CN103825069B - 一种混合动力汽车电池热控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车电池热控制系统，系统本体中的电池组箱体通过进气管和出气管与汽车的排气管相连通，汽车所用的电池组放置在电池组箱体内，其中进气管上设有电磁阀控制进气管的开合，电磁阀与电池热控制器相连接，电磁阀由电池热控制器控制开关，汽车的排气管上设有第一温度传感器，电池组箱体内设有第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器均与电池热控制器相连接，电池组箱体内设有数道加热支管和加热棱片，加热支管与进气管和出气管相连通，电池组箱体内填充有复合相变材料，有益效果：做到了对汽车所排尾气热量的充分利用；真正做到了节能、降耗以及环保的目标要求。

Description

一种混合动力汽车电池热控制系统

技术领域

本发明涉及一种汽车电池热控制系统，特别涉及一种混合动力汽车电池热控制系统。

背景技术

目前，随着环境保护和节能减排意识广泛普及以及能源资源的不断耗竭，能源的合理高效利用和开发新型能源成为迫在眉睫的紧要任务。在节能减排的大环境下，传统燃料汽车出路难寻，而以动力电池作为能量源驱动的混合动力汽车则得到更广泛的关注和应用。但是，电池性能的发挥与电池的温度有密切的关系。在低温时，电池活性明显降低，电池的欧姆内阻和极化内阻增加，放电能力下降，放电平台降低以及电池更容易达到放电截止电压，使得电池的可用容量减小，能量通用效率下降。尤其在低温地区，在-30℃～-20℃的低温条件下，要想让动力电池组发挥比较大的功效，就必须对电池进行加热，电池组的热管理是混合动力汽车性能提升的重要课题，通常的加热方法为用电阻丝加热空气或者液体来达到目的，这样就极大地增加了用于加热的能量，比较耗能，而且也降低了汽车的续驶里程。

发明内容

本发明的目的是为了解决在低温条件下，混合动力汽车的动力电池组温度保持在合理的温度范围内，并能发挥最佳的性能以达到节能、降耗和提高汽车的续驶里程而提供的一种混合动力汽车电池热控制系统。

本发明所述的混合动力汽车电池热控制系统本体中的电池组箱体通过进气管和出气管与汽车的排气管相连通，汽车所用的电池组放置在电池组箱体内，其中进气管上设有电磁阀控制进气管的开合，电磁阀与电池热控制器相连接，电磁阀由电池热控制器控制开关，汽车的排气管上设有第一温度传感器，电池组箱体内设有第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器均与电池热控制器相连接，电池组箱体内设有数道加热支管和加热棱片，加热支管与进气管和出气管相连通，电池组箱体内填充有复合相变材料。

进气管和出气管与汽车的排气管连接处位于排气管上的触媒催化转化器和消声器的前端。

第一温度传感器的测温范围为400℃-800℃。

第二温度传感器的测温范围为-50℃-100℃。

复合相变材料由膨胀石墨、石蜡和有机硅油混合制成，各种材料的重量百分比为膨胀石墨5-15%、石蜡74-87%和有机硅油8%-13%。

复合相变材料还可以由微胶囊相变材料制成。

本发明的工作原理：

从汽车排气管中排出的汽车尾气通过进气管通入到电池组箱体内，通入到电池组箱体内的汽车尾气在电池组箱体内的加热支管中循环后通过出气管再进入到汽车的排气管中排出，汽车的排气管上设有第一温度传感器，电池组箱体内设有用于监测电池组周围复合相变材料温度的第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器能够将相应部位的温度信息传输给电池热控制器，电池热控制器将第一温度传感器和第二温度传感器传来的温度信息，进行决断，对进气管上的电磁阀进行控制，决定进气管是打开还是关闭，另外复合相变材料起到恒温控制的目的，这样就构成了一个电池热控制系统。在这个电池热控制系统中，当电池组周围的复合相变材料的温度很低时，电池组箱体内的第二温度传感器就会将温度信息传给电池热控制器，电池热控制器指令进气管上的电磁阀打开，此时汽车排气管中的高温尾气将有一部分分流到电池组箱体内经过加热支管和加热棱片对复合相变材料进行加热，然后复合相变材料将热量传递给电池单体对电池进行加热。

在电池热控制系统中，有一部分尾气是从电池组箱体中流过。为了避免汽车排气管的尾气中的有害气体排出，而导致不符合排放标准，将进气管和出气管与汽车的排气管连接处设在排气管上的触媒催化转化器和消声器的前端，在触媒催化转化器之后是排气管的消声器，这样对于排气系统的噪声性能和尾气处理的性能都不会受到影响。

电池组箱体内填充的复合相变材料为膨胀石墨、石蜡和有机硅油混合制成，凭借膨胀石墨优异的多孔性能，吸附的相变材料可以在熔化后不发生泄露，保持复合相变材料形体不发生变化。

