CN105489967A - 一种电动汽车的电池包散热装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车的电池包散热装置，包括强制通风单元、空调冷却单元、电池包；还提供了一种电动汽车的电池包散热系统及方法，包括强制通风单元、空调冷却单元、电池包以及控制单元，强制通风单元电动汽车的电池包散热装置包括回旋通风道，鼓风机；空调冷却单元包括空调冷却通道，空调内循环通道和回风通道；空调冷却通道接入回旋通风道，且空调冷却通道的出口与回旋通风道的连接处设有第一控制阀，空调内循环通道与空调冷却通道的连接处设有第二控制阀；控制单元包括温度传感器、信号传递模块和中央处理器；中央处理器分别与鼓风机、第一控制阀和第二控制阀相连接。本发明冷却性能好、结构简单、具有较强可推广性。

Description

一种电动汽车的电池包散热装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车配件技术领域，特别是涉及一种电动汽车的电池包散热装置、系统及方法。

背景技术

能源危机与空气污染的日益严重让电动汽车成为了全球汽车厂商关注的焦点。而电池是电动汽车主要核心之一。电动汽车电池组在使用中发热量很大，在高温环境下容易造成热量的累积，影响电池系统的运行、循环寿命、缩短续航里程、甚至引起电动车的自燃。因此，保证电池在最优条件下工作，才能提高其工作性能、延长寿命。

目前，采用强制通风空冷进行电池包的冷却，在一般工况下可以满足散热需求，但在高温高速工况下，已经难以满足散热需求。而液体介质冷却方式冷却效果虽好，但存在占用空间大、结构复杂、成本高、易泄露等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷却性能好、结构简单、具有较强可推广性的电动汽车的电池包散热装置、系统及方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车的电池包散热装置，包括强制通风单元、空调冷却单元以及电池包，所述强制通风单元包括连接于所述电池包与驾驶室外之间的回旋通风道，设于所述回旋通风道内鼓风机；所述空调冷却单元包括空调冷却通道，连接于所述空调冷却通道上的空调内循环通道和回风通道；所述空调冷却通道接入位于所述回旋通风道入口和所述鼓风机之间的所述回旋通风道，且所述空调冷却通道的出口与所述回旋通风道的连接处设有第一控制阀，所述空调内循环通道与所述空调冷却通道的连接处设有第二控制阀。

该电池包散热装置能够通过鼓风机引入外界空气对电池包进行冷却，还可以引入驾驶室内的空调冷却空气对电池包进行冷却，根据温度环境的不同引入不同温度的气流对电池包降温处理充分利用了气体降温的优势，方便且节能。具有广阔的应用前景。

可选的，所述回旋通风道的入口与所述鼓风机之间设有过滤器。

可选的，所述空调冷却通道接入位于所述过滤器和所述鼓风机之间的所述回旋通风道。

可选的，所述回风通道与所述空调冷却通道的入口连接，所述回风通道与所述空调冷却通道的连接处设有一到圆台筒形连接管，即所述连接管的大口径与所述回风通道连接，所述连接管的小口径与所述空调冷却通道的入口连接。

可选的，所述空调内循环通道接入位于所述回风通道与所述空调冷却通道出口之间的所述空调冷却通道上。

本发明还提供了一种电动汽车的电池包散热系统，包括电动汽车的电池包散热装置，电池包散热装置包括强制通风单元、空调冷却单元以及电池包，所述强制通风单元包括连接于所述电池包与驾驶室外之间的回旋通风道，设于所述回旋通风道内鼓风机；所述空调冷却单元包括空调冷却通道，连接于所述空调冷却通道上的空调内循环通道和回风通道；所述空调冷却通道接入位于所述回旋通风道入口和所述鼓风机之间的所述回旋通风道，且所述空调冷却通道的出口与所述回旋通风道的连接处设有第一控制阀，所述空调内循环通道与所述空调冷却通道的连接处设有第二控制阀；所述电池包散热系统还包括控制单元，所述控制单元包括设于所述电池包内的温度传感器，通过信号传递模块与所述温度传感器相连接的中央处理器；所述中央处理器分别与所述鼓风机、第一控制阀和第二控制阀相连接。

