CN102974170B - 用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置和方法。更具体地说，灰尘传感器被安装在冷却管中，冷空气通过冷却管被引入用于车辆的电池，并且可变过滤器被安装在冷却管中，以过滤冷空气并通过驱动单元打开/关闭冷却管。控制单元，被配置为根据来自灰尘传感器的信号或感测值以及电池的测量温度来控制驱动单元。尤其是，当没有检测到灰尘时，通过合拢可变过滤器完全地打开冷却管。然而，检测到灰尘，则调节可变过滤器的打开程度，以根据电池的温度关闭或至少部分关闭冷到却管。

Description

用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置，其安装在用于冷却车辆的电池的冷却管中，以在参考电池温度考虑冷却性能的同时过滤冷空气，以及用于过滤用于车辆电池的冷却管的方法。

背景技术

电动车辆泛指由诸如电动机和电池之类的电力设备驱动的车辆，并且包括混合动力型车辆和仅仅由通过电流充电的电池进行供电的车辆。在这两种电动车辆中，电池的冷却性能与车辆的行驶性能和燃料比紧密地相关。由于电池的冷却性能与电池的持久性之间的关系，因此电池的冷却非常重要。

一些人建议可以将来自空调的空气用于冷却电池。然而，如果空气调节装置直接地用于将电池冷却至某个温度，那么运行空调所需要的能量消耗低于车辆的燃料效率。因而，正在开发关于使用车辆内部的内部空气来冷却电池的技术，以便冷却电池同时还节能。然而，当使用内部空气时，灰尘可能被引入电池，在这种情况下吸入内部空气的冷却风扇无法在其最大性能时进行操作，由此降低了零件的持久性。

冷却风扇常常随着时间推移而被灰尘污染，从而降低了冷却风扇的性能并且损坏了车辆的性能。此外，为了修理它们，要收回电池模块并且淘汰以及重新安装风扇。

背景技术描述所包括的内容仅仅是帮助理解本发明的背景技术，并且不应当被解释为承认其对应于为本领域技术人员所知的常规技术。

发明内容

本发明已经致力于解决上述与现有技术相关的问题，本发明的目的是提供一种用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置和方法，其可以将被引入电池的冷空气的影响减到最少、同时电池的冷却管防止车辆内部的灰尘，保持冷却性能并且防止灰尘的产生。

依照一个方面，本发明提供一种用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置。更具体地说，该装置包括安装在冷却管中的灰尘传感器，冷空气通过该冷却管被引入安装在车辆中的电池中。可变过滤器被安装在冷却管中，以过滤冷空气并且通过驱动单元打开/关闭冷却管。另外，控制单元被配置为根据来自所述灰尘传感器的信号或感测值以及电池的温度来控制驱动单元。尤其是，控制单元被配置为通过合拢(folding)可变过滤器而完全地打开冷却管，其中如果灰尘传感器没有检测到灰尘，那么根据电池的温度调节可变过滤器的打开程度以关闭或部分打开冷却管。

在某些实施例中，可变过滤器包括安装在冷却管内以借助驱动单元旋转的旋转轴；以及安装在旋转轴的相对侧以通过驱动单元的操作而合拢或展开的过滤器翼。

另一方面，本发明提供一种用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置。更具体地说，使用来自安装在电动车辆电池的冷却管中的灰尘传感器的信号或者感测值来检测灰尘。如果没有检测到灰尘，那么通过合拢可变过滤器而完全地打开冷却管，可变过滤器被配置为调节冷却管的打开程度并且当灰尘传感器检测到灰尘时，根据电池温度通过调节可变过滤器的打开程度来关闭或至少部分打开冷却管。

在某些实施例中，当电池温度超过预设值A时，确定电池为过热，并且在打开冷却管以后，参考电池温度从而调节可变过滤器的打开程度。

在另一实施例中，当电池温度超过预设值A时，确定电池为过热，并且在可变过滤器合拢一段预定时间之后打开冷却管，当参考电池温度，电池温度超过的预设值B低于预设值A时，部分关闭冷却管，并且当电池温度低于预设值B时，完全关闭冷却管。

