CN104681886A - 动力电池包预热装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池包预热装置及其控制方法，包括动力电池包、电池管理系统、整车控制器、发动机、电动水泵和燃油加热器，发动机、电动水泵和燃油加热器通过发动机循环管路连接，电动水泵和燃油加热器与整车控制器电连接，燃油加热器的出液口与发动机的进液口之间还连接有固定于动力电池包表面的预热管路，预热管路上设置有第一电磁阀和第二电磁阀，动力电池包内集成有用于检测动力电池包温度的温度传感器，温度传感器、第一电磁阀和第二电磁阀均与电池管理系统电连接。本发明利用发动机和燃油加热器对动力电池包进行预热，并优先使用发动机预热，最大程度将无效热能进行利用，且具有广泛的适用性。

Description

动力电池包预热装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池包预热装置及其控制方法。
背景技术
全球能源与环境的严峻形势、特别是国际金融危机对汽车产业的巨大冲击，推动世界各国加快交通能源战略转型，以混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的新能源汽车成为未来汽车发展的重要方向。目前动力锂电池的低温工作温度不低于-20℃，导致搭载有动力锂电池的新能源汽车在低温条件下性能大大降低，影响了新能源汽车的推广及使用。为解决以上问题，一是研究新型电池材料及技术，提高动力电池自身的温度适应范围，二是增加预热装置，提高动力电池环境温度，满足动力锂电池的使用温度要求。
中国专利公开说明书CN 102139646 A公开了一种动力电池热管理系统及其控制方法，该专利采用空调出风口排出的热风对动力电池包进行预热和散热，解决了动力电池包在低温环境下充放电的问题，但由于必须启动空调才能进行预热，空调在不启动时则达不到预热的效果，使得该预热方式具有一定的局限性。而中国专利公开说明书CN 201985213 U公开了电动汽车电池组低温预热系统，该系统利用加热丝对电池包进行预热，虽达到了动力电池包在低温环境下充放电的目的，却造成了不必要的能源浪费。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种既能为动力电池包预热，又能充分利用自车能源，避免能源浪费的动力电池包预热装置及其控制方法。
对于本发明的一种动力电池包预热装置，其技术方案为：包括动力电池包、电池管理系统、整车控制器、发动机、电动水泵和燃油加热器，所述的发动机、电动水泵和燃油加热器通过发动机循环管路连接形成发动机冷却液循环通道，所述电动水泵和燃油加热器与整车控制器连接，所述燃油加热器的出液口与发动机的进液口之间还连接有预热管路，所述预热管路在燃油加热器的出液口一端设置有第一电磁阀，在发动机的进液口一端设置有第二电磁阀，所述预热管路固定于动力电池包表面，所述动力电池包内部集成有用于检测动力电池包温度的温度传感器，所述温度传感器、第一电磁阀和第二电磁阀均与电池管理系统电连接。
进一步的，所述发动机循环管路上还连接有散热器。
对于本发明的一种动力电池包预热装置的控制方法，其技术方案为：包括以下步骤：
步骤1：当温度低于动力电池包工作最低温度时，电池管理系统控制第一电磁阀和第二电磁阀开启；
步骤2：启动发动机或通过整车控制器控制电动水泵和燃油加热器开启对发动机冷却液进行预热；
步骤3：当电池管理系统检测到温度传感器输入的温度值达到动力电池包工作最低温度时，电池管理系统控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，切断对动力电池包的预热。
进一步的，步骤2中：
当温度低于动力电池包工作最低温度时，若发动机已启动，则利用发动机工作热量对发动机冷却液进行预热；
当温度低于动力电池包工作最低温度时，若发动机未启动，则通过整车控制器控制电动水泵和燃油加热器开始工作对发动机冷却液进行预热，直到发动机启动或动力电池包达到最低工作温度时整车控制器控制电动水泵和燃油加热器关闭。
进一步的，当散热器检测到发动机循环管路内发动机冷却液温度达到散热器散热温度阈值时，散热器开启对发动机冷却液进行散热。
本发明的有益效果是：本发明利用发动机的工作热量加热发动机冷却液，从而达到加热动力电池包，使得动力电池包能够在低温环境下正常充放电的效果，充分的利用了发动机的工作热量，将无效的热能进行有效地利用，节约了能源。在发动机未启动或温度太低无法启动时采用燃油加热器进行加热，使得无论在发动机有没有开启的情况下，均不会影响动力电池包的预热，具有更广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明动力电池包预热装置连接原理图；
图2为本发明预热工作示意图；
