CN103009997A

CN103009997A - 电动汽车动力电池保温系统及保温方法

Info

Publication number: CN103009997A
Application number: CN2011102840363A
Authority: CN
Inventors: 曾庆成; 牛银川
Original assignee: YICHUN SINQUEST ENERGY RESOURCE CO Ltd
Current assignee: BEIJING AOSIYUAN TECHNOLOGY & SCIENCE CO., LTD.
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2031-09-22
Also published as: CN103009997B

Abstract

本发明涉及电动汽车动力电池保温系统及保温方法，保温系统包括空调系统、发电机、燃油机、冷热交换系统、温度传感器及电池管理系统，温度传感器用于监测动力电池的温度、电池管理系统根据温度传感器监测的温度控制所述燃油机、发电机、空调系统及冷热交换系统；其中，当温度传感器监测到的温度低于动力电池正常工作温度时，电池管理系统控制燃油机开启，冷热交换系统将燃油机产生的热能通过管路输送至动力电池的电池仓；当温度传感器监测到的温度高于动力电池正常工作温度时，电池管理系统控制空调系统开启，冷热交换系统将空调系统产生的冷空气通过管路输送至动力电池的电池仓。本发明能使动力电池始终工作在最佳温度环境下。

Description

电动汽车动力电池保温系统及保温方法

技术领域

本发明涉及一种保温系统及保温方法，具体地说，是涉及一种电动汽车动力电池保温系统及保温方法。

背景技术

近来，汽车行业发展迅速，低碳、节能、减排已经成为汽车技术的核心竞争力。电动汽车以其绿色、环保的特性在整个汽车领域占据的比重越来越大。

电动汽车主要靠电池驱动，而电动汽车行驶环境温度会对动力电池性能造成很大影响，尤其在低温或者高温时，动力电池性能会受到严重影响而无法正常工作，进而导致电动汽车无法正常行驶，大大限制了电动汽车的推广和应用，不利于环保减排。并且，若动力电池长期工作在低温或者高温，会大大缩短使用寿命。

为了保证动力电池正常工作，现有技术中有通过一保温系统对动力电池进行降温或升温，如公布号为CN102074768A的中国发明专利申请公开的动力电池保温系统，其包括送风装置和温控器，送风装置连通电动汽车车厢和安放动力电池的电池仓，用于将车厢内的空气送入电池仓内，温控器用于监测电池仓内的温度，并根据监测的温度和电动汽车工作状态控制送风装置送风。该动力电池保温系统需能在一定程度上对动力电池进行升温或降温，但由于其是通过送风装置将车厢内的空气送入电池仓来达到保温目的，若车厢内的空气本身就为高温或低温时，并不能满足电池正常工作的温度需要，并且，即使车厢内的空气处于电池正常工作的温度，由于空气逸散，送至电池仓内的空气也不一定能满足电池正常工作的温度需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电动汽车动力电池保温系统，以使动力电池始终工作在最佳温度环境下，从而保证电动汽车的正常行驶及提高动力电池的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明电动汽车动力电池保温系统，包括空调系统、发电机、冷热交换系统、温度传感器和电池管理系统，发电机与动力电池及空调系统连接；冷热交换系统与一燃油机及空调系统分别连接，所述燃油机用于向所述发电机和所述冷热交换系统提供热能，所述空调系统用于向所述冷热交换系统提供冷空气；温度传感器用于监测动力电池的温度；电池管理系统根据温度传感器监测的温度控制所述燃油机、发电机、空调系统及冷热交换系统；其中，当所述温度传感器监测到的温度低于动力电池正常工作温度时，所述电池管理系统控制所述燃油机开启，所述冷热交换系统将燃油机产生的热能通过管路输送至动力电池的电池仓；当所述温度传感器监测到的温度高于动力电池正常工作温度时，所述电池管理系统控制所述空调系统开启，所述冷热交换系统将空调系统产生的冷空气通过管路输送至动力电池的电池仓；当所述动力电池处于亏电状态时，所述电池管理系统控制所述发电机开启以给动力电池充电。

