CN105633508B - 电池系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池系统及其控制方法，该电池系统包括：电池包，电池包上设有换热管路，且换热管路的至少一部分位于电池包内；换热介质循环组件，换热介质循环组件包括循环管路和用于驱动循环管路内的换热介质流动的驱动件；用于改变换热管路内的换热介质的循环方向的换向装置，换向装置分别与循环管路和换热管路相连；换热组件，换热组件设在电池包的上方，且换热组件与换热管路相连。根据本发明的电池系统，可以快速有效地对电池包进行降温或加热，另外，将换热组件设在电池包的上方，换热组件的布置位置较高，可以有效地避免水、泥等进入到换热组件内，从而提高了换热组件的稳定性，减少换热介质的故障率，增加换热介质的使用寿命。

Description

电池系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及储能装置技术领域，特别涉及一种电池系统以及该电池系统的控制方法。

背景技术

相关技术的电池系统，半导体、散热器、抽风机设置在电池下方，对于电池包布置在地板下车型，空间要求较大。因散热器、抽风机布置位置较低，易导致散热器与抽风机内进水、溅泥，影响系统性能或损坏系统。半导体设置在电池下方，可能引起上部电池与下部电池散热性能不一致，上、下部电池存在温度差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明在于提出一种电池系统，可以提高稳定性。

本发明还提出了该电池系统的一种控制方法。

根据本发明的电池系统，包括：电池包，所述电池包上设有换热管路，且所述换热管路的至少一部分位于所述电池包内；换热介质循环组件，所述换热介质循环组件包括循环管路和用于驱动所述循环管路内的换热介质流动的驱动件；用于改变换热管路内的换热介质的循环方向的换向装置，所述换向装置分别与所述循环管路和所述换热管路相连；换热组件，所述换热组件设在所述电池包的上方，且所述换热组件与所述换热管路相连。

根据本发明的电池系统，通过换向装置来改变换热管路内的换热介质循环方向，可以提高换热介质的换热效果，可以快速有效地对电池包进行降温或加热，另外，将换热组件设在电池包的上方，换热组件的布置位置较高，可以有效地避免水、泥等进入到换热组件内，从而提高了换热组件的稳定性，减少换热介质的故障率，增加换热介质的使用寿命。

另外，根据本发明上述的电池系统，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述换热管路具有第一接口和第二接口,所述循环管路具有第三接口和第四接口，所述换向装置具有第五接口、第六接口、第七接口和第八接口，所述第五接口与所述第一接口连通，所述第六接口与所述第二接口连通，所述第七接口与所述第三接口连通，所述第八接口与所述第四接口连通，所述换向装置内设有在使所述第五接口与所述第八接口连通且第六接口与所述第七接口连通的第一位置和使所述第五接口与所述第七接口连通且第六接口与所述第八接口连通的第二位置之间可移动的换向元件。

根据本发明的一个实施例，所述换向元件按预定频率在第一位置和第二位置之间切换。

根据本发明的一个实施例，所述换向装置包括第一管路、第二管路和换向元件，所述第一管路的两端分别与所述换热管路连通，所述第二管路的两端分别与所述循环管路连通，所述第一管路和所述第二管路相互连通且交叉布置，所述换向元件为可旋转地设在所述第一管路和所述第二管路的交叉位置的内部的板体，且所述板体的旋转轴分别与所述所述第一管路的轴线和第二管路的轴线垂直。

根据本发明的一个实施例，所述驱动件为风机或第一水泵。

根据本发明的一个实施例，所述驱动件为第一水泵，所述换热介质循环组件还包括第一水箱，所述第一水箱串联在所述循环管路上。

根据本发明的一个实施例，所述换热介质循环组件设在所述电池包的上方。

根据本发明的一个实施例，所述换热组件包括半导体制冷制热器、第一换热件和第二换热件，所述第一换热件设在所述半导体制冷制热器的朝向所述换热管路的一侧，且第一换热件与所述换热管路相连，所述第一换热件用于所述半导体制冷制热器的一端和所述换热管路内的循环介质之间进行换热，所述第二换热件设在所述半导体制冷制热器背离所述换热管路的一侧，所述第二换热件用于对所述半导体制冷制热器的另一端进行散热。

