CN102013533A - 电动汽车电池温度控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动汽车电池温度控制方法及系统，该方法包括：当满足第一预设条件和第二预设条件时，获取汽车电池的出风口处的温度信号；所述第一预设条件为：电池组的进风口温度在预设温度范围内，第二预设条件为：在获取得到所述进风口温度后，延时一周期，一周期为空气从进风口至出风口所需时间；判断出风口处的温度是否不小于常温预设温度，如果是，开启散热风道；否则，开启加热板。本申请实施例提供的电动汽车电池温度控制方法及系统不仅在天气炎热时，能对电池进行散热，而且在天气寒冷时，能对电池进行加热。同时可以智能地判断环境温度是否适合行驶，并进行相应的处理，能够在一定程度上保证电池在较适宜的运行环境下工作。

Description

电动汽车电池温度控制方法及系统

技术领域

本申请涉及汽车电池技术领域，特别是涉及一种电动汽车电池温度控制方法及系统。

背景技术

电动汽车是以车载电源为动力，电机驱动车轮行驶的车辆。目前，电动汽车所使用的车载电源通常为蓄电池，锂电池由于其比能量较高(比能量是指单位重量或单位体积的能量)、使用寿命长、额定电压高、自放电率低等优点，而广泛应用于电动汽车。但是目前电动汽车在锂电池的温度控制管理方面还很不完善，因此急需一种汽车电池温度控制方法及系统，保证汽车电池在使用过程中温度场均匀，使汽车电池在较适宜的环境下工作。

发明内容

本申请实施例提供一种电动汽车电池温度控制方法，以使汽车电池在较适宜的环境下工作，技术方案如下：

一种电动汽车电池温度控制方法，包括：

当满足第一预设条件和第二预设条件时，获取汽车电池的出风口处的温度信号；所述第一预设条件为：所述电池组的进风口温度在预设温度范围内，所述第二预设条件为：在获取得到所述进风口温度后，延时一周期；所述一周期为空气从进风口至出风口所需时间；

判断所述出风口处的温度信号是否不小于常温预设温度，如果是，开启散热风道；否则，开启加热板。

优选地，所述的汽车电池温度控制方法还包括：

当所述进风口温度信号高于所述预设温度范围的上限温度值时，显示温度过高不宜行驶的提示信息；

当所述进风口温度信号低于所述预设温度范围的下限温度值时，显示温度过低不宜行驶的提示信息。

优选地，所述的汽车电池温度控制方法还包括：

在所述进风口温度高不在所述预设温度范围之内时，延时预设时间，提示供用户选择的信息：是否切断电源，当用户选择“是”时，切断电源通路。

优选地，所述预设温度范围为60℃～-20℃。

优选地，所述常温预设温度为25℃。

相应于上述的汽车电池温度控制方法，本申请实施例还提供一种电动汽车电池温度控制系统，技术方案如下：

一种电动汽车电池温度控制系统包括：鼓风机，

与所述鼓风机输出端相连的电池组，所述电池组内设置有加热板；

设置在所述鼓风机和电池组之间用于获取进风口处温度信号的进风口温度传感器；

输入端与所述电池组的出风口相连接的电动三通阀，该电动三通阀的第一输出端与大气相连通，第二输出端与所述电池组的进风口一端相连；

设置在所述电池组和电动三通阀连接通道上的出风口传感器；

两信号输入端分别与所述进风口传感器和所述出风口传感器相连，两输出端分别与所述电池组及所述电动三通阀的控制端相连的控制器；

控制器根据接收到的进风口传感器检测得到的温度信号，判断进风口温度是否在预设温度范围内，如果是，则延时一周期接收出风口传感器检测得到的温度信号；否则，发出警报信号。控制器依据接收到的出风口温度信号判断电池组自身运行温度是否不小于常温预设温度范围，如果是，则控制器发送控制信号，使电动三通阀关闭第二输出端；否则，控制器发送控制信号，使所述电池组开启加热板，同时使电动三通阀关闭第一输出端。