图中：1—发动机循环管路，2—预热管路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示为本发明动力电池包预热装置连接原理图，该装置包括动力电池包、电池管理系统、整车控制器、发动机、电动水泵和燃油加热器，发动机、电动水泵和燃油加热器通过发动机循环管路1连接形成发动机冷却液循环通道，电动水泵和燃油加热器与整车控制器电连接，燃油加热器的出液口与发动机的进液口之间还连接有预热管路2，预热管路2在燃油加热器的出液口一端设置有第一电磁阀，在发动机的进液口一端设置有第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀均为常闭电磁阀。预热管路2通过绑扎或粘贴方式固定于动力电池包表面，动力电池包表面设置有用于检测动力电池包温度的温度传感器，温度传感器、第一电磁阀和第二电磁阀均与电池管理系统电连接。发动机循环管路1上还连接有散热器，散热器可以连接在发动机循环管路1的任意位置。
如图2所示为为本发明预热工作示意图，本发明的控制方式如下：
当车辆上电后，电池管理系统即开始实时监控温度传感器的温度，当温度低于动力电池包开始工作的最低温度值即-20°时，电池管理系统控制第一电磁阀和第二电磁阀开启。
此时，若发动机已经启动，则电动水泵和燃油加热器不工作，仅利用发动机工作热量对发动机冷却液进行预热，发动机冷却液在发动机内部机械泵的抽运下经预热管路2流经动力电池包表面后回到发动机内，对动力电池包进行预热。直到动力电池包达到最低工作温度时电池管理系统控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，预热过程完成。
若发动机未启动或无法启动(当温度低于发动机启动最低温度时，发动机无法启动)时，整车控制器控制电动水泵和燃油加热器开始工作对发动机冷却液进行预热，发动机冷却液经电动水泵抽运到动力电池表面，对动力电池包进行预热。直到发动机启动或动力电池包达到最低工作温度时整车控制器控制电动水泵和燃油加热器关闭，同时电池管理系统控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，预热过程完成。
整个控制过程中，预热方式优先使用发动机预热，只要发动机处于工作状态，则电动水泵和燃油加热器均不开启。
随着发动机的持续工作，发动机循环管路1内的温度逐渐升高，当散热器内部的节温器检测到发动机循环管路内发动机冷却液温度达到散热器散热温度阈值时，散热器开启对发动机冷却液进行散热，以防发动机温度过高而损坏。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动力电池包预热装置，其特征在于：包括动力电池包、电池管理系统、整车控制器、发动机、电动水泵和燃油加热器，所述的发动机、电动水泵和燃油加热器通过发动机循环管路(1)连接形成发动机冷却液循环通道，所述电动水泵和燃油加热器与整车控制器电连接，所述燃油加热器的出液口与发动机的进液口之间还连接有预热管路(2)，所述预热管路(2)在燃油加热器的出液口一端设置有第一电磁阀，在发动机的进液口一端设置有第二电磁阀，所述预热管路(2)固定于动力电池包表面，所述动力电池包内部集成有用于检测动力电池包温度的温度传感器，所述温度传感器、第一电磁阀和第二电磁阀均与电池管理系统电连接。
2.如权利要求1所述的一种动力电池包预热装置，其特征在于：所述发动机循环管路上还连接有散热器。
3.如权利要求1所述的一种动力电池包预热装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：当温度低于动力电池包工作最低温度时，电池管理系统控制第一电磁阀和第二电磁阀开启；
步骤2：启动发动机或通过整车控制器控制电动水泵和燃油加热器开启对发动机冷却液进行预热；
步骤3：当电池管理系统检测到温度传感器输入的温度值达到动力电池包工作最低温度时，电池管理系统控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，切断对动力电池包的预热。
4.如权利要求1所述的一种动力电池包预热装置的控制方法，其特征在于，步骤2中：
当温度低于动力电池包工作最低温度时，若发动机已启动，则利用发动机工作热量对发动机冷却液进行预热；
当温度低于动力电池包工作最低温度时，若发动机未启动，则通过整车控制器控制电动水泵和燃油加热器开始工作对发动机冷却液进行预热，直到发动机启动或动力电池包达到最低工作温度时整车控制器控制电动水泵和燃油加热器关闭。
5.如权利要求2所述的一种动力电池包预热装置的控制方法，其特征在于：当散热器检测到发动机循环管路(1)内发动机冷却液温度达到散热器散热温度阈值时，散热器开启对发动机冷却液进行散热。
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