可选的，所述电池包内均匀设有若干个所述温度传感器。

可选的，所述中央处理器连接有执行机构，所述执行机构用于控制所述鼓风机的转速以及控制所述第一控制阀和所述第二控制阀的的开度。

本发明还提供了一种电动汽车的电池包散热方法，适用于电动汽车的电池包散热系统，所述电池包散热系统包括强制通风单元、空调冷却单元、电池包以及控制单元，所述强制通风单元包括连接于所述电池包与驾驶室外之间的回旋通风道，设于所述回旋通风道内鼓风机；所述空调冷却单元包括空调冷却通道，连接于所述空调冷却通道上的空调内循环通道和回风通道；所述空调冷却通道接入位于所述回旋通风道入口和所述鼓风机之间的所述回旋通风道，且所述空调冷却通道的出口与所述回旋通风道的连接处设有第一控制阀，所述空调内循环通道与所述空调冷却通道的连接处设有第二控制阀；所述控制单元包括设于所述电池包内的温度传感器，通过信号传递模块与所述温度传感器相连接的中央处理器；所述中央处理器分别与所述鼓风机、第一控制阀和第二控制阀相连接；所述方法包括：

所述中央处理器读取所述温度传感器检测的温度测量值；

将所述温度测量值与设定的强制通风温度标准值和设定的空调冷却温度标准值进行比较，得到比较结果；

当所述比较结果表示所述温度测量值高于所述强制通风温度标准值，且不高于所述空调冷却温度标准值时，关闭所述第一控制阀和所述第二控制阀，打开所述鼓风机；

当所述比较结果表示所述温度测量值高于所述空调冷却温度标准值时，打开所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述鼓风机。

可选的，所述温度检测值为多个所述温度传感器的检测温度的平均值。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的电池包散热装置、系统及方法能够极大的提高电动汽车在高温环境(35℃以上)中的最高行驶速度，为电动车的推广起到促进作用。

2.本发明提供的三个技术方案都是将强制通风与驾驶室空调冷却通风结合降温，一般工况下采用强制通风；当电池包的温度过高时，将驾驶室的空调冷却风引入到电池包内进行降温，对电池包的降温采用双重方式，在不同温度采用不同的降温方式，降低了能耗，提高了电池的利用率。

3.本发明提供的三个技术方案弥补了普通通风难以满足冷却电池包要求，以及液冷装置复杂、成本高等的不足，本发明的散热效果更好。

4.本发明提供的电池包散热方案易于实现，更易于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的电动汽车的电池包散热装置的整体结构示意图；

图2为本发明提供的电动汽车的电池包散热系统的整体结构示意图；

图3为本发明提供的电动汽车的电池包散热方法的流程图；

图4为本发明提供的电动汽车的电池包散热方法的具体实施方式的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1所示，本发明提供了一种电动汽车的电池包散热装置，包括强制通风单元2、空调冷却单元3以及电池包1，强制通风单元2包括连接于电池包1与驾驶室外之间的回旋通风道21，设于回旋通风道21内鼓风机22；空调冷却单元3包括空调冷却通道31，连接于空调冷却通道31上的空调内循环通道32和回风通道33；空调冷却通道31接入位于回旋通风道21入口和鼓风机22之间的回旋通风道21，且空调冷却通道31的出口与回旋通风道21的连接处设有第一控制阀311，空调内循环通道32与空调冷却通道31的连接处设有第二控制阀321。

该实施例提供了两种不同的电池包1散热方式，当电池包1温度较低时可以采用强制通风单元2进行散热处理；当电池包1温度较高时可以采用空调冷却单元3进行散热处理。避免了采用同一种散热方式散热效果单一，且散热效果差的问题。对电池包1的降温采用双重方式，在不同温度采用不同的降温方式，降低了能耗，提高了电池的利用率。而且本实施例的散热方式弥补了普通通风难以满足冷却电池包要求，以及液冷装置复杂、成本高等的不足，本实施例的散热效果更好。

作为一种可选的实施方式，为了防止外界杂物进入电池包1，回旋通风道21的入口与鼓风机22之间设有过滤器23，过滤器23用于过滤空气中的杂物与干燥空气。空调冷却通道31接入位于过滤器23和鼓风机22之间的回旋通风道21。空调冷却通道31内的冷却空气是经空调系统净化后的气体，因此无需过滤。如果电动汽车的空调器系统不具有过滤和干燥功能，则可以将空调冷却通道31接入位于过滤器23之前的回旋通风道21上。

作为一种可选的实施方式，回风通道33与空调冷却通道31的入口连接，回风通道33与空调冷却通道31的连接处设有一到圆台筒形连接管34，即连接管34的大口径与回风通道33连接，连接管34的小口径与空调冷却通道31的入口连接。空调内循环通道32接入位于回风通道33与空调冷却通道31出口之间的空调冷却通道31上。连接管34的大口径是为了便于驾驶室的气体出来，使空调系统循环顺利进行；连接管34的小口径一方面是为了缩小管道体积便于排布，另一方面是为了降低压强适当的提高气体的流速，便于气体的引入。