优选地，所述的汽车电池温度控制系统还包括：输出端与所述鼓风机相连的空气滤清器。

优选地，所述的汽车电池温度控制系统还包括：与所述控制器相连的显示器，用于当所述电池组的运行环境不宜时，显示警告信息。

优选地，所述电动三通阀的第二输出端通过单向阀与所述电池组连接有进风口传感器的一端相连。

本申请提供的以上技术方案，应用于风冷系统的汽车电池组，当进风口处的温度在预设温度范围内时，延时一周期后，即当检测进风口处温度时进风口的空气流动至出风口处时，获取出风口温度。当出风口温度高于常温预设温度时，使电池组进入散热模式，即进入电池组的风和电池组进行热交换后，直接排入空气中以降低所述电池组的温度；当出风口温度不高于常温预设温度时，使电池组进入加热模式，加热电池组内部的空气，以达到提高电池组温度的目的。使用所述汽车电池组温度控制方法，不仅在天气炎热时能够对电池组进行行散热，而且在天气寒冷时，能够对电池组进行加热，从而保证汽车电池组在较适宜的运行环境下运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例电动汽车电池温度控制方法的流程图；

图2为本申请实施例一种电动汽车电池温度控制系统的结构示意图；

图3为本申请实施例另一种电动汽车电池温度控制系统的结构示意图；

图4a为本申请实施例中电池组的结构示意图；

图4b为图4a中B处的局部放大结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的电动汽车电池温度控制方法及系统，应用于使用风循环进行热交换的电池组系统中。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，图1所示为电动汽车电池的温度控制方法，该方法主要包括：

S110，获取电池的进风口处的温度信号。

在电池处于工作状态时，风从进风口进入电池组中，与电池组内部空气进行热交换后，从出风口排出，因此获取进风口处的温度信号，可以得知电池所处运行环境的温度情况，具体可以通过温度传感器获取进风口的温度信号。

S120，判断所述进风口处的温度值是否在预设温度范围内，如果是，则执行步骤S130，否则，向用户提示警报信息。

所述预设温度范围可以根据电池组的性能确定，本实施例中的预设温度范围为60℃～-20℃。该步骤具体可以是：

子步骤1：将获取到的进风口的温度值，与所述预设温度范围的上限温度值进行比较，如果进风口温度不高于上限温度值60℃，则执行子步骤2；如果进风口温度高于上限温度值60℃，则向用户显示“温度过高不宜行驶”的警报信息，在此温度条件下继续运行汽车会对电池造成严重损坏。

子步骤2：判断所述进风口处的温度值是否不低于所述预设温度范围的下限温度值，如果是，则执行步骤S130，否则，向用户提示“温度过低不宜行驶”的警报信息，在此温度条件下继续运行汽车会对电池造成严重损坏。

本实施例中的下限温度可以根据电池组的性能设定，在本实施例中下限温度值为-20℃。

所述子步骤1和子步骤2的执行顺序可以颠倒，即先执行子步骤2再根据实际情况决定是否执行子步骤1。

S130，在判断所述进风口温度后，延时一周期后，获取所述电池的出风口处温度信号，所述一周期为空气从进风口至出风口所需时间。

在判断得知进风口温度在较适宜范围内时，延时一周期，获取所述电池的出风口温度信号。所述一周期为空气从进风口至出风口所需时间，即空气经过电池组的时间。延时一周期的目的在于获取得到从进风口进入电池组进行充分热交换之后流出的空气的温度信号，此时的温度信号能够较准确的反映电池组内部的温度。

获取过程同步骤S110一样，可以采用温度传感器获取电池出风口处的温度信号，即与电池内部空气进行热交换之后的空气的温度，该温度在一定程度上能够反映电池内部的温度情况。

