CN105529509A - 一种混合动力汽车动力电池低温加热系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车动力电池低温加热系统及控制方法，该系统同时包括发动机高温冷却回路及电池低温加热回路。通过温度传感器采集发动机水箱及动力电池的温度，由电控单元ECU依据传感器信号及控制策略控制电磁阀联动，实现两个回路的通断及切换，进行可循环调控，同时实现了发动机自动水冷却和动力电池自动加温的功能，从而能够在低温环境中将电池加热到理想温度，有利于使电池工作在最佳性能温度点，既保护动力电池，亦充分发挥混合动力汽车电能驱动节油的优势。

Description

一种混合动力汽车动力电池低温加热系统及控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，具体为一种混合动力汽车动力电池低温加热系统及控制方法。

背景技术

动力电池的工作性能受到温度的影响较大，通常在环境温度过低的地区，动力电池无法正常工作，很大程度上影响了整车的工作状态。与此同时，汽车发动机工作时产生大量的热量堆积，影响发动机工作状态，需经冷却系统冷却排除，有一定的能量浪费。而混合动力汽车由于其结构特殊性，同时具有发动机和动力电池两大动力部件，在低温环境下，将发动机余热用于加热动力电池将最大程度解决整车动力电池低温无法正常工作的问题，同时避免了发动机冷却过程中大量的热量损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合动力汽车动力电池低温加热系统及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混合动力汽车动力电池低温加热系统，该系统结构包括发动机本体，所述发动机本体通过水泵与其一侧设有的水箱固定相连，并且水箱处设置有第一温度传感器，汽车中部设置有动力电池，所述动力电池的内部设置有第二温度传感器，并且动力电池的外表面设置有环绕式高温水管路，所述发动机本体的上侧设置有散热器，所述散热器通过第一连接管与发动机本体连通，并且第一连接管上设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀通过第二连接管与环绕式高温水管路的一端连通，所述环绕式高温水管路的另一端通过第三连接管与水箱连通，并且第三连接管上设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀通过第四连接管与散热器固定相连；所述第一电磁阀与所述第二电磁阀皆为三位三通电磁阀；

所述第一温度传感器和第二温度传感器均电连接有电控单元ECU，所述电控单元ECU分别与水泵、散热器、第一电磁阀和第二电磁阀电连接，分别用于实现在不同温度状态下的冷却水循环控制，发动机水冷却回路散热器散热控制和两个水循环回路的通断切换控制。

优选的，所述水泵的两侧面分别连接有第一导管和第二导管，所述第一导管远离水泵的一端与发动机本体固定相连，并且第二导管远离水泵的一端与水箱固定相连。

该系统控制方法为：当第一温度传感器感应水箱水温过高时，此时电控单元ECU收到第一温度传感器响应的值，控制散热器中风扇启动冷却，由第一电磁阀和第二电磁阀联动控制，依次通过第二电磁阀、第四连接管、散热器、第一连接管、第一电磁阀，由发动机机中流出的冷却水，经第一导管、水泵、第二导管流回水箱。

当动力电池上的第二温度传感器感应动力电池温度过低时，此时电控单元ECU收到第二温度传感器响应的值，调解第一电磁阀和第二电磁阀通路，此时散热器与发动机及电磁阀通路闭路，通过第二连接管、环绕式高温水管路，第三连接管、水箱、第二导管、水泵、第一导管，发动机与第一电磁阀，然后流入第二连接管；使得发动机本体冷却水经高温水管路循环，利用发动机本体冷却水加热动力电池；

当动力电池温度上升至理想工作温度时，再由动力电池上的第二温度传感器感应动力电池温度，传至电控单元ECU，经电控单元ECU控制调解第一电磁阀和第二电磁阀，使发动机本体冷却水路循环变换。

