CN104505556A - 纯电动汽车动力电池自然风冷系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了纯电动汽车动力电池自然风冷系统和控制方法，纯电动汽车动力电池自然风冷系统，包括温度传感器、动力电池管理单元和整车控制器，其特征在于：该系统还包括冷却管路、电动阀门、进气风扇和排气风扇，该冷却管路包括进气管路和排气管路；所述进气管路的进风口设置在HVAC进风口旁；该进气管路沿前壁板内侧向下，穿过乘员舱地板，与乘员舱地板下动力电池箱体前部进风口相连；所述排气管路的前端与动力电池箱体尾部相连，后端呈斜下或竖直向下设置，排气管路出风口布置在汽车后地板下面；本发明能根据动力电池冷却需求及时有效的进行工作，既不影响其他系统功能，又能很好的满足动力电池的冷却需求；可广泛应用于纯电动汽车。
Description
技术领域
本发明涉及纯电动汽车动力电池控制技术领域,具体涉及纯电动汽车动力电池自然风冷系统和控制方法。
背景技术
在传统汽车上，依靠燃油作为动力源，发动机做功提供驱动力驱动车辆行驶；而纯电动汽车取消了燃油系统，由动力电池提供能量，通过电机产生驱动力来驱动车辆行驶。动力电池在大功率充/放电过程中会伴随很大的热流量，如果不及时散热，容易引起电池包内的热量累积，影响动力电池的性能和安全，所以有必要给动力电池系统设计冷却系统进行散热，使动力电池在合理的温度范围内工作。
动力电池冷却系统分为液冷/风冷两大类。在现有的电动车技术领域中，201220406087.9号专利冷却进风管的进风口与仪表板下方的空调系统出风口连通，冷却进风管穿过车身地板沿中通道与动力电池包的内部连接，冷却进风管固定在中通道底部前段的前围下挡板上，由于从空调系统引风，减少了乘员舱的进风量，对是否影响车辆除霜、除雾功能未做说明和验证，而且易造成动力电池冷却需求与乘员舱的空调/暖风需求发生冲突。
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供纯电动汽车动力电池自然风冷系统和控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个技术方案是，纯电动汽车动力电池自然风冷控制方法，其特点是：包括如下步骤：
第一步：建立自然风冷系统，该系统包括温度传感器、动力电池管理单元、整车控制器以及冷却管路、电动阀门、进气风扇和排气风扇；
第二步：设置冷却管路；该冷却管路包括进气管路和排气管路；所述进气管路的进风口设置在HVAC进风口旁；该进气管路沿前壁板内侧向下，穿过乘员舱地板，与乘员舱地板下动力电池箱体前部进风口相连；所述排气管路的前端与动力电池箱体尾部相连，后端呈斜下或竖直向下设置，排气管路出风口布置在汽车后地板下面；
第三步：在进气管路中设置电动阀门和进气风扇；在排气管路中设置排气风扇；将电动阀门、进气风扇和排气风扇分别通过继电器的常开触点与整车控制器连接，以使整车控制器控制其开启和关闭；
第四步：动力电池箱体内的温度传感器检测动力电池温度，并将信号输出到动力电池管理单元；
第五步：动力电池管理单元根据温度传感器输出的信号判断动力电池温度是否大于设定值，当动力电池温度大于设定值时，向整车控制器发送请求冷却系统工作信号；当动力电池温度小于设定值时，向整车控制器发送请求冷却系统停止信号；
第六步：整车控制器接收动力电池管理单元发出的信号，当收到请求冷却系统工作信号时，控制继电器常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启；当整车控制器收到请求冷却系统停止信号时，控制继电器常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
根据本发明所述的纯电动汽车动力电池自然风冷控制方法的优选方案，当整车控制器收到总线系统发出的整车发生碰撞信号时，控制继电器常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启，直到开启时间等于设定时间时，再控制继电器常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
本发明的第二个技术方案是，纯电动汽车动力电池自然风冷系统，包括温度传感器、动力电池管理单元和整车控制器，其特点是：该系统还包括冷却管路、电动阀门、进气风扇和排气风扇，该冷却管路包括进气管路和排气管路；所述进气管路的进风口设置在HVAC进风口旁；该进气管路沿前壁板内侧向下，穿过乘员舱地板，与乘员舱地板下动力电池箱体前部进风口相连；所述排气管路的前端与动力电池箱体尾部相连，后端呈斜下或竖直向下设置，排气管路出风口布置在汽车后地板下面；
在进气管路中设置有电动阀门和进气风扇；在排气管路中设置有排气风扇；电动阀门、进气风扇和排气风扇分别通过继电器的常开触点与整车控制器连接，以使整车控制器控制其开启和关闭；
动力电池箱体内的温度传感器检测动力电池温度，并将信号输出到动力电池管理单元；
动力电池管理单元根据温度传感器输出的信号判断动力电池温度是否大于设定值，当动力电池温度大于设定值时，向整车控制器发送请求冷却系统工作信号；当动力电池温度小于设定值时，向整车控制器发送请求冷却系统停止信号；
整车控制器接收动力电池管理单元发出的信号，当收到请求冷却系统工作信号时，控制继电器常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启；当整车控制器收到请求冷却系统停止信号时，控制继电器常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
