单体电池的不同温度下的放电性能图。
虽然车辆运行时电池充电放电过程中内阻可引起发热从而加热动力电池，但当车辆熄火或启动时无法避免电池温度过低造成的起步性能下降和对电池本身寿命的影响，对电池尤其不利。
车辆熄火和启动期间，有专利(ZL93232961.6，ZL200510070079.6)提出采用外接电源或利用电池本身电力加热电池，则存在需要用户外接电源的烦琐或电力浪费现象。
本发明的目的在于提出一种克服上述缺点的电池加热技术。
发明内容
本发明涉及混合动力及电动汽车的水冷动力电池领域，具体涉及用于控制车辆动力电池温度的方法和系统。
该系统是在原混合动力或电动车辆水冷系统基础上增加一个保温容器，用来保存车辆运行过程中冷却发动机和/或电动机的高温冷却水，增加一个散热器装在动力电池箱底部，整个系统包含电动机和/或发动机1、保温容器2、温控系统电磁阀3、温控系统管道水泵4、动力电池箱5、单体动力电池6、电池箱散热器7、发动机(电动机)电磁阀8、发动机(电动机)管道水泵9、发动机(电动机)散热器10以及冷却水管道及智能控制器11等。
保温容器可以采用目前家庭太阳能热水器系统中的保温容器结构。内外为耐腐蚀的不锈钢板，中间保温层为优质发泡聚氨酯泡末层。容积根据电池组大小确定。也可以采用中间抽真空的真空保温杯(罐)技术，有效容积根据电池组大小确定。保温容器可以在一周时间内将发动机(电动机)出来的高温冷却水保持水温在50摄氏度以上。
智能控制器核心为一51系列单片机组成的控制器，可以检测电池组温度，接受驾驶员的一些操作指令，控制温控系统管道水泵的启动和停止。
本发明适用于所有混合动力车辆和水冷电动车辆，尤其适合于寒冷地区运行的大型车辆的动力电池保护。
本发明的特征是充分利用了车辆运行过程中发动机(电动机)冷却水的能量，加上智能控制器，很好地解决了高寒地区电动车辆的低温启动和充电问题。克服了低温环境中混合动力或电动车辆启步难的问题，又避免了使用外接电源或利用电池本身电力加热(ZL200510070079.6)电池所存在的需要用户外接电源的烦琐和电力浪费的缺点。
本发明还可用于动力电池的保温，以避免因温度过低而影响电池的正常使用和寿命。例如在高寒地区动力电池工作时，由于内阻产生的热量不足以使电池组温度达到理想温度时，可以设定保温模式，使电池组始终处于被加热状态；另外，短时间的停车也可以采取自动保温模式。
本发明装置主要由电动机和/或发动机、保温容器、温控系统电磁阀、温控系统管道水泵、动力电池、电池箱散热器、智能控制器等组成。
本发明的基本结构是在混合动力或电动车辆水冷系统基础上增加一个保温容器，用来保存车辆运行过程中冷却发动机和/或电动机的高温冷却水，增加一个散热器装在动力电池箱底部，增加一个温控系统管道水泵提供冷却水循环动力等。
如果智能控制器检测到电池箱内单体电池温度低于一个温度设定值，温度设定值通常根据电池的种类不同设定为0℃～5℃，将加热管路上的温控系统电磁阀打开，加热管路上的温控系统管道水泵工作，将保温容器中上次电动机和/或发动机工作时贮存的高温冷却水送到电池箱散热器，加热单体电池。
附图说明
图1是某型号锂离子单体电池的不同温度下的放电性能图。
图2是本发明动力电池加热温控系统示意图。
图中，1-电动机和/或发动机；2-保温容器；3-温控系统电磁阀；4-温控系统管道水泵；5-动力电池箱；6-单体动力电池；7-电池箱散热器；8-发动机(电动机)电磁阀；9-发动机(电动机)管道水泵；10-发动机(电动机)散热器；11-智能控制器。
其中，图2为摘要附图。
具体实施方式