根据本发明的一个实施例，所述第一换热件为设在所述换热管路内的第一散热片，且所述第一换热件内和/或所述第一换热件与所述换热管路之间形成有用于换热介质流通的通道。

根据本发明的一个实施例，所述换热组件还包括与所述第二换热件相对用于对所述第二换热件进行散热的散热风机。

根据本发明的一个实施例，所述换热组件还包括用于对第二换热件进行散热的第二水箱和第二水泵，所述第二水箱、所述第二水泵与所述第二换热件串联。

本发明另一方面还提出了一种电池系统的控制方法，所述电池系统为根据本发明前述实施例所述的电池系统，所述方法包括：读取所述电池包内的温度，并判断该温度是否在电池包的正常工作温度范围内，如果电池包的温度在正常温度范围内则继续检测电池包温度；如果电池包的温度大于正常工作温度范围的最大阈值，则控制换热组件对所述换热管路制冷并启动换热介质循环组件，周期性地切换换向装置的状态以周期性地改变换热管路内的换热介质的循环方向，并同时继续检测电池包温度；如果电池包的温度小于正常工作温度范围的最小阈值，则控制换热组件对所述换热管路制热并启动换热介质循环组件，周期性地切换换向装置的状态以周期性地改变换热管路内的换热介质的循环方向，并同时继续检测电池包温度。从而可以使得电池包的温度始终均匀的维持在正常工作温度范围内，使电池包维持在较优的工作环境下，提高能源的转换输出效率和效果，不仅可以提高电池包工作的稳定性，而且还可以提高电池包的使用寿命。

根据本发明的一个实施例，如果电池包的温度大于正常工作温度范围的最大阈值，则换热组件对所述换热管路制冷；如果电池包的温度小于正常工作温度范围的最小阈值，则换热组件对所述换热管路制热。

根据本发明的一个实施例，所述换热管路具有第一接口和第二接口,所述循环管路具有第三接口和第四接口，所述换向装置具有第五接口、第六接口、第七接口和第八接口，所述第五接口与所述第一接口连通，所述第六接口与所述第二接口连通，所述第七接口与所述第三接口连通，所述第八接口与所述第四接口连通，所述换向装置内设有在使所述第五接口与所述第八接口连通且第六接口与所述第七接口连通的第一位置和使所述第五接口与所述第七接口连通且第六接口与所述第八接口连通的第二位置之间可移动的换向元件，所述换向元件按预定频率在第一位置和第二位置之间切换以周期性地改变换热管路内的换热介质的循环方向。

附图说明

图1是本发明一个实施例的电池系统的示意图。

图2是本发明一个实施例的电池系统的一种循环方式示意图。

图3是本发明一个实施例的电池系统的另一种循环方式示意图。

图4是本发明另一个实施例的电池系统的示意图。

图5是本发明一个实施例的电池系统的换热组件的第一种状态示意图。

图6是本发明一个实施例的电池系统的换热组件的第二种状态示意图。

图7是本发明一个实施例的电池系统的控制器连接结构示意图。

图8是本发明一个实施例的电池系统的控制方法的流程示意图。

附图标记：

电池系统100，

电池包1，电池组11，换热管路101，第一接口A1，第二接口A2，

换热介质循环组件2，驱动件21，第一水箱22，循环管路201，第三接口A3，第四接口A4，

换向装置3，第五接口A5，第六接口A6，第七接口A7，第八接口A8，第一管路31，第二管路32，换向元件33，

换热组件4，半导体制冷制热器41，第一换热件42，第二换热件43，散热风机44，第二水箱45，第二水泵46。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本发明实施例的电池系统100。

如图1所示，根据本发明实施例的电池系统100，包括：电池包1、换热介质循环组件2、换向装置3和换热组件4。

具体而言，电池包1上设有换热管路101，且换热管路101的至少一部分位于所述电池包内。换热介质循环组件2包括循环管路201和驱动件21，驱动件21用于驱动循环管路201内的换热介质流动。换向装置3用于改变换热管路101内的换热介质的循环方向，换向装置3分别与循环管路201和换热管路101相连。换热组件4设在电池包1的上方，且换热组件4与换热管路101相连。

