CN105680115A - 一种车辆用电池温控系统及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆用电池温控系统，包括依次串联成冷却回路的水泵、散热器、电池包，可在散热器、电池包之间增设有附加加热装置的液液换热器，使用时，散热器根据其进、出水口的即时温度控制散热功率以对电池包降温，还可由电池控制器根据电池包的即时温度控制加热装置对流经液液换热器的冷却水加热，进而对电池包升温。本设计不仅调控能力较强，能对电池包进行升温与降温，而且温控及时、能源利用率较高。

Description

一种车辆用电池温控系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种车用电池温控设备，属于汽车领域，尤其涉及一种车辆用电池温控系统及其使用方法，具体适用于在提高温控及时性的基础上，增加升温功能。
背景技术
随着节能减排政策的大力推广，新能源汽车事业迎来了前所未有的发展机遇。但一些关键零部件的开发和设计还存在不足，有待改善，其中就包含新能源车辆的动力源之一——电池。一般动力电池理想的工作温度约在25℃–40℃之间，传统的使用风冷冷却的效率很低，难以满足极端工况下电池工作温度的要求。
中国专利，申请公布号为CN102013504A，申请公布日为2011年4月13日的发明专利申请公开了一种质子交换膜燃料电池测试平台温度控制系统及控制方法，包括燃料电池堆、与燃料电池堆连接的板式换热器、循环水箱、循环水泵、电磁阀和温控仪，电磁阀串接在外循环冷却水进水管路与板式换热器的外循环水端的进水口之间连接的管路中，电磁阀的电控部分与温控仪电连接。虽然该设计能够通过散热器对电池组进行液体冷却，效果好于风冷，但其决定冷却程度的依据是冷却水箱冷却水检测温度与设定温度间的温差，而检测到温度高于设定值后再调节外循环水流量来控制冷却水温，水温控制存在一定的滞后，会降低温控效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的温控滞后的缺陷与问题，提供一种温控及时的车辆用电池温控系统及其使用方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种车辆用电池温控系统，包括水泵、散热器与电池包，所述水泵的出水口与散热器的进水口相通，散热器的出水口与电池包的进水口相通，电池包的出水口与水泵的进水口相通；
所述车辆用电池温控系统还包括进水口温度传感器、出水口温度传感器与散热器控制器，所述进水口温度传感器近散热器的进水口设置，出水口温度传感器近散热器的出水口设置，进水口温度传感器、出水口温度传感器均与散热器控制器的信号输入端相连接，散热器控制器的信号输出端与散热器相连接。
所述车辆用电池温控系统还包括驱动电机，该驱动电机的进水口与电池包的出水口相通，驱动电机的出水口与水泵的进水口相通。
所述车辆用电池温控系统还包括液液换热器、电池温度传感器与电池控制器，所述液液换热器的进水口与散热器的出水口相通，液液换热器的出水口与电池包的进水口相通，且在液液换热器上连接有加热装置；所述电池温度传感器与电池控制器的信号输入端相连接，电池控制器的信号输出端与加热装置相连接。
所述加热装置包括尿素罐加热系统与电磁阀，所述尿素罐加热系统经加热水管与液液换热器构成一个封闭的液体回路，加热水管上设置有一个电磁阀，该电磁阀的信号输入端与电池控制器的信号输出端相连接。
一种上述车辆用电池温控系统的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
水泵、散热器、电池包依次由冷却水流通管道串联成一个回路，在冷却水流动时，进水口温度传感器对散热器进水口的温度进行即时检测，出水口温度传感器对散热器出水口的温度进行即时检测，且进水口温度传感器、出水口温度传感器将其检测的温度值传递给散热器控制器以对散热器进行控制；
当出水口温度传感器检测到的温度值大于设定值时，散热器控制器控制散热器开启散热，以降低散热器出水口处冷却水的温度，从而降低电池包的温度；当进水口温度传感器检测到的温度与出水口温度传感器检测到的温度之间的差值大于设定值时，散热器控制器控制散热器加大散热功率，以使散热器出水口处冷却水的温度值达到要求。
所述散热器内设置有散热风扇；
所述散热器控制器控制散热器开启散热是指：散热器控制器控制散热风扇开始转动以进行散热；
