CN105977576B - 一种用于电动汽车的蓄电池温度控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于电动汽车的蓄电池温度控制系统，包括蓄电池、风扇、风扇供电电路、启动单片机和风扇转速控制电路，所述蓄电池用于为蓄电池温度控制系统供电，所述风扇设置于蓄电池箱体内部，风扇输入端分别连接风扇供电电路和风扇转速控制电路，所述风扇供电电路包括三极管、继电器和若干电阻，风扇供电电路接收到启动单片机的风扇启动信号后，经过一电阻驱动三极管导通，继电器的RL线圈接通工作电压，常开触点导通，从而继电器吸合，自动导通电路为系统供电，所述风扇转速控制电路包括多个热敏电阻和控制芯片，本发明可根据蓄电池的温度，自调节风扇转速，从而稳定蓄电池温度。

Description

一种用于电动汽车的蓄电池温度控制系统
技术领域
本发明属于蓄电池的温度控制技术领域，具体涉及一种用于电动汽车的蓄电池温度控制系统。
背景技术
蓄电池在电动汽车动力系统等领域中，发挥着关键性作用。所以蓄电池的有效、安全、稳定运行直接影响到动力系统的使用性能。但是一方面蓄电池的工作电流较大，会产生很大热量，而另一方面蓄电池包又在一个相对封闭的环境中，这会导致电池温度显著上升以及各电池单体间温度的差异化急剧增大。电池温度的上升不仅会产生危险，还会加快蓄电池的寿命衰减的速度。另外电池单体间温度的差异化增大会造成电池模块、单体性能的不均衡，影响整个电池性能的一致性以及电池荷电状态估计的准确性，最终影响到动力系统的有效运行。所以如何有效低成本的对蓄电池降温成为电动汽车领域的一个关键性技术。
目前对蓄电池降温的方式主要有三种：风冷、水冷、相变降温。其中风冷因结构简单，成本较低，操作又方便，一直被大家所使用。风冷的具体方式分为风扇和空调两种，两种方式相对比来讲，风扇因其低成本成为对蓄电池降温的首选方式。但是由于传统的风扇控制只能单纯的开与关，无法根据温度自动控制风扇转速，实现温度的精确控制，从而制约了其发展。为了解决传统风扇温度不能自控的问题，我们研发出了一种风扇自调节控制系统，来实现对温度的精确控制。
发明内容
本发明针对传统风扇控制的不足，提出了一种温度自调节控制系统。可根据蓄电池组的温度高低来自动调节风扇的转速，以满足蓄电池在不同温度条件下的降温需求，保证蓄电池在最适宜的温度范围内工作，具有一定的实际应用价值。
针对上述现有技术的不足，本发明公开了一种用于电动汽车的蓄电池温度控制系统，包括蓄电池、风扇、风扇供电电路、启动单片机和风扇转速控制电路，所述蓄电池用于为蓄电池温度控制系统供电，所述风扇设置于蓄电池箱体内部，风扇输入端分别连接风扇供电电路和风扇转速控制电路，所述风扇供电电路包括三极管、继电器和若干电阻，风扇供电电路接收到启动单片机的风扇启动信号后，经过一电阻驱动三极管导通，继电器的RL线圈接通工作电压，常开触点导通，从而继电器吸合，自动导通电路为系统供电，所述风扇转速控制电路包括多个热敏电阻和控制芯片，多个热敏电阻固定于蓄电池表面或极柱上，多个热敏电阻分别连接至控制芯片，用于将检测温度反馈至控制芯片，所述控制芯片根据接收到的温度信号通过输出风扇控制信号脉冲波占空比以控制风扇的转速，所述风扇控制信号脉冲波的占空比由DC=FSDC+（T-FST）*DCSS/TS给出，其中DC为风扇控制信号脉冲波占空比，FSDC为风扇启动占空比，T为检测温度，FST为风扇起始温度，DCSS为占空比增益，TS为温度增益，FSDC、T、FST、DCSS和TS的初始数据均可根据实际降温需求设置。
作为本发明蓄电池温度控制系统的进一步改进，所述风扇供电电路还包括自恢复熔断器，用于防止电路短路烧毁电扇，其一端连接继电器，另一端连接蓄电池。
作为本发明蓄电池温度控制系统的进一步改进，所述控制芯片可以输出两路风扇控制信号脉冲波，用于同时控制两台风扇。
作为本发明蓄电池温度控制系统的进一步改进，当蓄电池的温度降到设定的阈值温度以下时，或者当风扇发生故障或超温时，所述控制芯片发出低电平信号而关闭风扇，使风扇停止转动。