根据本发明实施例的电池系统100，通过换向装置来改变换热管路内的换热介质循环方向，可以提高换热介质的换热效果，可以快速有效地对电池包进行降温或加热，另外，将换热组件4设在电池包1的上方，换热组件4的布置位置较高，可以有效地避免水、泥等进入到换热组件4内，从而提高了换热组件4的稳定性，减少换热介质的故障率，增加换热介质的使用寿命。

本发明将电池包冷却及加热装置独立于电池包外，对电池包布置空间无影响，电池包与换热组件之间依靠热传导介质(换热气体或换热液体)传热，通过换热组件对热传导介质冷却或加热达到对电池包冷却或加热的目的，通过设计介质流动通道、改变介质流动方向等方式降低电池包散热不均匀性，从而控制电池包内的温度一致性。

其中，本发明的换热管路穿插在电池包1的内部，优选地，本发明的电池包1包括多个电池组，可以使多个电池组均间隔布置形成所述的换热管路，或者在电池组之间设置供冷却介质循环的管道。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，换热管路101具有第一接口A1和第二接口A2,循环管路201具有第三接口A3和第四接口A4，换向装置3具有第五接口A5、第六接口A6、第七接口A7和第八接口A8。第五接口A5与第一接口A1连通；第六接口A6与第二接口A2连通；第七接口A7与第三接口A3连通；第八接口A8与第四接口A4连通。换向装置3内设有在第一位置和第二位置之间可移动的换向元件33，换向元件33在所述第一位置时第五接口A5与第八接口A8连通且第六接口A6与第七接口A7连通；换向元件33在所述第二位置时第五接口A5与第七接口A7连通且第六接口A6与第八接口A8连通。从而使得换向装置3的结构简单，换向方便，进一步地使电池系统100内换热均匀，在需要通过换向装置3改变换热管路101内的换热介质的流动方向时，可以通过换向装置3快速的调节，提高了换向装置3的响应效率，便于电池系统100的控制。

换向元件33周期性地在第一位置和第二位置之间切换，也就是说，换向元件33按预定频率在第一位置和第二位置之间切换。从而提高电池包各处温度的均匀性。

具体而言，换向元件33可以以每5分钟一次的频率在第一位置和第二位置之间切换。本领域普通技术人员可以理解地是，换向元件33的切换频率可以根据实际使用情况进行调节，上述对换向元件33的切换频率的描述不能理解为对本发明保护范围的限制。

进一步地，换向装置3包括第一管路31、第二管路32和换向元件33，第一管路31和第二管路32相互连通且交叉布置，换向元件为可旋转地设在第一管路31和第二管路32的交叉位置的内部的板体，且板体的旋转轴分别与第一管路31的轴线和第二管路32的轴线垂直。因此，通过转动板体(即换向元件33)即可快速的改变换热管路101内的换热介质的流向，进一步地使换向装置3的控制方便。

进一步地，第一管路31的两端分别与换热管路101连通，第二管路32的两端分别与循环管路201连通。具体而言，参照前述实施例，第一管路31的两端形成所述的第五接口A5和第六接口A6，第二管路32的两端形成所述的第七接口A7和第八接口A8。

另外，本发明的换向装置还可以为传统技术中的换向阀等。

如图4所示，在本发明的一些实施例中，驱动件21为第一水泵，所述的换热介质为水等液体，通过第一水泵驱动换热介质流动，从而实现电池包1的快速换热，以便于对电池包1快速的制热或制冷，使电池包保持在良好的运行环境，增加电池包的使用寿命。

另外，如图4所示，为了方便水等液体的循环换热，可以在循环管路201上串联第一水箱22，也就是说，将第一水泵和第一水箱22通过循环管路201串联到一起，进一步地提高换热效果。