在又一实施例中，当电池温度不超过预设值A时，确定电池为正常，并且在通过展开可变过滤器一段预定时间而关闭冷却管之后，再次参考电池温度调节可变过滤器的打开程度。

在又一实施例中，当电池温度不超过预设值A时，确定电池为正常，并且在通过将可变过滤器展开一段预定时间而关闭冷却管之后，当电池温度超过小于预设值A的预设值B时，再次参考电池温度，部分关闭冷却管，并且当电池温度低于预设值B时，连续地关闭冷却管。

在又一个实施例中，当检测到灰尘时，可以根据电池单元之间的温度偏差调节可变过滤器的打开程度，以关闭或者至少部分关闭所述冷却管。

在另外的实施例中，当检测到灰尘时，根据电池的最高温度和电池单元的温度确定可变过滤器的打开程度，以关闭或者至少部分关闭所述冷却管。

附图说明

现在将参考附图所图示的某个示例性实施例来详细描述本发明的以上及其它特点，所述附图在下面仅仅通过例示的方式给出而非用于限制本发明，其中：

图1是依照本发明示例性实施例的用于过滤电动车辆电池的冷却管的装置的透视图；

图2至4是说明图1的装置的操作模式的视图；

图5是说明依照本发明示例性实施例的用于过滤电动车辆的电池的冷却管的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述依照本发明示例性实施例的用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置和方法。

可以理解的是，这里所用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括机动车辆，所述机动车辆一般来说包括诸如多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车的载客汽车、包括各种小船和海船的船舶、飞行器，等等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆及其它代用燃料车辆(例如从非汽油的资源得到的燃料)。混合动力车辆这里指的是，那些具有两个或多个动力源的车辆，举例来说既具有汽油动力又具有电动动力的车辆。

图1是依照本发明示例性实施例的用于过滤电动车辆或混合动力车辆的电池的冷却管的装置的透视图。依照本发明的用于过滤电动车辆或混合动力车辆的电池的冷却管的装置包括安装在冷却管D中的灰尘传感器100，冷空气A通过该冷却管被引入车辆的电池中。可变过滤器300安装在冷却管D中，以过滤冷空气A并且通过驱动单元200可调节地打开/关闭冷却管D。控制单元被配置为，根据从灰尘传感器100接收的信号或感测值以及电池温度来控制驱动单元200。因此，如果传感器100没有检测到灰尘，那么控制单元通过一直合拢其中的可变过滤器300完全地打开冷却管D；并且如果传感器100检测到灰尘，那么控制单元根据电池温度调节可变过滤器300的打开程度以关闭或部分关闭冷却管D。

冷却管D是一种用于引导冷空气A从车辆的内部或外部或空气调节装置排出的装置，并连接到电池的冷空气入口。冷空气一般地与空气中的灰尘或其它杂质一起，通过冷却管D引入电池。因而，当将冷空气直接地提供给电池时，灰尘聚集在冷却风扇周围，从而损坏冷却性能。

依照本发明为达到此目的，灰尘传感器100安装在冷却管D的进口侧。灰尘传感器100配置为，使用激光器测量引入的空气的灰尘密度。驱动单元200和连接到驱动单元200的可变过滤器300被安装在冷却管D中，以有选择地过滤冷空气A。

控制单元接收来自灰尘传感器100的信号或感测值以及来自电池温度传感器的当前电池温度，监视和确定灰尘是否正在被引入电池或者电池的温度是正常还是异常。然后，基于该确定，控制驱动单元200的操作，使得相应地调节可变过滤器300的打开程度，必要时允许冷空气以百分百的容量引入或过滤。可变过滤器300包括安装在冷却管D内、借助驱动单元200旋转的旋转轴320，以及安装在旋转轴320的相对侧、通过驱动单元200的操作被合拢或展开的过滤器翼340。

图2至4说明用于过滤图1的电动车辆的电池的冷却管的装置的操作模式。当灰尘没有被引入电池中或者需要电池的加速冷却时，如图2中所示，操作驱动单元200，控制过滤器翼340以允许冷空气A以百分百的流速和流量引入。

然而当检测到某种程度灰尘以及必须冷却电池时，如图3中所示，调节过滤器翼340的打开程度，以允许同时引入初始冷空气A和过滤的冷空气。然而，当存在大量灰尘或者不需要迫切冷却电池时，如图4所示，将过滤器翼340完全展开或者仅仅将过滤冷空气引入冷却管D。