S140，判断所述出风口处的温度信号是否不小于常温预设温度，如果是，则执行步骤S150；否则，执行步骤S160。

将出风口温度值与常温预设温度进行比较，当出风口温度不低于常温预设温度25℃时，表明电池内部温度偏高，执行步骤S160进入散热模式；当出风口温度低于常温预设温度25℃时，表明电池内部温度偏低，执行步骤S170进入加热模式。所述常温预设温度值可以根据电池组的具体性能设定，本实施例的常温预设温度值为25℃，可以理解的是，所述常温预设温度可以在电池工作允许范围内选取合适的数值。

S150，开启散热风道，以降低所述电池组内部空气的温度；

开启散热通道，将与电池内部空气进行热交换后的空气直接排至大气中，从进风口进入电池的冷空气与电池内部的空气进行热交换后，带走了电池内部空气的一部分热量，从而达到为电池散热的目的。

S160，开启加热板，以加热所述电池组内部的空气。

当出风口温度低于常温预设温度25℃时，开启电池组内的加热板对电池组内的空气进行加热，以提高电池组的温度，保证电池在适宜的环境下运行工作。

本实施例提供的电动汽车电池温度控制方法，应用于风冷系统的汽车电池组，根据进风口温度信号，判断电池组的运行环境是否适宜，当进风口温度不在预设温度范围时，表明不适宜电池组运行工作，发出警报信号；当进风口温度在预设温度范围内时，表明适宜电池组运行工作，进而获取出风口温度，当出风口温度高于常温预设温度时，使电池组进入散热模式，即进入电池组的风和电池组进行热交换后，直接排入空气中；当出风口温度不高于常温预设温度时，使电池组进入加热模式，加热电池组内部的空气，以达到提高电池组温度的目的。综上所述，本申请实施例提供的汽车电池温度控制方法能够在一定程度上使电池组的温度保持在较适宜的常温范围内，从而保证电池组在较适宜的运行环境下工作。

本发明提供的另一种电动汽车电池温度控制方法，与上述实施例不同之处在于，增加了用户选择安全模式。

在上述实施例的进风口温度不在所述预设温度范围内后，延时预设时间，进入用户选择安全模式。所述预设时间可以根据实际情况进行设定，本实施例中的预设时间为10S，即在判断得知进风口温度高于预设温度范围的上限温度值或低于下限温度值，并向用户提示不宜行驶的提示信息后，延时10S，向用户显示是否切断电源的选择信息，如果用户选择“是”，则自动切断电源回路；如果用户选择“否”，则不作任何操作，电池组继续运行。

可以理解的是，还可以在判断进风口温度是否在所述预设温度范围步骤后，直接向用户提示是否切断电源的提示信息，供用户选择。

本实施例提供的汽车电池温度控制方法在判断得到外界运行环境不宜电池组运行时，提示可供用户选择的提示信息：是否切断电源，如果用户选择“是”时，则自动切断电源回路；如果用户选择“否”，则不作任何操作，电池组继续运行，提醒了用户，综合考虑了电池的安全和用户的需求。

相应于上述的电动汽车电池温度控制方法，本发明实施例还提供一电动种汽车电池温度控制系统，参见图2，该系统主要包括：鼓风机1、进风口传感器2、电池组3、出风口传感器4、电动三通阀5、控制器6。

鼓风机1的输出端与电池组3的进风口相连接，进风口传感器2设置在鼓风机1和电池组3相连接的通道上，用于检测进风口的温度信号。

电池组3的出风口与所述电动三通阀5的输入端相连接，电动三通阀5还包括第一输出端A、第二输出端B以及控制端。第一输出端A与大气相通，第二输出端B通过回流管与所述电池组的进风口相贯通。

出风口传感器4设置在电池组3和电动三通阀5之间的连接通道上，用于检测出风口的温度信号。

控制器6的两输入端分别与进风口传感器2的信号输出端，以及出风口传感器4的信号输出端相连接，控制器6的两输出端分别与电池组3的控制端以及电动三通阀5的控制端相连接。