除了应用膨胀石墨、石蜡混合和有机硅油制成的复合相变材料之外，复合相变材料还可以选用微胶囊相变材料，此材料也有热导率高，还有不易泄露和体积膨胀的优点。

本发明的有益效果：

确保混合动力汽车在低温条件下，所使用的动力电池组的温度保持在合理的温度范围内，并能发挥最佳的性能。增加了混合动力汽车的续驶里程，显著地提高了混合动力汽车的动力性能。而且并未增加其他用于加热的耗能装置，做到了对汽车所排尾气热量的充分利用；与此同时利用相变材料能够吸收大量热量而保持温度不变的特性来解决汽车长时间大负荷运行以及充电时电池组升温的问题，而不需要另外的冷却设备，真正做到了节能、降耗以及环保的目标要求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明所述的电池组箱体结构示意图。

图3为热量传递图。

1、电池组箱体2、进气管3、出气管4、排气管5、电池组

6、电磁阀7、电池热控制器8、第一温度传感器9、加热支管

10、加热棱片11、复合相变材料12、触媒催化转化器

13、消声器14、第二温度传感器。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示：

本发明所述的混合动力汽车电池热控制系统本体中的电池组箱体1通过进气管2和出气管3与汽车的排气管4相连通，汽车所用的电池组5放置在电池组箱体1内，其中进气管2上设有电磁阀6控制进气管2的开合，电磁阀6与电池热控制器7相连接，电磁阀6由电池热控制器7控制开关，汽车的排气管4上设有第一温度传感器8，电池组箱体1内设有第二温度传感器14，第一温度传感器8和第二温度传感器14均与电池热控制器7相连接，电池组箱体1内设有四道加热支管9和六道加热棱片10，加热支管9与进气管2和出气管3相连通，电池组箱体1内填充有复合相变材料11。

进气管2和出气管3与汽车的排气管4连接处位于排气管4上的触媒催化转化器12和消声器13的前端。

第一温度传感器8的测温范围为400℃-800℃。

第二温度传感器14的测温范围为-50℃-100℃。

复合相变材料11由膨胀石墨、石蜡和有机硅油混合制成，各种材料的重量百分比为膨胀石墨5-15%、石蜡74-87%和有机硅油8%-13%。

复合相变材料11还可以由微胶囊相变材料制成。

本发明的工作原理：

从汽车排气管4中排出的汽车尾气通过进气管2通入到电池组箱体1内，通入到电池组箱体1内的汽车尾气在电池组箱体1内的加热支管9中循环后通过出气管3再进入到汽车的排气管4中排出，汽车的排气管4上设有第一温度传感器8，电池组箱体1内设有用于监测电池组5周围复合相变材料11温度的第二温度传感器14，第一温度传感器8和第二温度传感器14能够将相应部位的温度信息传输给电池热控制器7，电池热控制器7将第一温度传感器8和第二温度传感器14传来的温度信息，进行决断，对进气管2上的电磁阀6进行控制，决定进气管2是打开还是关闭，另外复合相变材料11起到恒温控制的目的，这样就构成了一个电池热控制系统。在这个电池热控制系统中，当电池组5周围的复合相变材料11的温度很低时，电池组箱体1内的第二温度传感器14就会将温度信息传给电池热控制器7，电池热控制器7指令进气管2上的电磁阀6打开，此时汽车排气管4中的高温尾气将有一部分分流到电池组箱体1内经过加热支管9和加热棱片10对复合相变材料11进行加热，然后复合相变材料11将热量传递给电池单体对电池进行加热。

在电池热控制系统中，有一部分尾气是从电池组箱体1中流过。为了避免汽车排气管4的尾气中的有害气体排出，而导致不符合排放标准，将进气管2和出气管3与汽车的排气管4连接处设在排气管4上的触媒催化转化器12和消声器13的前端，在触媒催化转化器12之后是排气管4的消声器13，这样对于排气系统的噪声性能和尾气处理的性能都不会受到影响。

电池组箱体1内填充的复合相变材料11为膨胀石墨、石蜡和有机硅油混合制成，凭借膨胀石墨优异的多孔性能，吸附的相变材料可以在熔化后不发生泄露，保持复合相变材料11形体不发生变化。

除了应用膨胀石墨、石蜡混合和有机硅油制成的复合相变材料11之外，复合相变材料11还可以选用微胶囊相变材料，此材料也有热导率高，还有不易泄露和体积膨胀的优点。

Claims (1)

1.一种混合动力汽车电池热控制系统，其特征在于：控制系统本体中的电池组箱体通过进气管和出气管与汽车的排气管相连通，汽车所用的电池组放置在电池组箱体内，其中进气管上设有电磁阀控制进气管的开合，电磁阀与电池热控制器相连接，电磁阀由电池热控制器控制开关，汽车的排气管上设有第一温度传感器，电池组箱体内设有第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器均与电池热控制器相连接，电池组箱体内设有数道加热支管和加热棱片，加热支管与进气管和出气管相连通，电池组箱体内填充有复合相变材料；所述电池热控制系统，是将所述汽车排气管中的高温尾气有一部分分流到所述电池组箱体内经过所述加热支管和加热棱片对所述复合相变材料进行加热。