将详细描述使用本发明的用于过滤电动车辆的电池的冷却管的装置来过滤用于电动或混合动力车辆的电池冷却管的方法。图5是依照本发明示例性实施例，说明用于过滤电动或混合动力车辆的电池的冷却管的方法的流程图。

现在将描述依照本发明用于过滤电动车辆的电池的冷却管的方法。在步骤(S100)中，通过安装在用于电动车辆或混合动力车辆的电池的冷却管中的灰尘传感器的信号或感测值来检测灰尘。当没有检测到灰尘时，在S120中，通过合拢可变过滤器完全地打开冷却管，可变过滤器配置为调节冷却管的打开程度。然而，当传感器检测到灰尘并且控制单元接收到相关信号或感测值时，基于电池的温度通过调节可变过滤器的打开程度而将冷却管关闭或至少部分关闭。也就是说，当电池温度正常时它是完全关闭的，而当电池温度非正常高时仅仅部分关闭。

也就是说，灰尘传感器检测到灰尘并且发送信号或感测值至控制单元。当没有检测到灰尘时，控制单元合拢过滤器翼以完全地打开该冷却管并且充分地冷却电池(S120)。然而，当检测到灰尘时，根据电池的温度来调节可变过滤器的打开程度以便关闭或至少部分关闭该管。

更详细地说，当电池温度超过预设值(A)时，确定电池为过热，并且在打开冷却管(S220)之后，参考电池温度调节可变过滤器的打开程度。依照这种方式，由于每隔特定的时间间隔就不断地参考电池的温度来调节可变过滤器的打开程度，所以可以防止灰尘引入到该系统中并且可以有效地冷却电池。

特别是，当电池温度超过预设值A时，确定电池过热，并且在可变过滤器合拢一段预定时间以打开冷却管(S220)之后，当参考电池温度，电池温度超过预设值B低于预设值A时，冷却管至少部分关闭(S264)，并且当电池温度低于当前值B时，冷却管完全地关闭(S262)。

也就是说，例如，当电池单元的温度的最高温度Tmax超过50摄氏度时，对应的电池单元被确定为过热并且整个冷却管被暂时完全地打开。在该状态下，当再次测量温度之后最高温度Tmax超过50摄氏度时，电池单元确定为危险过热，因此冷却管仅仅部分关闭以仍然允许显著的空气流进入该管中而同时过滤出有害的灰尘颗粒。然而，当最高温度Tmax不超过45摄氏度时，电池单元确定为正常并且冷却管完全关闭以仅仅将过滤的冷空气引入到系统中。在这种情况下，尽管可以将冷空气的流量和流速减少到一定程度，然而电池单元的冷却不是决定性的，因此该系统不受减少流动的影响。

限定温度可以是值A和B，并且也可以被划分为不同的温度段。当分段调节打开程度时，可以更加精确地执行控制。

此外，当电池温度不超过预设值A时，确定电池正常，在通过将可变过滤器展开预定时间而关闭冷却管(S240)之后，再次参考电池温度调节可变过滤器的打开程度。

更详细地说，当电池温度不超过预设值A时，确定电池正常，在通过将可变过滤器展开预定时间而关闭冷却管(S240)之后，当参考电池温度，电池温度再次超过预设值B小于预设值A时，部分关闭冷却管(S282)，并且当电池温度低于预设值B时，连续关闭冷却管(S284)。

在此，已经参考图5描述了，预设值A是50摄氏度，预设值B是45度，然而，本发明不局限于这些值。本领域技术人员应当理解，在没有偏离本发明总体目标和目的的情况下，表示电池的有效操作温度的任何值都可以应用于本发明。

此外，当检测到灰尘时，可以根据电池单元之间的温度偏差调节可变过滤器的打开程度，或者关闭或者至少部分关闭冷却管。过滤的同时，如果检测到灰尘，根据电池的最高温度和电池单元的温度确定可变过滤器的打开程度以便确定是否关闭或至少部分关闭冷却管。也就是说，不仅当最高温度超过预设值而且当电池单元之间最高温度差值超过例如5摄氏度时，可以预见到，冷却电池存在重要的问题，在这种情况下，根据接收该温度偏差，相应地控制电池单元完全地打开冷却管以迅速地冷却电池。