所述散热器控制器控制散热器加大散热功率是指：散热器控制器控制散热风扇加大其转速，以加大散热功率。
所述车辆用电池温控系统还包括液液换热器、电池温度传感器与电池控制器，所述液液换热器的进水口与散热器的出水口相通，液液换热器的出水口与电池包的进水口相通，且在液液换热器上连接有加热装置；所述电池温度传感器与电池控制器的信号输入端相连接，电池控制器的信号输出端与加热装置相连接；
水泵、散热器、液液换热器、电池包依次由冷却水流通管道串联成一个回路，在冷却水流动时，电池温度传感器对电池包的温度进行即时检测，并将检测到的温度值传递给电池控制器以控制加热装置；当电池温度传感器检测到电池包的温度低于设定值时，电池控制器控制加热装置对流经液液换热器的冷却水进行加热，从而对从液液换热器流向电池包的冷却水进行加热，进而升高电池包的温度。
所述加热装置包括尿素罐加热系统与电磁阀，所述尿素罐加热系统经加热水管与液液换热器构成一个封闭的液体回路，加热水管上设置有一个电磁阀，该电磁阀的信号输入端与电池控制器的信号输出端相连接；
所述电池控制器控制加热装置对流经液液换热器的冷却水进行加热是指：先由电池控制器控制电磁阀开启，由尿素罐加热系统分支出的发动机循环水流经液液换热器，从而对流经液液换热器的冷却水进行加热，进而升高电池包的温度，直至电池温度传感器检测到电池包的温度值高于设定温度时，电池控制器控制电磁阀关闭，停止加热。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种车辆用电池温控系统及其使用方法中，增设有进水口温度传感器、出水口温度传感器与散热器控制器，使用时，进水口温度传感器对散热器的进水口温度进行即时检测，出水口温度传感器对散热器的出水口温度行即时检测，散热器控制器同时采集进、出水口的即时温度值，当进出水口温差大于设定值时加快风扇转速、加大散热量，冷却水在流经散热器之前就对散热量进行了调节，流到电池包的冷却水温控不存在滞后，温控及时。因此，本发明不仅温控及时，而且见效快。
2、本发明一种车辆用电池温控系统及其使用方法中，在散热器与电池包之间增设有液液换热器，液液换热器上连接有加热装置，且在电池包上设置有电池温度传感器与电池控制器，使用时，电池控制器根据电池温度传感器所检测的温度对加热装置进行控制，从而加热流经液液换热器的冷却水的温度，进而提高电池包的温度，使得本设计不仅能够对电池包降温，还能对电池包进行升温，拓宽了调控范围。因此，本发明的调控能力较强，不仅能降温电池包，而且能升温电池包。
3、本发明一种车辆用电池温控系统及其使用方法中，液液换热器加热水管与尿素罐加热管路并联，液液换热器加热水管上设置有一个电磁阀，电磁阀的信号输入端与电池控制器的信号输出端相连接，使用时，电池控制器对电磁阀进行控制以开启液体加热回路，从而对流经液液换热器的冷却水进行加热，充分利用了发动机循环水，省去了额外的能源消耗。因此，本发明的能源利用率较高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中实施例1的结构示意图。
图中：水泵1、散热器2、散热风扇21、电池包3、电池控制器31、电池温度传感器32、散热器控制器4、进水口温度传感器41、出水口温度传感器42、驱动电机5、液液换热器6、加热装置7、尿素罐加热系统71、电磁阀72、加热水管73、冷却水流通管道8。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1与图2，一种车辆用电池温控系统及其使用方法，包括水泵1、散热器2与电池包3，所述水泵1的出水口与散热器2的进水口相通，散热器2的出水口与电池包3的进水口相通，电池包3的出水口与水泵1的进水口相通；
所述车辆用电池温控系统还包括进水口温度传感器41、出水口温度传感器42与散热器控制器4，所述进水口温度传感器41近散热器2的进水口设置，出水口温度传感器42近散热器2的出水口设置，进水口温度传感器41、出水口温度传感器42均与散热器控制器4的信号输入端相连接，散热器控制器4的信号输出端与散热器2相连接。
所述车辆用电池温控系统还包括驱动电机5，该驱动电机5的进水口与电池包3的出水口相通，驱动电机5的出水口与水泵1的进水口相通。
所述车辆用电池温控系统还包括液液换热器6、电池温度传感器32与电池控制器31，所述液液换热器6的进水口与散热器2的出水口相通，液液换热器6的出水口与电池包3的进水口相通，且在液液换热器6上连接有加热装置7；所述电池温度传感器32与电池控制器31的信号输入端相连接，电池控制器31的信号输出端与加热装置7相连接。