上述的电动汽车动力电池保温系统，其中，所述动力电池包括多个电池组，所述多个电池组通过主循环管串联设置在所述冷热交换系统上形成主循环管路，且每一电池组皆包括有水泵和副循环管以形成电池组的副循环管路，每一电池组还皆包括有所述温度传感器和所述电池管理系统以控制各自对应的副循环管路。

上述的电动汽车动力电池保温系统，其中，所述冷热交换系统上连接有第一水泵，所述第一水泵与所述主循环管路联通。

上述的电动汽车动力电池保温系统，其中，所述冷热交换系统上连接有第二水泵，所述第二水泵设置在所述冷热交换系统与所述燃油机的水箱之间。

上述的电动汽车动力电池保温系统，其中，所述主循环管路和所述副循环管路上皆设置有与所述电池管理系统相连接的阀门。

上述的电动汽车动力电池保温系统，其中，所述冷热交换系统上设置有另一温度传感器，用于监测送至动力电池的电池仓热能的温度或冷空气的温度。

进一步地，本发明提供采用上述电动汽车动力电池保温系统对动力电池进行保温的方法，该方法包括如下步骤：

S100，监测动力电池的温度；

S200，判断所述温度是否为动力电池正常工作温度，若不是执行步骤S300，若是，返回执行S100；

S300，判断所述温度低于还是高于动力电池正常工作温度，若低于动力电池正常工作温度，执行步骤S400，若高于动力电池正常工作温度，执行步骤S500；

S400，电池管理系统控制燃油机开启，冷热交换系统将燃油机产生的热能通过管路输送至动力电池的电池仓；

S500，电池管理系统控制空调系统开启，冷热交换系统将空调系统产生的冷空气通过管路输送至动力电池的电池仓。

上述的电动汽车动力电池保温方法，其中，还包括以下步骤：判断动力电池是否处于亏电状态，若是，电池管理系统控制发电机开启以给动力电池充电。

上述的电动汽车动力电池保温方法，其中，在所述监测动力电池的温度步骤中，包括多个电池组通过各自的温度传感器监测各自对应的电池仓的温度步骤。

上述的电动汽车动力电池保温方法，其中，在判断所述温度低于还是高于动力电池正常工作温度步骤中，包括多个电池组通过各自的电池管理系统判断各自对应的电池仓的温度低于、高于还是等于动力电池正常工作温度，以确定是否开启电池组各自对应的副循环管路。

本发明的有益功效在于，动力电池处于高温时，通过燃油机加发电机带动空调系统工作，冷热交换系统将空调系统产生的冷空气通过管路输送给动力电池；动力电池处于高温时，冷热交换系统将燃油机产生的热能循环式输送到动力电池，从而保证电池始终在20～30℃之间，提高了动力电池的使用寿命。并且，当动力电池出现亏电状态时，发电机可以临时给动力电池充电，避免了动力电池因为过放电而对其造成损害，以保证电动汽车的正常行驶。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的电动汽车动力电池保温系统的结构框图；

图2为本发明的电动汽车动力电池保温系统布置于汽车底盘上的示意图；

图3为冷热交换系统与空调系统及燃油机连接示意图；

图4为电池组结构示意图；

图5为本发明的电动汽车动力电池保温方法的流程图。

其中，附图标记

10-空调系统

20-发电机

30-燃油机

40-冷热交换系统

50-动力电池

51、52、53、54-电池组

511-水泵

512-副循环管

513-电池管理系统

514-温度传感器

60-主循环管

70-第一水泵

80-第二水泵

90-另一温度传感器

200-底盘

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

参阅图1及图2，如图所示，本发明的电动汽车动力电池保温系统设置于电动汽车的底盘200上，其包括空调系统10、发电机20、燃油机30和冷热交换系统40，发电机20与动力电池50及空调系统10连接，冷热交换系统40与燃油机30及空调系统10分别连接，燃油机30用于向发电机20和冷热交换系统40提供热能，空调系统10在发电机20带动下用于向冷热交换系统40提供冷空气。