根据本发明所述的纯电动汽车动力电池自然风冷系统的优选方案，当整车控制器收到总线系统发出的整车发生碰撞信号时，控制继电器常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启，直到开启时间等于设定时间时，再控制继电器常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
本发明所述的纯电动汽车动力电池自然风冷系统和控制方法的有益效果是：本发明的冷却管路进风口位置独特新颖，而且安全可靠，冷却管路及构件布置简单、走向合理、安装拆卸方便，冷却系统控制策略简单有效，能根据动力电池冷却需求及时有效的进行工作；采用本发明后，既不影响其他系统功能，又能很好的满足动力电池的冷却需求；可广泛应用于纯电动汽车。
附图说明
图1是本发明所述的纯电动汽车动力电池自然风冷系统的原理框图。
图2本发明所述的纯电动汽车动力电池自然风冷系统连接示意图。
图3是本发明所述的进气管路11的进风口14位置示意图。
图4是本发明所述的进气管路11在乘员舱走向示意图。
图5是本发明所述的进气管路11在乘员舱地板下走向示意图。
图6是动力电池管理单元3控制流程图。
图7是整车控制器4控制流程图。
具体实施方式
参见图1-图5，纯电动汽车动力电池自然风冷控制方法，包括如下步骤：
第一步：建立自然风冷系统，该系统包括温度传感器2、动力电池管理单元3、整车控制器4以及冷却管路、电动阀门5、进气风扇6和排气风扇7；
第二步：设置冷却管路；该冷却管路包括进气管路11和排气管路12；所述进气管路11的进风口14设置在HVAC进风口16旁；该进气管路11沿前壁板内侧向下，穿过乘员舱地板17，与乘员舱地板下动力电池箱体13前部进风口相连；所述排气管路12的前端与动力电池箱体13尾部相连，后端呈斜下或竖直向下设置，以防止水进入电池箱体；排气管路12出风口15布置在汽车后地板下面；
第三步：在进气管路11中设置电动阀门5和进气风扇6；在排气管路12中设置排气风扇7；将电动阀门5、进气风扇6和排气风扇7分别通过继电器8、9、10的常开触点与整车控制器4连接，以使整车控制器4控制其开启和关闭；
第四步：动力电池箱体内的温度传感器2检测动力电池温度，并将信号输出到动力电池管理单元3；
第五步：动力电池管理单元3根据温度传感器2输出的信号判断动力电池温度是否大于设定值，当动力电池温度大于设定值时，向整车控制器4发送请求冷却系统工作信号；当动力电池温度小于设定值时，向整车控制器4发送请求冷却系统停止信号；
第六步：整车控制器4接收动力电池管理单元3发出的信号，当收到请求冷却系统工作信号时，控制继电器8、9、10常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启；当整车控制器收到请求冷却系统停止信号时，控制继电器8、9、10常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
更进一步，当整车控制器4收到总线系统发出的整车发生碰撞信号时，控制继电器8、9、10常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启，直到开启时间等于设定时间时，再控制继电器8、9、10常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
纯电动汽车动力电池自然风冷系统，该系统包括温度传感器2、动力电池管理单元3、整车控制器4、冷却管路、电动阀门5、进气风扇6和排气风扇7，该冷却管路包括进气管路11和排气管路12；所述进气管路11的进风口14设置在HVAC进风口16旁；该进气管路11沿前壁板内侧向下，穿过乘员舱地板17，与乘员舱地板下动力电池箱体13前部进风口相连；所述排气管路12的前端与动力电池箱体13尾部相连，后端呈斜下或竖直向下设置，排气管路12出风口15布置在汽车后地板下面；
在进气管路11中设置有电动阀门5和进气风扇6；在排气管路12中设置有排气风扇7；电动阀门5、进气风扇6和排气风扇7分别通过继电器8、9、10的常开触点与整车控制器4连接，以使整车控制器4控制其开启和关闭；
动力电池箱体内的温度传感器2检测动力电池温度，并将信号输出到动力电池管理单元3；
动力电池管理单元3根据温度传感器2输出的信号判断动力电池温度是否大于设定值，当动力电池温度大于设定值时，向整车控制器4发送请求冷却系统工作信号；当动力电池温度小于设定值时，向整车控制器4发送请求冷却系统停止信号；
整车控制器4接收动力电池管理单元3发出的信号，当收到请求冷却系统工作信号时，控制继电器8、9、10常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启；当整车控制器收到请求冷却系统停止信号时，控制继电器8、9、10常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
并且，当整车控制器4收到总线系统发出的整车发生碰撞信号时，控制继电器8、9、10常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启，直到开启时间等于设定时间时，再控制继电器8、9、10常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
本发明的工作过程是：