因此，在本发明所举例说明的实施例中，温度和温度偏差两者都考虑到了，如果具体值与电池温度或者温度偏差相关的任何一个的条件存在，那么确定温度异常。

通过应用灰尘检测传感器同时考虑电池的温度来升降过滤冷却管的过滤程度，同时在具体预定时间间隔中，过滤与冷却，优先地考虑冷却，可以防止在进气系统中损坏电池和部件。

已经参考优选实施例详细描述了本发明。然而，应当理解，在不脱离本发明的原理和精神、所附权利要求及其等效物所定义的范围内，本领域技术人员可以对这些实施例进行改变。

Claims (9)

1.一种用于过滤电动车辆或混合动力车辆的电池的冷却管的装置，所述装置包括：

灰尘传感器，其安装在所述冷却管中，冷空气通过该冷却管被引入所述车辆的电池中，所述灰尘传感器被配置成检测所述冷空气中的灰尘；

可变过滤器，其安装在所述冷却管中以过滤所述冷空气，并且所述可变过滤器通过根据所述灰尘传感器的感测值和所述电池的温度控制的驱动单元打开/关闭所述冷却管；以及

控制单元，其被配置成根据所述灰尘传感器的感测值和所述电池的温度来控制所述驱动单元，其中当所述灰尘传感器没有检测到灰尘时，所述冷却管通过合拢所述可变过滤器而完全地打开，并且其中当检测到灰尘时，根据所述电池的温度调节所述可变过滤器的打开程度以关闭或至少部分关闭所述冷却管。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述可变过滤器包括安装在所述冷却管内以借助所述驱动单元旋转的旋转轴；以及安装在所述旋转轴的相对侧以通过所述驱动单元的操作来合拢或展开的过滤器翼。

3.一种过滤用于电动车辆的电池的冷却管的方法，所述方法包括：

利用安装在用于所述电动车辆的所述电池的所述冷却管中的灰尘传感器的感测值来检测灰尘；

当没有检测到灰尘时，通过合拢可变过滤器而完全地打开所述冷却管，所述可变过滤器被配置成调节所述冷却管的打开程度和配置成由根据所述灰尘传感器的感测值和所述电池的温度控制的驱动单元来操作；以及

当检测到灰尘时，根据所述电池的温度，通过调节所述可变过滤器的打开程度而关闭或至少部分关闭所述冷却管。

4.如权利要求3所述的方法，其中当所述电池的温度超过预设值A时，所述电池被确定为过热，并且在打开所述冷却管之后，参考所述电池的温度，调节所述可变过滤器的打开程度。

5.如权利要求3所述的方法，其中当所述电池的温度超过预设值A时，确定电池为过热，并且在所述可变过滤器合拢一段预定时间以打开冷却管之后，当所述电池的温度超过预设值B低于所述预设值A时，参考所述电池的温度来至少部分关闭所述冷却管，并且当所述电池的温度低于当前值B时，通过使所述可变过滤器展开到完全横跨所述冷却管而完全地关闭所述冷却管。

6.如权利要求3所述的方法，其中当所述电池的温度不超过预设值A时，确定电池为正常，并且在通过展开所述可变过滤器一段预定时间关闭所述冷却管之后，再次参考所述电池的温度来调节所述可变过滤器的打开程度。

7.如权利要求3所述的方法，其中当所述电池的温度不超过预设值A时，确定电池为正常，并且在通过展开所述可变过滤器一段预定时间关闭所述冷却管之后，当所述电池的温度超过预设值B小于所述预设值A时，再次参考所述电池的温度来至少部分关闭所述冷却管，并且当所述电池的温度低于所述预设值B时，通过保持所述可变过滤器展开至横跨所述冷却管来连续地保持关闭所述冷却管。

8.如权利要求3所述的方法，其中当检测到灰尘时，可以根据电池单元之间的温度偏差调节所述可变过滤器的打开程度，以便通过将所述可变过滤器展开至横跨所述冷却管来关闭或至少部分关闭所述冷却管。

9.如权利要求3所述的方法，其中当检测到灰尘时，根据所述电池的最高温度以及电池单元的温度确定所述可变过滤器的打开程度，以便通过将所述可变过滤器展开至横跨所述冷却管来关闭或至少部分关闭所述冷却管。