参见图4a和图4b，图4a所示为电池组的剖视结构示意图，图4b为图4a中B处的局部结构示意图。

图中所示的电池组3包括电池单体31、设置在电池单体下方的风道隔板32，在风道隔板32靠近电池单体的一侧设置有加热板33，在电池组的外围还设置有电池组包络，将上述电池组3的各部分包覆成一个整体。

电动汽车电池温度控制系统空气流动过程如下：

空气进入系统的进风口进入，由鼓风机1吹入风道，经进风口传感器2检测后进入电池组3，空气进入电池组3后与电池组内部的空气进行热交换后，经出风口传感器4检测出风口温度后，由电动三通阀5排至大气，或回流至电池组中。

具体的该电动汽车电池温度控制系统的控制工作过程如下：

当空气经过进风口传感器2时，进风口传感器2检测进风口处的温度，并将此温度信号提供给控制器6，控制器6接收进风口的温度信号，并将此温度值与预设温度范围的上限温度值进行比较，本实施例中的上限温度值为60℃，如果进风口温度不高于上限温度60℃，则继续与下限温度值进行比较；如果进风口温度高于上限温度60℃，则发出警报信息。

在将进风口温度信号与预设温度范围的下限温度值进行比较时，如果进风口温度不低于下限温度值，则延时一周期后，再将出风口传感器4检测到的出风口温度信号提供给控制器6，所述一周期即空气从进入电池组到从电池组出来所需时间；本实施例中的下限温度值为-20℃，如果进风口温度低于下限温度值-20℃，则发出警报信息。

可以理解的是也可以先与所述预设温度范围的下限值进行比较，再与所述预设温度范围的上限温度值进行比较。

零下20℃至零上60℃是所述电池组能够正常工作的温度范围，当然电池组的性能不同，其正常工作的温度范围也就不同。

控制器6在接收到出风口传感器4获取得到的出风口处的温度信号后，判断出风口的温度与常温预设温度之间的关系，所述常温预设温度为25℃。

如果出风口温度低于所述常温预设温度25℃，则发送控制信号至电池组3，开启加热板33，对电池组3内部的空气进行加热，以增加电池组3的温度，保证电池组在适宜的环境下运行；同时，发送控制信号至电动三通阀5关闭第一输出端A，使得从电池组3中流出的空气经电动三通阀5的第二输出端B回流至电池组3的进风口，显然，回流至电池组3中的空气温度比鼓风机1输出的空气的温度高，这样降低了对加热板33的热量需求，从而降低了能耗。

如果出风口温度不低于所述常温预设温度25℃，则发送控制信号至电动三通阀5，关闭第二输出端B，使得从电池组3中流出的空气经第一输出端A排至大气中，从进风口进入电池的冷空气与电池内部的空气进行热交换后，带走了电池内部空气的一部分热量，从而达到为电池组3散热的目的。

可以理解的是，所述电动三通阀5可以使用普通的阀门，加热模式或散热模式都通过该普通阀门直接排至大气中，同样也可以达到对电池组的温度控制。

优选地，参见图3，在图2所示的电动汽车电池温度控制系统实施例中还可以包括与控制器6相连接的人机交互平台7，用于当进风口温度高于预设温度范围的上限温度值时，显示“温度过高不宜行驶”的提示信息；当进风口温度低于下限温度时，显示“温度过低不宜行驶”的提示信息。

在进风口温度不适宜电池组3运行时，所述人机交互平台7还可以显示“是否切断电源回路”的供用户选择的交互信息，如果用户选择“是”，则控制器发出控制信号值电池组，自动切断电源回路；如果用户选择“否”，则不作任何操作，电池组继续运行。

可以理解的是，所述人机交互平台7在接收到控制器6的警报信号后延时10S后显示可供用户选择的“是否切断电源回路”提示信息，在延时期间，系统继续检测进风口的温度，判断是否适宜电池组运行，如果适宜运行，则不再提示警报信息；如果仍然不适宜电池组运行，则提醒用户。这样可以消除偶然发生的不适宜电池组运行情况对汽车驾驶人员的干扰。