实施例2：如图2所示，图2中虚线表示信号传输关系；本发明还提供了一种电动汽车的电池包散热系统，包括电动汽车的电池包散热装置和控制单元4，电动汽车的电池包散热装置包括强制通风单元2、空调冷却单元3以及电池包1，强制通风单元2包括连接于电池包1与驾驶室外之间的回旋通风道21，设于回旋通风道21内鼓风机22；空调冷却单元3包括空调冷却通道31，连接于空调冷却通道31上的空调内循环通道32和回风通道33；空调冷却通道31接入位于回旋通风道21入口和鼓风机22之间的回旋通风道21，且空调冷却通道31的出口与回旋通风道21的连接处设有第一控制阀311，空调内循环通道32与空调冷却通道31的连接处设有第二控制阀321；控制单元4包括设于电池包1内的温度传感器41，通过信号传递模块42与温度传感器41相连接的中央处理器43；中央处理器43分别与鼓风机22、第一控制阀311和第二控制阀321相连接。

作为一种可选的实施方式，为了防止外界杂物进入电池包1，回旋通风道21的入口与鼓风机22之间设有过滤器23，过滤器23用于过滤空气中的杂物与干燥空气。空调冷却通道31接入位于过滤器23和鼓风机22之间的回旋通风道21。空调冷却通道31内的冷却空气是经空调系统净化后的气体，因此无需过滤。如果电动汽车的空调器系统不具有过滤和干燥功能，则可以将空调冷却通道31接入位于过滤器23之前的回旋通风道21上。

作为一种可选的实施方式，回风通道33与空调冷却通道31的入口连接，回风通道33与空调冷却通道31的连接处设有一到圆台筒形连接管34，即连接管34的大口径与回风通道33连接，连接管34的小口径与空调冷却通道31的入口连接。空调内循环通道32接入位于回风通道33与空调冷却通道31出口之间的空调冷却通道31上。连接管34的大口径是为了便于驾驶室的气体出来，使空调系统循环顺利进行；连接管34的小口径一方面是为了缩小管道体积便于排布，另一方面是为了降低压强适当的提高气体的流速，便于气体的引入。

为一种可选的实施方式，为了避免本发明的电池包1散热系统误启动，电池包1内均匀设有若干个温度传感器41。并且中央处理器43以多个温度传感器41的检测温度的平均温度值作为检测参数。通过中央处理器43将该检测参数与设定的强制通风温度标准值和空调冷却温度标准值对比，判定是否启动该散热装置，以及何时采用何种散热方式，并对不同的散热需求控制冷却介质的流量。不仅提高了冷却精度，也防止因冷却不均匀导致电池包1部分热部分冷而影响电池包1使用寿命的问题发生。

作为一种可选的实施方式，中央处理器43连接有执行机构44，执行机构44用于控制鼓风机22的转速以及控制第一控制阀311和第二控制阀321的的开度。主要是通过鼓风机转速控制从外界引入的冷却气体的量，节省能量。第一控制阀311是为了在需要空调冷却气体时控制外界冷却气体的引入量；第二控制阀321是为了控制空调冷却气体的引入量。在能满足冷却要求的情况下，空调冷却气体引入的量越少越好，这样有利于节能。并且通过双控制阀有利于控制的准确，提高冷却效果。

本实施例的工作过程为：通过控制单元4内的温度传感器41检测电池包1的温度，并将检测温度通过信号传递模块42传递到中央处理器43中，通过中央处理器43将检测温度与设定的强制通风温度标准值和空调冷却温度标准值对比。

如果高于强制通风温度标准值且不高于空调冷却温度标准值，则中央处理器43控制第一控制阀311关闭，鼓风机22打开，利用强制通风单元2对电池包1进行降温处理，中央处理器43还能根据温度传感器41检测的温度实时的控制鼓风机22的转速，进而控制进入电池包1内的空气流量，能够适当的利用空气对电池包1进行降温，而且节约能耗。强制通风单元2对电池包1的降温效果能够满足大多工况的需求。

如果检测温度高于空调冷却温度标准值，则中央处理器43将控制第一控制阀311和第二控制阀321打开，并根据具体的检测温度控制第一控制阀311和第二控制阀321的开度大小，使得空调冷却单元3的冷却空气在鼓风机22的作用下进入电池包1内，对电池包1降温处理，同样，通过温度传感器41反馈的电池包1内的实时温度，中央处理器43会控制鼓风机22的转速、第一控制阀311和第二控制阀321的开度，已达到利用适量的风量对电池包1降温的处理，进一步的节约能耗。同时，由于温度传感器41的实时检测与反馈，避免了电池包1骤冷骤热极易损坏电池的问题发生，延长了电池包1的使用寿命。