温度传感器2检测动力电池温度，当温度值超过设定限值比如45℃，动力电池管理单元3就及时将该信息传递给整车控制器4，请求整车控制器4进行动力电池冷却处理，整车控制器4接收到指令后，控制电动阀门5打开，进/排气风扇开始工作，对动力电池1进行冷却。
当冷却系统工作一段时间后，温度传感器2检测到电池各单体温度均回落到设定值比如30℃，动力电池管理单元3又及时将该信息传递给整车控制器4，请求整车控制器4停止冷却系统工作，整车控制器4控制电动阀门5、进/排气风扇关闭。
此外，当动力电池发生三级故障，动力电池温度会大于第三设定值，比如60度，或者整车控制器收到总线系统发出的整车发生碰撞信息时，整车控制器4也会控制电动阀门5、进/排气风扇开始工作，2min后电动阀门5、进/排气风扇再停止工作。
上面对本发明的具体实施方式进行了描述，但是，本发明保护的不仅限于具体实施方式的范围。
Claims (4)
1.纯电动汽车动力电池自然风冷控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步：建立自然风冷系统，该系统包括温度传感器(2)、动力电池管理单元(3)、整车控制器(4)以及冷却管路、电动阀门(5)、进气风扇(6)和排气风扇(7)；
第二步：设置冷却管路；该冷却管路包括进气管路(11)和排气管路(12)；所述进气管路(11)的进风口(14)设置在HVAC进风口(16)旁；该进气管路(11)沿前壁板内侧向下，穿过乘员舱地板(17)，与乘员舱地板下动力电池箱体(13)前部进风口相连；所述排气管路(12)的前端与动力电池箱体(13)尾部相连，后端呈斜下或竖直向下设置，排气管路(12)出风口(15)布置在汽车后地板下面；
第三步：在进气管路(11)中设置电动阀门(5)和进气风扇(6)；在排气管路(12)中设置排气风扇(7)；将电动阀门(5)、进气风扇(6)和排气风扇(7)分别通过继电器(8、9、10)的常开触点与整车控制器(4)连接，以使整车控制器(4)控制其开启和关闭；
第四步：动力电池箱体内的温度传感器(2)检测动力电池温度，并将信号输出到动力电池管理单元(3)；
第五步：动力电池管理单元(3)根据温度传感器(2)输出的信号判断动力电池温度是否大于设定值，当动力电池温度大于设定值时，向整车控制器(4)发送请求冷却系统工作信号；当动力电池温度小于设定值时，向整车控制器(4)发送请求冷却系统停止信号；
第六步：整车控制器(4)接收动力电池管理单元(3)发出的信号，当收到请求冷却系统工作信号时，控制继电器(8、9、10)常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启；当整车控制器收到请求冷却系统停止信号时，控制继电器(8、9、10)常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力电池自然风冷控制方法，其特征在于：还包括如下步骤：
当整车控制器(4)收到总线系统发出的整车发生碰撞信号时，控制继电器(8、9、10)常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启，直到开启时间等于设定时间时，再控制继电器(8、9、10)常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
3.纯电动汽车动力电池自然风冷系统，包括温度传感器(2)、动力电池管理单元(3)和整车控制器(4)，其特征在于：该系统还包括冷却管路、电动阀门(5)、进气风扇(6)和排气风扇(7)，该冷却管路包括进气管路(11)和排气管路(12)；所述进气管路(11)的进风口(14)设置在HVAC进风口(16)旁；该进气管路(11)沿前壁板内侧向下，穿过乘员舱地板(17)，与乘员舱地板下动力电池箱体(13)前部进风口相连；所述排气管路(12)的前端与动力电池箱体(13)尾部相连，后端呈斜下或竖直向下设置，排气管路(12)出风口(15)布置在汽车后地板下面；
在进气管路(11)中设置有电动阀门(5)和进气风扇(6)；在排气管路(12)中设置有排气风扇(7)；电动阀门(5)、进气风扇(6)和排气风扇(7)分别通过继电器(8、9、10)的常开触点与整车控制器(4)连接，以使整车控制器(4)控制其开启和关闭；
动力电池箱体内的温度传感器(2)检测动力电池温度，并将信号输出到动力电池管理单元(3)；
动力电池管理单元(3)根据温度传感器(2)输出的信号判断动力电池温度是否大于设定值，当动力电池温度大于设定值时，向整车控制器(4)发送请求冷却系统工作信号；当动力电池温度小于设定值时，向整车控制器(4)发送请求冷却系统停止信号；
整车控制器(4)接收动力电池管理单元(3)发出的信号，当收到请求冷却系统工作信号时，控制继电器(8、9、10)常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启；当整车控制器收到请求冷却系统停止信号时，控制继电器(8、9、10)常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
4.根据权利要求4所述的纯电动汽车动力电池自然风冷系统，其特征在于：当整车控制器(4)收到总线系统发出的整车发生碰撞信号时，控制继电器(8、9、10)常开触点闭合，使电动阀门、进气风扇和排气风扇开启，直到开启时间等于设定时间时，再控制继电器(8、9、10)常开触点断开，使电动阀门、进气风扇和排气风扇关闭。
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