所述加热装置7包括尿素罐加热系统71与电磁阀72，所述尿素罐加热系统71经加热水管73与液液换热器6构成一个封闭的液体回路，加热水管73上设置有一个电磁阀72，该电磁阀72的信号输入端与电池控制器31的信号输出端相连接。
一种上述车辆用电池温控系统的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
水泵1、散热器2、电池包3依次由冷却水流通管道8串联成一个回路，在冷却水流动时，进水口温度传感器41对散热器2进水口的温度进行即时检测，出水口温度传感器42对散热器2出水口的温度进行即时检测，且进水口温度传感器41、出水口温度传感器42将其检测的温度值传递给散热器控制器4以对散热器2进行控制；
当出水口温度传感器42检测到的温度值大于设定值时，散热器控制器4控制散热器2开启散热，以降低散热器2出水口处冷却水的温度，从而降低电池包3的温度；当进水口温度传感器41检测到的温度与出水口温度传感器42检测到的温度之间的差值大于设定值时，散热器控制器4控制散热器2加大散热功率，以使散热器2出水口处冷却水的温度值达到要求。
所述散热器2内设置有散热风扇21；
所述散热器控制器4控制散热器2开启散热是指：散热器控制器4控制散热风扇21开始转动以进行散热；
所述散热器控制器4控制散热器2加大散热功率是指：散热器控制器4控制散热风扇21加大其转速，以加大散热功率。
所述车辆用电池温控系统还包括液液换热器6、电池温度传感器32与电池控制器31，所述液液换热器6的进水口与散热器2的出水口相通，液液换热器6的出水口与电池包3的进水口相通，且在液液换热器6上连接有加热装置7；所述电池温度传感器32与电池控制器31的信号输入端相连接，电池控制器31的信号输出端与加热装置7相连接；
水泵1、散热器2、液液换热器6、电池包3依次由冷却水流通管道8串联成一个回路，在冷却水流动时，电池温度传感器32对电池包3的温度进行即时检测，并将检测到的温度值传递给电池控制器31以控制加热装置7；当电池温度传感器32检测到电池包3的温度低于设定值时，电池控制器31控制加热装置7对流经液液换热器6的冷却水进行加热，从而对从液液换热器6流向电池包3的冷却水进行加热，进而升高电池包3的温度。
所述加热装置7包括尿素罐加热系统71与电磁阀72，所述尿素罐加热系统71经加热水管73与液液换热器6构成一个封闭的液体回路，加热水管73上设置有一个电磁阀72，该电磁阀72的信号输入端与电池控制器31的信号输出端相连接；
所述电池控制器31控制加热装置7对流经液液换热器6的冷却水进行加热是指：先由电池控制器31控制电磁阀72开启，由尿素罐加热系统71分支出的发动机循环水流经液液换热器6，从而对流经液液换热器6的冷却水进行加热，进而升高电池包3的温度，直至电池温度传感器32检测到电池包3的温度值高于设定温度时，电池控制器31控制电磁阀72关闭，停止加热。
本发明的原理说明如下：
（一）、降温电池包：
本发明中由散热器对流经其的冷却水进行降温，从而对整个冷却水流通管道中的冷却水进行降温，进而对流经电池包的冷却水进行降温，最终实现对电池包的降温。
降温的控制措施包括两个层次，由进水口温度传感器、出水口温度传感器检测的温度决定，当进水口温度传感器检测到的温度值大于设定值时，散热器控制器控制散热器开启散热，这个是基础操作，在其之上，再当进水口温度传感器检测到的温度与出水口温度传感器检测到的温度之间的差值大于设定值时，说明降温效果不够，此时就需要散热器控制器控制散热器加大散热功率，以使散热器出水口处冷却水的温度值达到要求。
（二）、升温电池包：
本发明中由电池温度传感器、电池控制器、液液换热器与加热装置（可为尿素罐加热系统、电磁阀）对电池包进行升温，即在原本的冷却水流通管道中接入一个能影响冷却水温度的液液换热器，再由电池温度传感器对电池包的温度进行即时检测，一旦温度低于设定值，则发信息给电池控制器，再由电池控制器控制加热装置对液液换热器加热，从而升高冷却水的温度，进而对电池包升温。尤其当加热装置采用尿素罐加热系统为热源时，能够充分利用车上原有的发动机循环水，省去了额外的能源消耗，提高了车上能源的利用率，节省了成本。
实施例1：