实施例3：如图2-3所示，本实施例提供的一种电动汽车的电池包散热方法，适用于电动汽车的电池包散热系统，电池包散热系统包括强制通风单元2、空调冷却单元3、电池包1以及控制单元4，强制通风单元2包括连接于电池包1与驾驶室外之间的回旋通风道21，设于回旋通风道21内鼓风机22；空调冷却单元3包括空调冷却通道31，连接于空调冷却通道31上的空调内循环通道32和回风通道33；空调冷却通道31接入位于回旋通风道21入口和鼓风机22之间的回旋通风道21，且空调冷却通道31的出口与回旋通风道21的连接处设有第一控制阀311，空调内循环通道32与空调冷却通道31的连接处设有第二控制阀321；控制单元4包括设于电池包1内的温度传感器41，通过信号传递模块42与温度传感器41相连接的中央处理器43；中央处理器43分别与鼓风机22、第一控制阀311和第二控制阀321相连接；方法包括：

1001：中央处理器43读取温度传感器41检测的温度测量值；

1002：将温度测量值与设定的强制通风温度标准值和设定的空调冷却温度标准值进行比较，得到比较结果；

1003：当比较结果表示温度测量值高于强制通风温度标准值，且不高于空调冷却温度标准值时，关闭第一控制阀311和第二控制阀321，打开鼓风机22；

当比较结果表示温度测量值高于空调冷却温度标准值时，打开第一控制阀311、第二控制阀321和鼓风机22。

作为一种可选的实施方式，为了防止外界杂物进入电池包1，回旋通风道21的入口与鼓风机22之间设有过滤器23，过滤器23用于过滤空气中的杂物与干燥空气。空调冷却通道31接入位于过滤器23和鼓风机22之间的回旋通风道21。空调冷却通道31内的冷却空气是经空调系统净化后的气体，因此无需过滤。如果电动汽车的空调器系统不具有过滤和干燥功能，则可以将空调冷却通道31接入位于过滤器23之前的回旋通风道21上。

作为一种可选的实施方式，回风通道33与空调冷却通道31的入口连接，回风通道33与空调冷却通道31的连接处设有一到圆台筒形连接管34，即连接管34的大口径与回风通道33连接，连接管34的小口径与空调冷却通道31的入口连接。空调内循环通道32接入位于回风通道33与空调冷却通道31出口之间的空调冷却通道31上。连接管34的大口径是为了便于驾驶室的气体出来，使空调系统循环顺利进行；连接管34的小口径一方面是为了缩小管道体积便于排布，另一方面是为了降低压强适当的提高气体的流速，便于气体的引入。

作为一种可选的实施方式，为了避免本发明的电池包1散热系统误启动，电池包1内均匀设有若干个温度传感器41。中央处理器43获取温度检测值为多个温度传感器41的检测温度的平均值。通过中央处理器43将该检测参数与设定的强制通风温度标准值和空调冷却温度标准值对比，判定是否启动该散热装置，以及何时采用何种散热方式，并对不同的散热需求控制冷却介质的流量。不仅提高了冷却精度，也防止因冷却不均匀导致电池包1部分热部分冷而影响电池包1使用寿命的问题发生。

作为一种可选的实施方式，中央处理器43连接有执行机构44，执行机构44用于控制鼓风机22的转速以及控制第一控制阀311和第二控制阀321的的开度。主要是通过鼓风机转速控制从外界引入的冷却气体的量，节省能量。第一控制阀311是为了在需要空调冷却气体时控制外界冷却气体的引入量；第二控制阀321是为了控制空调冷却气体的引入量。在能满足冷却要求的情况下，空调冷却气体引入的量越少越好，这样有利于节能。并且通过双控制阀有利于控制的准确，提高冷却效果。