结合参阅图4，动力电池50包括多个电池组51、52、53、54，该多个电池组51、52、53、54通过主循环管60串联设置在冷热交换系统40上形成主循环管路，多个电池组51、52、53、54具有相同的结构，以其中一个电池组51为例，电池组51包括水泵511、副循环管512、温度传感器514和电池管理系统513，水泵511和副循环管512连接以形成电池组的副循环管路，温度传感器514用于监测电池组51的温度(具体地说，是检测电池组的电池仓内的温度，以下皆同)，电池管理系统513根据温度传感器514监测的温度控制燃油机30、发电机20、空调系统10及冷热交换系统40，并且，电池管理系统513还根据温度传感器514监测的温度控制电池组51的副循环管路。由于电池组52、53、54与电池组51具有相同的结构，在此就不对其多做赘述。

结合参阅图3，冷热交换系统40上连接有第一水泵70，该第一水泵70与上述的主循环管路联通；冷热交换系统40上还连接有第二水泵80，该第二水泵80设置在冷热交换系统40与燃油机30的水箱31之间。

为了方便各电池管理系统对主循环管路和副循环管路的控制，主循环管路和副循环管路皆设置有与电池管理系统513相连接的阀门(图中未示出)，在实际设置时，主循环管路上的阀门与每一电池组的电池管理系统皆相连接，副循环管路上的阀门只与其对应的电池管理系统相连接，在控制时，多个电池组中的任何一个电池管理系统向主循环管路上的阀门发送开启控制指令，主循环管路上的阀门打开；而多个电池组中的电池管理系统仅能控制与之对应的副循环管路上的阀门的开启。

较佳地，冷热交换系统40上设置有另一温度传感器90，用于监测送至动力电池的电池仓热能或冷空气的温度。

结合参阅图5，采用上述电动汽车动力电池保温系统对动力电池进行保温的方法，包括如下步骤：

S100，监测动力电池的温度；

较佳地，还包括以下步骤：S600，判断动力电池是否处于亏电状态，若是，进行步骤S700，其中步骤S700为电池管理系统控制发电机开启以给动力电池充电。该步骤S600和步骤S700可以与上述的步骤S100～S500同步进行。

具体至如图2所示的电动汽车动力电池保温系统，其控制流程为：

首先，电池组51、52、53、54通过各自的温度传感器监测各自对应的电池仓的温度；

其次，电池组51、52、53、54通过各自的电池管理系统判断各自对应的电池仓的温度低于、高于还是等于动力电池正常工作温度，以确定是否开启主循环管路和电池组各自对应的副循环管路。

举例而言，若电池组51、52、53、54的温度传感器监测到的电池仓温度皆低于动力电池正常工作温度，燃油机30开启，主循环管路上的阀门开启，且电池组51、52、53、54的副循环管路上的阀门也开启，水箱31内的水经燃油机30加热后经冷热交换系统40、主循环管路和副循环管路输送至电池组51、52、53、54的电池仓以使每个电池仓的温度处于动力电池正常工作温度，当其中一个电池仓的温度已处于动力电池正常工作温度时，例如，当电池组51电池仓的温度已处于动力电池正常工作温度时，燃油机30开启，主循环管路上的阀门开启，且电池组52、53、54的副循环管路上的阀门也开启，电池组51的副循环管路上的阀门关闭，水箱31内的水经燃油机30加热后经冷热交换系统40、主循环管路和副循环管路输送至电池组52、53、54的电池仓以使电池组52、53、54的电池仓的温度处于动力电池正常工作温度。若电池组51、52、53、54的温度传感器监测到的电池仓温度皆高于动力电池正常工作温度，燃油机30启动发电机20以带动空调系统10开启，主循环管路上的阀门开启，且电池组51、52、53、54的副循环管路上的阀门也开启，空调系统10产生的冷空气经冷热交换系统40、主循环管路和副循环管路输送至电池组51、52、53、54的电池仓以使每个电池仓的温度处于动力电池正常工作温度，当其中一个电池仓的温度已处于动力电池正常工作温度时，例如，当电池组51电池仓的温度已处于动力电池正常工作温度时，空调系统10开启，主循环管路上的阀门开启，且电池组52、53、54的副循环管路上的阀门也开启，电池组51的副循环管路上的阀门关闭，空调系统10产生的冷空气经冷热交换系统40、主循环管路和副循环管路输送至电池组52、53、54的电池仓以使电池组52、53、54的电池仓的温度处于动力电池正常工作温度。