结构上：参见图1与图2，一种车辆用电池温控系统及其使用方法，包括水泵1、散热器2、电池包3、进水口温度传感器41、出水口温度传感器42与散热器控制器4，所述水泵1的出水口与散热器2的进水口相通，散热器2的出水口与电池包3的进水口相通，电池包3的出水口与水泵1的进水口相通，进水口温度传感器41近散热器2的进水口设置，出水口温度传感器42近散热器2的出水口设置，进水口温度传感器41、出水口温度传感器42均与散热器控制器4的信号输入端相连接，散热器控制器4的信号输出端与散热器2相连接。
方法上：一种上述车辆用电池温控系统的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：水泵1、散热器2、电池包3依次由冷却水流通管道8串联成一个回路，在冷却水流动时，进水口温度传感器41对散热器2进水口的温度进行即时检测，出水口温度传感器42对散热器2出水口的温度进行即时检测，且进水口温度传感器41、出水口温度传感器42将其检测的温度值传递给散热器控制器4以对散热器2进行控制；当出水口温度传感器42检测到的温度值大于设定值时，散热器控制器4控制散热器2开启散热，以降低散热器2出水口处冷却水的温度，从而降低电池包3的温度；当进水口温度传感器41检测到的温度与出水口温度传感器42检测到的温度之间的差值大于设定值时，散热器控制器4控制散热器2加大散热功率，以使散热器2出水口处冷却水的温度值达到要求。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
结构上：所述车辆用电池温控系统还包括驱动电机5，该驱动电机5的进水口与电池包3的出水口相通，驱动电机5的出水口与水泵1的进水口相通。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
结构上：所述散热器2内设置有散热风扇21。
方法上：所述散热器控制器4控制散热器2开启散热是指：散热器控制器4控制散热风扇21开始转动以进行散热；所述散热器控制器4控制散热器2加大散热功率是指：散热器控制器4控制散热风扇21加大其转速，以加大散热功率。
实施例4：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
结构上：所述车辆用电池温控系统还包括液液换热器6、电池温度传感器32与电池控制器31，所述液液换热器6的进水口与散热器2的出水口相通，液液换热器6的出水口与电池包3的进水口相通，且在液液换热器6上连接有加热装置7；所述电池温度传感器32与电池控制器31的信号输入端相连接，电池控制器31的信号输出端与加热装置7相连接。
方法上：水泵1、散热器2、液液换热器6、电池包3依次由冷却水流通管道8串联成一个回路，在冷却水流动时，电池温度传感器32对电池包3的温度进行即时检测，并将检测到的温度值传递给电池控制器31以控制加热装置7；当电池温度传感器32检测到电池包3的温度低于设定值时，电池控制器31控制加热装置7对流经液液换热器6的冷却水进行加热，从而对从液液换热器6流向电池包3的冷却水进行加热，进而升高电池包3的温度。
实施例5：
基本内容同实施例4，不同之处在于：
结构上：所述加热装置7包括尿素罐加热系统71与电磁阀72，所述尿素罐加热系统71经加热水管73与液液换热器6构成一个封闭的液体回路，加热水管73上设置有一个电磁阀72，该电磁阀72的信号输入端与电池控制器31的信号输出端相连接。
方法上：所述电池控制器31控制加热装置7对流经液液换热器6的冷却水进行加热是指：先由电池控制器31控制电磁阀72开启，由尿素罐加热系统71分支出的发动机循环水流经液液换热器6，从而对流经液液换热器6的冷却水进行加热，进而升高电池包3的温度，直至电池温度传感器32检测到电池包3的温度值高于设定温度时，电池控制器31控制电磁阀72关闭，停止加热。

Claims (8)

1.一种车辆用电池温控系统，包括水泵（1）、散热器（2）与电池包（3），所述水泵（1）的出水口与散热器（2）的进水口相通，散热器（2）的出水口与电池包（3）的进水口相通，电池包（3）的出水口与水泵（1）的进水口相通，其特征在于：
所述车辆用电池温控系统还包括进水口温度传感器（41）、出水口温度传感器（42）与散热器控制器（4），所述进水口温度传感器（41）近散热器（2）的进水口设置，出水口温度传感器（42）近散热器（2）的出水口设置，进水口温度传感器（41）、出水口温度传感器（42）均与散热器控制器（4）的信号输入端相连接，散热器控制器（4）的信号输出端与散热器（2）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种车辆用电池温控系统，其特征在于：所述车辆用电池温控系统还包括驱动电机（5），该驱动电机（5）的进水口与电池包（3）的出水口相通，驱动电机（5）的出水口与水泵（1）的进水口相通。