优选的，动力电池理想工作温度的上下限值由具体实车采用电池的实验特性进行标定。发动机冷却开启的温度限值由实车采用发动机的最佳工作温度上限值决定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该混合动力汽车动力电池低温加热系统，具有发动机自动水冷却和动力电池自动加温的功能，根据第一温度传感器和第二温度传感器感应到的温度变换，并且经过系统控制和调节后，使发动机自动水冷却和动力电池自动加温之间的通路能够进行可循环的调控，从而有效的节约了混合动力汽车的能源。同时能在低温环境中将电池加热到理想温度，有利于使电池工作在最佳性能温度点，既保护动力电池，亦充分发挥混合动力汽车电能驱动节油的优势。

附图说明

图1为本发明原理结构示意图；

图2为本发明控制信号示意图。

图中：1发动机本体、2水泵、3水箱、4第一温度传感器、5动力电池、6第二温度传感器、7环绕式高温水管路、8散热器、9第一连接管、10第一电磁阀、11第二连接管、12第三连接管、13第二电磁阀、14第四连接管、15电控单元ECU、16风扇、17第一导管、18第二导管。

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。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种混合动力汽车动力电池低温加热系统，包括发动机本体1，发动机本体1通过水泵2与其一侧设有的水箱3固定相连，并且水箱3的内部设置有第一温度传感器4，汽车中部设置有动力电池5，动力电池5的内部设置有第二温度传感器6，并且动力电池5的外表面设置有环绕式高温水管路7，发动机本体1的上侧设置有散热器8，散热器8通过第一连接管9与发动机本体1连通，并且第一连接管9上设置有第一电磁阀10，第一电磁阀10通过第二连接管11与环绕式高温水管路7的一端连通，环绕式高温水管路7的另一端通过第三连接管12与水箱3连通，并且第三连接管12上设置有第二电磁阀13，第二电磁阀13通过第四连接管14与散热器8固定相连；第一电磁阀10与所述第二电磁阀13皆为三位三通电磁阀。

第一温度传感器4和第二温度传感器6均电连接有电控单元ECU15，电控单元ECU15与水泵2、散热器8、第一电磁阀10和第二电磁阀13电连接，分别用于实现在不同温度状态下的冷却水循环控制，发动机水冷却回路散热器散热控制和两个水循环回路的通断切换控制。

本发明的工作原理和工作过程为：当动力电池5上的第二温度传感器6感应电池温度处于理想状态时(温度范围在15～50度)，发动机本体1散热由水箱3内的第一温度传感器4感应水箱3水温上升，当第一温度传感器4感应水箱3水温过高时(超过90度)，此时电控单元ECU15收到第一温度传感器4响应的值，控制散热器8中风扇16启动冷却，由第一电磁阀10和第二电磁阀13联动控制，依次通过第二电磁阀13、第四连接管14、散热器8、第一连接管9、第一电磁阀10，由发动机机1中流出的冷却水，经第一导管17、水泵2、第二导管18流回水箱3；

当动力电池5上的第二温度传感器6感应动力电池5温度过低时(低于15以下)，此时电控单元ECU15收到第二温度传感器6响应的值，调解第一电磁阀10和第二电磁阀13通路，此时散热器与发动机及电磁阀通路闭路，通过第二连接管11、环绕式高温水管路7，第三连接管12、水箱3、第二导管18、水泵2、第一导管17，发动机1与第一电磁阀10，然后流入第二连接管11；使得发动机本体1冷却水经高温水管路循环，利用发动机本体1冷却水加热动力电池5。

当动力电池5温度上升至理想工作温度时(本发明的一个实施例的理想工作温度是50度)，再由动力电池5上的第二温度传感器6感应动力电池5温度，传至电控单元ECU15，经电控单元ECU15控制调解第一电磁阀10和第二电磁阀13，使发动机本体1冷却水路循环变换，并且系统中的电控单元ECU15具备故障自诊断和保护功能，当系统产生故障时，它还能自动记录故障代码并采用保护措施，并从上述的固有程序中读取替代程序来维持发动机本体1以及系统中其他器件的运转。