优选地，参见图3，上述所有电动汽车电池温度控制系统实施例中的所述电动三通阀5的第二输出端通过单向阀9与所述电池组3连接，单向阀9起单向导通的作用，使空气只能从电动三通阀5的第二输出端流向电池组3，而不能逆向流通。

优选地，参见图3，上述所有电动汽车电池温度控制系统实施例中还可以包括空气滤清器8，该空气滤清器8的输出端与鼓风机1的输入端相连接，用于对空气进行过滤得到干净的空气。

本发明实施例提供的电动汽车电池控制系统，利用进风口传感器检测进入电池组的空气的温度，判断外界环境是否适宜电池组工作；利用出风口传感器检测从电池组流出的空气的温度，进而判断电池组的自身的运行温度，当电池组自身温度偏高时，进入散热模式，采用强迫风冷散热形式；当电池组自身温度偏低时，开启电池组内部的加热板，对电池组内部的空气进行加热，以增加电池组自身温度，从而达到对电池组的温度控制过程，以保证电池组在适宜的环境下工作。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部装置来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种电动汽车电池温度控制方法，其特征在于，包括：

当满足第一预设条件和第二预设条件时，获取汽车电池的出风口处的温度信号；所述第一预设条件为：所述电池组的进风口温度在预设温度范围内，所述第二预设条件为：在获取得到所述进风口温度后，延时一周期；所述一周期为空气从进风口至出风口所需时间；

判断所述出风口处的温度是否不小于常温预设温度，如果是，开启散热风道；否则，开启加热板。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池温度控制方法，其特征在于，还包括：

获取进风口处的温度信号

当所述进风口温度值高于所述预设范围的上限温度值时，显示温度过高不宜行驶的提示信息；

当所述进风口温度值低于所述预设温度范围的下限温度值时，显示温度过低不宜行驶的提示信息。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车电池温度控制方法，其特征在于，还包括：在所述进风口温度不在所述预设温度范围之内时，提示供用户选择的信息：是否切断电源，当用户选择“是”时，切断电源通路。

4.根据权利要求3所述的电动汽车电池温度控制方法，其特征在于，所述预设范围为+60℃～-20℃。

5.根据权利要求4所述的电动汽车电池温度控制方法，其特征在于，所述常温预设温度为25℃。

6.一种电动汽车电池温度控制系统，其特征在于，包括：鼓风机，

与所述鼓风机输出端相连的电池组，所述电池组内设置有加热板；

设置在所述鼓风机和电池组之间用于获取进风口处温度信号的进风口温度传感器；

输入端与所述电池组的出风口相连接的电动三通阀，该电动三通阀的第一输出端与大气相连通，第二输出端与所述电池组的进风口一端相连；

设置在所述电池组和电动三通阀连接通道上的出风口传感器；

两信号输入端分别与所述进风口传感器和所述出风口传感器相连，两输出端分别与所述电池组及所述电动三通阀的控制端相连的控制器；

控制器根据接收到的进风口传感器检测得到的温度信号，判断进风口温度是否在预设温度范围内，如果是，则延时一周期后接收出风口传感器检测得到的温度信号；否则，发出警报信号；控制器依据接收到的出风口温度信号，判断该出风口温度值是否不小于常温预设温度范围，如果是，则控制器发送控制信号，使电动三通阀关闭第二输出端；否则，控制器发送控制信号，使所述电池组开启加热板，同时使电动三通阀关闭第一输出端。

7.根据权利要求6所述的电动汽车电池温度控制系统，其特征在于，还包括：

输出端与所述鼓风机相连的空气滤清器。

8.根据权利要求6或7所述的电动汽车电池温度控制系统，其特征在于，还包括：与所述控制器相连的显示器，用于当所述电池组的运行环境不宜时，显示警告信息。

9.根据权利要求8所述的电动汽车电池温度控制系统，其特征在于，所述电动三通阀的第二输出端通过单向阀与所述电池组连接有进风口传感器的一端相连。

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