参照说明书附图对本发明作以下详细说明。
实施例1
本发明涉及混合动力及电动汽车的动力电池领域，具体涉及到控制车辆动力电池温度的方法和系统。该系统是在原混合动力或电动车辆水冷系统基础上增加一个保温容器，用来保存车辆运行过程中冷却发动机和/或电动机的高温冷却水，增加一个散热器装在动力电池箱底部，整个系统包含电动机和/或发动机1、保温容器2、温控系统电磁阀3、温控系统管道水泵4、动力电池箱5、单体动力电池6、电池箱散热器7、发动机(电动机)电磁阀8、发动机(电动机)管道水泵9、发动机(电动机)散热器10以及冷却水管道及智能控制器11等。
图2为本系统的示意图。车辆正常工作时，发动机(电动机)电磁阀8打开，从发动机(电动机)1里流出来的冷却水为温度范围为70-110摄氏度的高温冷却水，先进入保温容器2，然后在发动机(电动机)管道水泵9的作用下，经过发动机(电动机)散热器10进行冷却后，重新进入发动机(电动机)1。
车辆停止或启动时，如果控制器检测到电池箱5内单体电池6温度低于一个温度设定值，温度值通常根据电池的种类不同设定为0℃～5℃，(例如：当动力电池采用常用的锂离子动力电池时，温度设定为5℃；当动力电池采用铅酸动力电池时，温度设定为0℃)，将加热管路上的温控系统电磁阀3打开，加热管路上的温控系统管道水泵4工作，将保温容器2中上次电动机和/或发动机工作时贮存的高温冷却水送到电池箱散热器7，加热单体电池6。
加热模式通过智能控制器可以设定：
1.可以设定自动保温模式或手动加热模式。例如短时间的停车可以采取自动保温模式，长时间停车可以采取开车前手动加热模式，防止长时间停车将高温冷却水耗尽。
2.也可设定车辆启动前预热。例如计划早上8点出车，可以设定7点40分开始预热。

Claims (10)

1.一种动力电池加热温控系统，其特征在于：包括电动机和/或发动机(1)、保温容器(2)、温控系统电磁阀(3)、温控系统管道水泵(4)、动力电池(6)、电池箱散热器(7)、智能控制器(11)。
2.根据权利要求1所述的动力电池加热温控系统，其特征在于：保温容器用来保存车辆运行过程中冷却发动机和/或电动机的高温冷却水。
3.根据权利要求1所述的动力电池加热温控系统，其特征在于：保温容器采用真空罐或填充聚氨酯泡末的保温容器。
4.根据权利要求1所述的动力电池加热温控系统，其特征在于：保温容器的容积根据电池组大小确定。
5.根据权利要求1所述的动力电池加热温控系统，其特征在于：保温容器可以在一周时间内将发动机和/或电动机出来的高温冷却水保持水温在50摄氏度以上。
6.根据权利要求1所述的动力电池加热温控系统，其特征在于：智能控制器为一51系列单片机组成的控制器。
7.根据权利要求1～6所述的任意一种动力电池加热温控系统，其特征在于：通过智能控制器，加热模式可以设定为自动保温模式、手动加热模式或车辆启动前预热。
8.根据权利要求7所述的动力电池加热温控系统，其特征在于：在高寒地区或短时间的停车时采取自动保温模式，使电池组始终处于被加热状态。
9.根据权利要求7所述的动力电池加热温控系统，其特征在于：当智能控制器检测到电池箱内单体电池温度低于一个温度设定值，将加热管路上的温控系统电磁阀打开，加热管路上的温控系统管道水泵工作，将保温容器中上次电动机和/或发动机工作时贮存的高温冷却水送到电池箱散热器，加热单体电池。
10.根据权利要求9所述的动力电池加热温控系统，其特征在于：温度设定值为0℃～5℃。
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