综上，本发明公开了一种混合动力汽车动力电池低温加热系统及控制方法，包括发动机本体，发动机本体的上侧设置有散热器，散热器通过第一导管与发动机本体连通，发动机本体通过水泵与其一侧设有的水箱固定相连，水箱的内部设置有第一温度传感器，水箱通过第四连接管与散热器连接，构成发动机冷却回路。汽车中部设置有动力电池，动力电池的内部设置有第二温度传感器，动力电池的外表面设置有环绕式高温水管路，环绕式高温水管路的一端经过第一电磁阀连通发动机本体，另一端通过第二电磁阀与水箱连通，构成电池加温回路。该混合动力汽车动力电池低温加热系统，具有发动机自动水冷却和动力电池自动加温的功能，并使发动机自动水冷却和动力电池自动加温之间的通路能够进行可循环的调控，从而在低温环境中将电池加热到理想温度，有利于使电池工作在最佳性能温度点，既保护动力电池，亦充分发挥混合动力汽车电能驱动节油的优势。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种混合动力汽车动力电池低温加热系统，包括发动机本体(1)，其特征在于：所述发动机本体(1)通过水泵(2)与其一侧设有的水箱(3)固定相连，并且水箱(3)处设置有第一温度传感器(4)，汽车中部设置有动力电池(5)，所述动力电池(5)的内部设置有第二温度传感器(6)，并且动力电池(5)的外表面设置有环绕式高温水管路(7)，所述发动机本体(1)的上侧设置有散热器(8)，所述散热器(8)通过第一连接管(9)与发动机本体(1)连通，并且第一连接管(9)上设置有第一电磁阀(10)，所述第一电磁阀(10)通过第二连接管(11)与环绕式高温水管路(7)的一端连通，所述环绕式高温水管路(7)的另一端通过第三连接管(12)与水箱(3)连通，并且第三连接管(12)上设置有第二电磁阀(13)，所述第二电磁阀(13)通过第四连接管(14)与散热器(8)固定相连；所述第一电磁阀(10)与所述第二电磁阀(13)皆为三位三通电磁阀；

所述第一温度传感器(4)和第二温度传感器(6)均电连接有电控单元ECU(15)，所述电控单元ECU(15)分别与水泵(2)、散热器(8)、电磁阀(10)和电磁阀(13)电连接，分别用于实现在不同温度状态下的冷却水循环控制，发动机水冷却回路散热器散热控制和两个水循环回路的通断切换控制。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车动力电池低温加热系统，其特征在于：所述散热器(8)的内部设置有风扇(16)，所述风扇(16)与电控单元ECU(15)相连。

3.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车动力电池低温加热系统，其特征在于：所述水泵(2)的两侧面分别连接有第一导管(17)和第二导管(18)，所述第一导管(17)远离水泵(2)的一端与发动机本体(1)固定相连，并且第二导管(18)远离水泵(2)的一端与水箱(3)固定相连。

4.一种混合动力汽车动力电池低温加热系统控制方法，其特征在于：

当第一温度传感器(4)感应水箱(3)水温过高时，此时电控单元ECU(15)收到第一温度传感器(4)响应的值，控制散热器(8)中风扇(16)启动冷却，由第一电磁阀(10)和第二电磁阀(13)联动控制，依次通过第二电磁阀(13)、第四连接管(14)、散热器(8)、第一连接管(9)、第一电磁阀(10)，由发动机本体(1)中流出的冷却水，经第一导管(17)、水泵(2)、第二导管(18)流回水箱(3)；

当动力电池(5)上的第二温度传感器(6)感应动力电池(5)温度过低时，此时电控单元ECU(15)收到第二温度传感器(6)响应的值，调整第一电磁阀(10)和第二电磁阀(13)通路，此时散热器与发动机及电磁阀通路闭路，通过第二连接管(11)、环绕式高温水管路(7)，第三连接管(12)、水箱(3)、第二导管(18)、水泵(2)、第一导管(17)，发动机本体(1)与第一电磁阀(10)，然后流入第二连接管(11)；使得发动机本体(1)冷却水经高温水管路(7)循环，利用发动机本体(1)冷却水加热动力电池(5)；

当动力电池(5)温度上升至理想工作温度时，再由动力电池(5)上的第二温度传感器(6)感应动力电池(5)温度，传至电控单元ECU(15)，经电控单元ECU(15)控制调整第一电磁阀(10)和第二电磁阀(13)，使发动机本体(1)冷却水路循环变换。