如图1所示，在本发明的另一些实施例中，驱动件21为风机，也就是说，通过风机驱动介质气流流动，从而通过气流循环来实现换热，使电池包1保持在一个良好的运行环境下。

优选地，如图1至图4所示，换热介质循环组件2设在所述电池包1的上方。将换热介质循环组件2与电池包1内的换热管路101分离，简化了电池系统100的结构，而且位于上方的换热介质循环组件2可以减少飞溅的水、泥等介质的侵蚀，提高使用寿命。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，换热组件4包括半导体制冷制热器41、第一换热件42和第二换热件43，第一换热件42设在半导体制冷制热器41的朝向换热管路101的一侧(即如图1所示半导体制冷制热器41的下侧)，且第一换热件42与换热管路101相连，第一换热件42用于半导体制冷制热器41的一端和换热管路101内的循环介质之间进行换热。第二换热件43设在半导体制冷制热器41背离换热管路101的一侧(即如图1所示半导体制冷制热器41的上侧)，第二换热件43用于对半导体制冷制热器41的另一端进行散热。通过半导体制冷制热器41可以实现电池系统100制冷和制热的功能，简化了电池系统100的结构，而且半导体制冷制热器41的制冷制热效果好，有效地保证了电池包1的运行环境。

另外，半导体制冷制热器41通过第一换热件42与换热管路101内的换热进行换热。需要理解的是，半导体制冷制热器41连接有电源，通过改变半导体制冷制热器41的电流流向即可实现制冷或制热。举例而言，如果在电流以第一预定方向导通半导体制冷制热器41时，半导体制冷制热器41连接第一换热件42的一侧制热，则在电流以与第一预定方向相反的第二预定方向导通半导体制冷制热器41时，半导体制冷制热器41连接第一换热件42的一侧制冷。

其中，所述的第一预定方向与所述第二预定方向使根据半导体制冷制热器41的性质决定的，具体而言，半导体制冷制热器41具有第一换热端和第二换热端，在电源以不同的方向流过半导体制冷制热器41时，第一换热端在制冷和制热两种状态下切换，且第二换热端在制热和制冷两种状态下切换，其中，第一换热端和第二换热端的制冷制热的状态相反，也就是说，在第一换热端制热时，第二换热端制冷，反之亦然。

当然，本发明的换热组件4也可以为现有技术中的其它换热装置，例如将制冷或制热装置组合起来形成的换热装置。除非有特殊说明，本发明以包括有半导体制冷制热器41的换热装置为例进行说明，但是不能理解为本发明的换热装置只能是包括有半导体制冷制热器的换热装置。

有利地，如图1所示，第一换热件42为设在换热管路101内的第一散热片，且第一换热件42内和/或第一换热件42与换热管路101之间形成有用于换热介质流通的通道。具体而言，至少包括如下三种情形：

1、第一换热件42内形成有用于换热介质流通的通道；

2、第一换热件42的至少一部分与换热管路101间隔开形成用于换热介质流通的通道；

3、第一换热件42内形成有用于换热介质流通的通道，且第一换热件42的至少一部分与换热管路101间隔开形成用于换热介质流通的通道。

因此，将第一换热件42直接放置到换热管路101内，可以提高第一换热件42与换热管路101内的换热介质的换热效率，从而使换热效率高，而且还可以方便快速地对电池包1进行制热或制冷。此外，通过设置第一换热件42的形状和位置，使得放置于换热管路101内的第一散热片不会影响到换热管路101内的介质流通。

如图1所示，本发明的第二换热件43可以通过气流循环进行散热，以便于通过气流流动带走第二换热件43的热量，提高换热组件4的换热效率。具体而言，换热组件4还包括与第二换热件43相对的散热风机44，散热风机44用于对第二换热件43进行散热。散热风机44的出风端可以与第二换热件43相对或背离，从而加速第二换热件43上及其周围的气流流动，增加第二换热件43的换热效率。

当然，本发明的第二换热件43还可以采用其它的形式进行散热，例如通过液体循环来实现第二换热件43的换热，具体而言，如图4所示，换热组件4还包括用于对第二换热件43进行散热的第二水箱45和第二水泵46，第二水箱45、第二水泵46与第二换热件43串联。因此，通过第二水泵46的驱动作用，使水等液体循环流动来带走第二换热件43上的热量。