3.根据权利要求1或2所述的一种车辆用电池温控系统，其特征在于：所述车辆用电池温控系统还包括液液换热器（6）、电池温度传感器（32）与电池控制器（31），所述液液换热器（6）的进水口与散热器（2）的出水口相通，液液换热器（6）的出水口与电池包（3）的进水口相通，且在液液换热器（6）上连接有加热装置（7）；所述电池温度传感器（32）与电池控制器（31）的信号输入端相连接，电池控制器（31）的信号输出端与加热装置（7）相连接。
4.根据权利要求3所述的一种车辆用电池温控系统，其特征在于：所述加热装置（7）包括尿素罐加热系统（71）与电磁阀（72），所述尿素罐加热系统（71）经加热水管（73）与液液换热器（6）构成一个封闭的液体回路，加热水管（73）上设置有一个电磁阀（72），该电磁阀（72）的信号输入端与电池控制器（31）的信号输出端相连接。
5.一种权利要求1所述的车辆用电池温控系统的使用方法，其特征在于所述使用方法包括以下步骤：
水泵（1）、散热器（2）、电池包（3）依次由冷却水流通管道（8）串联成一个回路，在冷却水流动时，进水口温度传感器（41）对散热器（2）进水口的温度进行即时检测，出水口温度传感器（42）对散热器（2）出水口的温度进行即时检测，且进水口温度传感器（41）、出水口温度传感器（42）将其检测的温度值传递给散热器控制器（4）以对散热器（2）进行控制；
当出水口温度传感器（42）检测到的温度值大于设定值时，散热器控制器（4）控制散热器（2）开启散热，以降低散热器（2）出水口处冷却水的温度，从而降低电池包（3）的温度；当进水口温度传感器（41）检测到的温度与出水口温度传感器（42）检测到的温度之间的差值大于设定值时，散热器控制器（4）控制散热器（2）加大散热功率，以使散热器（2）出水口处冷却水的温度值达到要求。
6.根据权利要求5所述的一种车辆用电池温控系统的使用方法，其特征在于：
所述散热器（2）内设置有散热风扇（21）；
所述散热器控制器（4）控制散热器（2）开启散热是指：散热器控制器（4）控制散热风扇（21）开始转动以进行散热；
所述散热器控制器（4）控制散热器（2）加大散热功率是指：散热器控制器（4）控制散热风扇（21）加大其转速，以加大散热功率。
7.根据权利要求5或6所述的一种车辆用电池温控系统的使用方法，其特征在于：
所述车辆用电池温控系统还包括液液换热器（6）、电池温度传感器（32）与电池控制器（31），所述液液换热器（6）的进水口与散热器（2）的出水口相通，液液换热器（6）的出水口与电池包（3）的进水口相通，且在液液换热器（6）上连接有加热装置（7）；所述电池温度传感器（32）与电池控制器（31）的信号输入端相连接，电池控制器（31）的信号输出端与加热装置（7）相连接；
水泵（1）、散热器（2）、液液换热器（6）、电池包（3）依次由冷却水流通管道（8）串联成一个回路，在冷却水流动时，电池温度传感器（32）对电池包（3）的温度进行即时检测，并将检测到的温度值传递给电池控制器（31）以控制加热装置（7）；当电池温度传感器（32）检测到电池包（3）的温度低于设定值时，电池控制器（31）控制加热装置（7）对流经液液换热器（6）的冷却水进行加热，从而对从液液换热器（6）流向电池包（3）的冷却水进行加热，进而升高电池包（3）的温度。
8.根据权利要求7所述的一种车辆用电池温控系统的使用方法，其特征在于：
所述加热装置（7）包括尿素罐加热系统（71）与电磁阀（72），所述尿素罐加热系统（71）经加热水管（73）与液液换热器（6）构成一个封闭的液体回路，加热水管（73）上设置有一个电磁阀（72），该电磁阀（72）的信号输入端与电池控制器（31）的信号输出端相连接；
所述电池控制器（31）控制加热装置（7）对流经液液换热器（6）的冷却水进行加热是指：先由电池控制器（31）控制电磁阀（72）开启，由尿素罐加热系统（71）分支出的发动机循环水流经液液换热器（6），从而对流经液液换热器（6）的冷却水进行加热，进而升高电池包（3）的温度，直至电池温度传感器（32）检测到电池包（3）的温度值高于设定温度时，电池控制器（31）控制电磁阀（72）关闭，停止加热。
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