作为一种具体的实施方式，如图4所示，具体的电池包散热方法如下：

步骤1、中央处理器43控制温度传感器41检测电池包温度：

步骤2、获取温度检测值；

步骤3、将温度检测值与强制通风温度标准值比较，获得比较结果；

步骤4、比较结果表示温度检测值不高于强制通风温度标准值，不启动电池包散射装置(不需要冷却)；

比较结果表示温度检测值高于强制通风温度标准值，再将温度检测值与空调冷却温度标准值，获得二次比较结果(需要冷却)；

步骤5：二次比较结果表示温度检测值不高于空调冷却温度标准值，启动鼓风机22，关闭第一控制阀311和第二控制阀321(不满足空调冷却)；

二次比较结果表示表示温度检测值高于空调冷却温度标准值，启动鼓风机22，打开第一控制阀311和第二控制阀321(满足空调冷却)。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电动汽车的电池包散热装置，其特征在于，包括强制通风单元、空调冷却单元以及电池包，所述强制通风单元包括连接于所述电池包与驾驶室外之间的回旋通风道，设于所述回旋通风道内鼓风机；所述空调冷却单元包括空调冷却通道，连接于所述空调冷却通道上的空调内循环通道和回风通道；所述空调冷却通道接入位于所述回旋通风道入口和所述鼓风机之间的所述回旋通风道，且所述空调冷却通道的出口与所述回旋通风道的连接处设有第一控制阀，所述空调内循环通道与所述空调冷却通道的连接处设有第二控制阀。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电池包散热装置，其特征在于，所述回旋通风道的入口与所述鼓风机之间设有过滤器。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车的电池包散热装置，其特征在于，所述空调冷却通道接入位于所述过滤器和所述鼓风机之间的所述回旋通风道。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电池包散热装置，其特征在于，所述回风通道与所述空调冷却通道的入口连接，所述回风通道与所述空调冷却通道的连接处设有一到圆台筒形连接管，即所述连接管的大口径与所述回风通道连接，所述连接管的小口径与所述空调冷却通道的入口连接。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车的电池包散热装置，其特征在于，所述空调内循环通道接入位于所述回风通道与所述空调冷却通道出口之间的所述空调冷却通道上。

6.一种电动汽车的电池包散热系统，包括电动汽车的电池包散热装置，所述电池包散热装置包括强制通风单元、空调冷却单元以及电池包，所述强制通风单元包括连接于所述电池包与驾驶室外之间的回旋通风道，设于所述回旋通风道内鼓风机；所述空调冷却单元包括空调冷却通道，连接于所述空调冷却通道上的空调内循环通道和回风通道；所述空调冷却通道接入位于所述回旋通风道入口和所述鼓风机之间的所述回旋通风道，且所述空调冷却通道的出口与所述回旋通风道的连接处设有第一控制阀，所述空调内循环通道与所述空调冷却通道的连接处设有第二控制阀；其特征在于，所述电池包散热系统还包括控制单元，所述控制单元包括设于所述电池包内的温度传感器，通过信号传递模块与所述温度传感器相连接的中央处理器；所述中央处理器分别与所述鼓风机、第一控制阀和第二控制阀相连接。

7.根据权利要求6所述的一种电动汽车的电池包散热系统，其特征在于，所述电池包内均匀设有若干个所述温度传感器。

8.根据权利要求6所述的一种电动汽车的电池包散热系统，其特征在于，所述中央处理器连接有执行机构，所述执行机构用于控制所述鼓风机的转速以及控制所述第一控制阀和所述第二控制阀的的开度。

9.一种电动汽车的电池包散热方法，其特征在于，适用于电动汽车的电池包散热系统，所述电池包散热系统包括强制通风单元、空调冷却单元、电池包以及控制单元，所述强制通风单元包括连接于所述电池包与驾驶室外之间的回旋通风道，设于所述回旋通风道内鼓风机；所述空调冷却单元包括空调冷却通道，连接于所述空调冷却通道上的空调内循环通道和回风通道；所述空调冷却通道接入位于所述回旋通风道入口和所述鼓风机之间的所述回旋通风道，且所述空调冷却通道的出口与所述回旋通风道的连接处设有第一控制阀，所述空调内循环通道与所述空调冷却通道的连接处设有第二控制阀；所述控制单元包括设于所述电池包内的温度传感器，通过信号传递模块与所述温度传感器相连接的中央处理器；所述中央处理器分别与所述鼓风机、第一控制阀和第二控制阀相连接；所述方法包括：

所述中央处理器读取所述温度传感器检测的温度测量值；

将所述温度测量值与设定的强制通风温度标准值和设定的空调冷却温度标准值进行比较，得到比较结果；

当所述比较结果表示所述温度测量值高于所述强制通风温度标准值，且不高于所述空调冷却温度标准值时，关闭所述第一控制阀和所述第二控制阀，打开所述鼓风机；

当所述比较结果表示所述温度测量值高于所述空调冷却温度标准值时，打开所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述鼓风机。

10.根据权利要求9所述的一种电动汽车的电池包散热方法，其特征在于，所述温度检测值为多个所述温度传感器的检测温度的平均值。