下面参照附图详细描述本发明一个具体实施例的电池系统。

如图1至图8所示，本发明的电池系统包括半导体热电冷却器(TEC，即Thermoelectric Cooler)、第一散热片(即第一换热件42)、第二散热片(即第二换热件43)、散热风机44、换热管路101、循环风扇(即循环风扇)、电控风门(即换向元件33)、电池包1组成。其中，所述的半导体热电制冷器即前述的半导体制冷制热器41。该电池系统100通过与半导体紧密贴合的第一散热片冷却或加热流经换热管路101的空气，换热管路101与循环风扇及电池包1形成密闭的空间，循环风扇运转可驱动换热管路101与循环风扇及电池包1形成密闭的空间内的空气内循环流动。换热管路101内经第一散热片冷却或加热的空气在循环过程中可以冷却或加热电池包1内的电池组11，从而达到电池包1冷却或加热的作用。

如图7所示，本装置由电源管理器采集电池包1内电池组11的温度，根据采集到的电池包温度信息控制本半导体电动汽车电池包冷却及加热装置的控制器。控制器接受电源管理器发出的电池包是否需冷却或加热的指令控制半导体TEC电源是否接通、接通电源的极性。控制器控制散热风机44、循环风扇的开启与关闭，控制器还需控制电控风门的位置来控制进风模式。

本发明还提出了一种电池系统的控制方法，所述电池系统为根据本发明前述实施例所述的电池系统，所述方法包括：读取所述电池包内的温度，并判断该温度是否在电池包的正常工作温度范围内，如果电池包的温度在正常温度范围内则继续检测电池包温度；如果电池包的温度大于正常工作温度范围的最大阈值，则控制换热组件对所述换热管路制冷并启动换热介质循环组件，周期性地切换换向装置的状态以周期性地改变换热管路内的换热介质的循环方向，并同时继续检测电池包温度；如果电池包的温度小于正常工作温度范围的最小阈值，则控制换热组件对所述换热管路制热并启动换热介质循环组件，周期性地切换换向装置的状态以周期性地改变换热管路内的换热介质的循环方向，并同时继续检测电池包温度。从而可以使得电池包的温度始终均匀的维持在正常工作温度范围内，使电池包维持在较优的工作环境下，提高能源的转换输出效率和效果，不仅可以提高电池包工作的稳定性，而且还可以提高电池包的使用寿命。

在本发明的一些实施例中，如果电池包的温度大于正常工作温度范围的最大阈值，则换热组件对所述换热管路制冷；如果电池包的温度小于正常工作温度范围的最小阈值，则换热组件对所述换热管路制热。

优选地，所述换热管路具有第一接口和第二接口,所述循环管路具有第三接口和第四接口，所述换向装置具有第五接口、第六接口、第七接口和第八接口，所述第五接口与所述第一接口连通，所述第六接口与所述第二接口连通，所述第七接口与所述第三接口连通，所述第八接口与所述第四接口连通，所述换向装置内设有在使所述第五接口与所述第八接口连通且第六接口与所述第七接口连通的第一位置和使所述第五接口与所述第七接口连通且第六接口与所述第八接口连通的第二位置之间可移动的换向元件，所述换向元件按预定频率在第一位置和第二位置之间切换以周期性地改变换热管路内的换热介质的循环方向。

下面参照附图详细描述本发明一个具体实施例的电池系统的控制方法。

如图8所示，是一种电池系统100冷却及加热装置控制流程图。当该装置系统上电后，电源管理器读取电池包1内的温度T，判断该温度是否在电池包的正常工作温度[T1，T2]范围内。