当电池组51、52、53、54的其中之一处于亏电状态时，该处于亏电状态的电池组的电池管理系统控制发电机20开启以给该电池组充电。

需要说明的是，一般来说，受环境的影响，多个电池组不存在有的处于高温，有的处于低温的情况。还有，前面所说的正常工作温度是一温度范围，该温度范围最佳为20～30℃。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种电动汽车动力电池保温系统，其特征在于，包括

空调系统；

发电机，与动力电池及所述空调系统连接；

冷热交换系统，与一燃油机及所述空调系统分别连接，所述燃油机用于向所述发电机和所述冷热交换系统提供热能，所述空调系统用于向所述冷热交换系统提供冷空气；

温度传感器，用于监测动力电池的温度；以及

电池管理系统，根据温度传感器监测的温度控制所述燃油机、发电机、空调系统及冷热交换系统；

其中，当所述温度传感器监测到的温度低于动力电池正常工作温度时，所述电池管理系统控制所述燃油机开启，所述冷热交换系统将燃油机产生的热能通过管路输送至动力电池的电池仓；当所述温度传感器监测到的温度高于动力电池正常工作温度时，所述电池管理系统控制所述空调系统开启，所述冷热交换系统将空调系统产生的冷空气通过管路输送至动力电池的电池仓；当所述动力电池处于亏电状态时，所述电池管理系统控制所述发电机开启以给动力电池充电。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池保温系统，其特征在于，所述动力电池包括多个电池组，所述多个电池组通过主循环管串联设置在所述冷热交换系统上形成主循环管路，且每一电池组皆包括有水泵和副循环管以形成电池组的副循环管路，每一电池组还皆包括有所述温度传感器和所述电池管理系统以控制各自对应的副循环管路。

3.根据权利要求2所述的电动汽车动力电池保温系统，其特征在于，所述冷热交换系统上连接有第一水泵，所述第一水泵与所述主循环管路联通。

4.根据权利要求3所述的电动汽车动力电池保温系统，其特征在于，所述冷热交换系统上连接有第二水泵，所述第二水泵设置在所述冷热交换系统与所述燃油机的水箱之间。

5.根据权利要求2所述的电动汽车动力电池保温系统，其特征在于，所述主循环管路和所述副循环管路上皆设置有与所述电池管理系统相连接的阀门。

6.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池保温系统，其特征在于，所述冷热交换系统上设置有另一温度传感器，用于监测送至动力电池的电池仓热能的温度或冷空气的温度。

7.一种采用上述权利要求1-6中任意一项所述电动汽车动力电池保温系统对动力电池进行保温的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100，监测动力电池的温度；

8.根据权利要求7所述的电动汽车动力电池保温方法，其特征在于，还包括以下步骤：

判断动力电池是否处于亏电状态，若是，电池管理系统控制发电机开启以给动力电池充电。

9.根据权利要求7所述的电动汽车动力电池保温方法，其特征在于，在所述监测动力电池的温度步骤中，包括多个电池组通过各自的温度传感器监测各自对应的电池仓的温度步骤。

10.根据权利要求9所述的电动汽车动力电池保温方法，其特征在于，在判断所述温度低于还是高于动力电池正常工作温度步骤中，包括多个电池组通过各自的电池管理系统判断各自对应的电池仓的温度低于、高于还是等于动力电池正常工作温度，以确定是否开启电池组各自对应的副循环管路。