若电池包1温度T在正常工作温度[T1，T2]范围内，则电源管理器继续监控电池包温度T。

若电池包1温度T＞T2，则电源管理器向控制器发送电池包冷却命令，控制器接收到该命令后接通半导体TEC电源极性至电池包冷却状态。如图5，半导体TEC紧密贴合第一散热片的一端为冷端，流经换热管路101的电池包1引出的热空气经冷的第一散热片冷却后再进入电池包。控制器同时需开启内循环风扇、散热风机44。控制器先控制电控风门至电池包1左侧进风模式，如图2所示。经过一段时间t1后，控制器控制电控风门至电池包1右侧进风模式，如图3所示。经过一段时间t2后，电源管理器判断电池包1内的温度T是否在正常工作温度[T1，T2]范围内，若T＞T2，则控制器控制电控风门至电池包1左侧进风模式，如图2所示。经过一段时间t1后，控制器控制电控风门至电池包1右侧进风模式，如图3所示。经过一段时间t2后，电源管理器判断电池包1内的温度T是否在正常工作温度[T1，T2]范围内，依此循环直至电池包1内的温度T是在正常工作温度[T1，T2]范围内，控制器关闭半导体TEC电源、关闭内循环风扇、关闭散热风机44，源管理器继续监控电池包温度T。若电池包1内的温度T＜T1，则进入电池包加热模式。

若电池包1温度T＜T1，则电源管理器向控制器发送电池包加热命令，控制器接收到该命令后接通半导体TEC电源极性至电池包加热状态。如图6，半导体TEC紧密贴合第一散热片的一端为热端，流经换热管路101的电池包引出的冷空气经热的第一散热片加热后再进入电池包。控制器同时需开启内循环风扇、散热风机44。控制器先控制电控风门至电池包1左侧进风模式，如图2所示。经过一段时间t3后，控制器控制电控风门至电池包1右侧进风模式，如图3所示。经过一段时间t4后，电源管理器判断电池包1内的温度T是否在正常工作温度[T1，T2]范围内，若T＜T1，则控制器控制电控风门至电池包1左侧进风模式，如图2所示。经过一段时间t3后，控制器控制电控风门至电池包1右侧进风模式，如图3所示。经过一段时间t4后，电源管理器判断电池包1内的温度T是否在正常工作温度[T1，T2]范围内，依此循环直至电池包1内的温度T是在正常工作温度[T1，T2]范围内，控制器关闭半导体TEC电源、关闭内循环风扇、关闭散热风机44，源管理器继续监控电池包温度T。若电池包1内的温度T＞T2，则进入电池包冷却模式。

如图2、图3所示，在内部循环风扇风向不可变换的条件下，通过电控风门位置可以实现电池包1左侧进风模式或右侧进风模式，从而变换电池包1内的空气循环方向。在电池包加热或冷却时，周期变换电池包1的进风模式，可以防止因电池包内循环空气温度递变导致的电池包1内的温度不均匀，提高电池包1内的多个电池组11的温度一致性。

如图5、图6所示，可以通过变换半导体TEC电源极性，冷却或加热换热管路101内的散热器2，从而冷却或加热流经换热管路101的电池包1内循环空气，实现电池包1内电池组的冷却或加热。冷却时，半导体制冷制热器41紧密贴合的第二换热件43为热端，其热量由散热风机44散发，以防止热端过热。加热时，半导体制冷制热器41紧密贴合的第二换热件43为冷端，散热风机44可防止冷端过冷。

如图4所示，是一种改进型半导体电动汽车电池包冷却及加热装置，该改进型装置将热传导介质由气体变为液体，可提高传热效率。该装置将原装置散热风机44替换为第二水箱45、第二水泵46、水管。将原装置内循环风扇替换为水泵，原换热管路101替换为水管，原电控风门替换为电控水阀，回路上增加第一水箱，电池包1内部增加紧贴电池组11的可导热管路。

本发明将电池包冷却及加热装置独立于电池包外，对电池包布置空间无影响，电池包与冷却加热装置之间依靠热传导介质空气或液体传热，通过对介质冷却或加热达到对电池包冷却的目的，通过设计介质流动通道、改变介质流动的方式可以降低电池包散热不均匀性，从而控制电池包内电池组的温度一致性。

根据本发明实施例的电池包的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种电池系统，其特征在于，包括：

电池包，所述电池包上设有换热管路，且所述换热管路的至少一部分位于所述电池包内；

换热介质循环组件，所述换热介质循环组件包括循环管路和用于驱动所述循环管路内的换热介质流动的驱动件；

用于改变换热管路内的换热介质的循环方向的换向装置，所述换向装置分别与所述循环管路和所述换热管路相连；

换热组件，所述换热组件设在所述电池包的上方，且所述换热组件与所述换热管路相连。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述换热管路具有第一接口和第二接口,所述循环管路具有第三接口和第四接口，所述换向装置具有第五接口、第六接口、第七接口和第八接口，所述第五接口与所述第一接口连通，所述第六接口与所述第二接口连通，所述第七接口与所述第三接口连通，所述第八接口与所述第四接口连通，所述换向装置内设有在使所述第五接口与所述第八接口连通且第六接口与所述第七接口连通的第一位置和使所述第五接口与所述第七接口连通且第六接口与所述第八接口连通的第二位置之间可移动的换向元件。

3.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于，所述换向元件按预定频率在第一位置和第二位置之间切换。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述换向装置包括第一管路、第二管路和换向元件，所述第一管路的两端分别与所述换热管路连通，所述第二管路的两端分别与所述循环管路连通，所述第一管路和所述第二管路相互连通且交叉布置，所述换向元件为可旋转地设在所述第一管路和所述第二管路的交叉位置的内部的板体，且所述板体的旋转轴分别与所述第一管路的轴线和第二管路的轴线垂直。

5.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述驱动件为风机或第一水泵。

6.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述驱动件为第一水泵，所述换热介质循环组件还包括第一水箱，所述第一水箱串联在所述循环管路上。

7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的电池系统，其特征在于，所述换热介质循环组件设在所述电池包的上方。

8.根据权利要求1、2、3、5或6所述的电池系统，其特征在于，所述换热组件包括半导体制冷制热器、第一换热件和第二换热件，所述第一换热件设在所述半导体制冷制热器的朝向所述换热管路的一侧，且第一换热件与所述换热管路相连，所述第一换热件用于所述半导体制冷制热器的一端和所述换热管路内的循环介质之间进行换热，所述第二换热件设在所述半导体制冷制热器背离所述换热管路的一侧，所述第二换热件用于对所述半导体制冷制热器的另一端进行散热。

9.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于，所述第一换热件为设在所述换热管路内的第一散热片，且所述第一换热件内和/或所述第一换热件与所述换热管路之间形成有用于换热介质流通的通道。

10.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于，所述换热组件还包括与所述第二换热件相对用于对所述第二换热件进行散热的散热风机。

11.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于，所述换热组件还包括用于对所述第二换热件进行散热的第二水箱和第二水泵，所述第二水箱、所述第二水泵与所述第二换热件串联。

12.一种电池系统的控制方法，所述电池系统为根据权利要求1-11中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述方法包括：

检测所述电池包内的温度，并判断该温度是否在电池包的正常工作温度范围内；

当电池包的温度位于电池包的正常工作温度范围以外，则换热组件对所述换热管路换热并启动换热介质循环组件，周期性地切换换向装置的状态以周期性地改变换热管路内的换热介质的循环方向，并同时继续检测电池包温度；

当电池包的温度位于电池包的正常工作温度范围以内，则换热组件停止对所述换热管路换热并关闭换热介质循环组件。

13.如权利要求12所述的电池系统的控制方法，其特征在于，如果电池包的温度大于正常工作温度范围的最大阈值，则换热组件对所述换热管路制冷；如果电池包的温度小于正常工作温度范围的最小阈值，则换热组件对所述换热管路制热。

14.如权利要求12或13所述的电池系统的控制方法，其特征在于，所述换热管路具有第一接口和第二接口,所述循环管路具有第三接口和第四接口，所述换向装置具有第五接口、第六接口、第七接口和第八接口，所述第五接口与所述第一接口连通，所述第六接口与所述第二接口连通，所述第七接口与所述第三接口连通，所述第八接口与所述第四接口连通，所述换向装置内设有在使所述第五接口与所述第八接口连通且第六接口与所述第七接口连通的第一位置和使所述第五接口与所述第七接口连通且第六接口与所述第八接口连通的第二位置之间可移动的换向元件，所述换向元件按预定频率在第一位置和第二位置之间切换以周期性地改变换热管路内的换热介质的循环方向。