作为本发明蓄电池温度控制系统的进一步改进，所述热敏电阻采用NTC。
作为本发明蓄电池温度控制系统的进一步改进，所述控制芯片采用MAX6615。
有益效果
1、本发明可根据蓄电池的温度，自调节风扇转速，从而稳定蓄电池温度。
2、一个风扇转速控制芯片可同时控制两台风扇，实现蓄电池多位置温度调节，使电池包各位置的温度达到均衡。
3、此种用于蓄电池降温的风扇自调节控制电路不仅可单独做成温度控制模块，也可绘制在电池管理系统电路板上，成为电池管理系统的一部分。
附图说明
图1为本发明电动汽车蓄电池温度控制系统的方框示意图，
图2为本发明电动汽车蓄电池温度控制系统的风扇供电电路，
图3为本发明电动汽车蓄电池温度控制系统的风扇转速控制电路，
图中标记：1、蓄电池，2、风扇供电电路，3、风扇，4、风扇转速控制电路，5、热敏电阻，6、控制芯片，7、启动单片机。
具体实施方式
为了使本发明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。
如图所示：本发明实施例提供一种用于电动汽车的蓄电池温度控制系统，包括蓄电池1、风扇3、风扇供电电路2、启动单片机7和风扇转速控制电路4，所述蓄电池1用于为蓄电池温度控制系统供电，所述风扇3设置于蓄电池1箱体内部，风扇3输入端分别连接风扇供电电路2和风扇转速控制电路4，所述风扇供电电路2包括三极管、继电器和若干电阻，风扇供电电路2接收到启动单片机7的风扇启动信号后，经过一电阻驱动三极管导通，继电器的RL线圈接通工作电压，常开触点导通，从而继电器吸合，自动导通电路为系统供电，所述风扇转速控制电路4包括多个热敏电阻5和控制芯片6，多个热敏电阻5固定于蓄电池1表面或极柱上，多个热敏电阻5分别连接至控制芯片6，用于将检测温度反馈至控制芯片6，所述控制芯片6根据接收到的蓄电池温度信号通过输出的风扇控制信号脉冲波占空比以控制风扇3的转速，所述风扇控制信号脉冲波的占空比由DC=FSDC+（T-FST）*DCSS/TS给出，其中DC为风扇控制信号脉冲波占空比，FSDC为风扇启动占空比，T为检测温度，FST为风扇起始温度，DCSS为占空比增益，TS为温度增益，FSDC、T、FST、DCSS和TS的初始数据均可根据实际降温需求设置，所述控制芯片6可以输出两路风扇控制信号脉冲波，用于同时控制两台风扇3，所述热敏电阻5采用NTC，所述控制芯片6采用MAX6615。
风扇供电电路2主要由继电器、三极管、自恢复熔断器等部件组成，接收到启动单片机7发出的风扇启动信号FAN_CTRL后，经过电阻R1驱动NPN三级管Q1导通，从而吸合继电器，RL线圈接通+5V工作电压，常开触点导通，FAN+与P+导通，输出高电平电压源，使风扇3进入工作状态，自恢复熔断器接入风扇供电电路2，以防止短路烧毁风扇3，其一端连接继电器，另一端连接蓄电池1。
风扇转速控制电路4主要由MAX6615、NTC、一些上拉电阻和电容组成，主要实现下面三个功能：
温度检测：在蓄电池1表面或极柱外部固定两个热敏电阻5温度传感器NTC1、NTC2，在热敏电阻5与MAX6615提供的基准电压间串接电阻R11、R12，当电压模拟信号输入TH1、TH2，此模拟电压信号经过MAX6615内置AD转换器转换成数字温度信号，其中AD转换器里面录入了热敏电阻5与温度的对应关系。
转速控制及反馈：MAX6615获得温度信号后，根据蓄电池1的温度输出风扇控制信号脉冲波的占空比来控制风扇3的转速。而风扇控制信号脉冲波由MAX6615引脚PWM1/PWM2发出，风扇控制信号脉冲波的占空比不同从而控制风扇3产生不同的转速。而风扇控制信号脉冲波的占空比又是根据检测到的蓄电池1温度来自动调节，参考公式：占空比DC=FSDC+（T-FST）*DCSS/TS，其中DC为风扇控制信号脉冲波的占空比，FSDC为风扇启动占空比，T为检测温度，FST为风扇起始温度，DCSS为占空比增益，TS为温度增益，初始数据均可根据实际降温需求设置。而风扇转速由图中的引脚TACH1/TACH2检测并记录的。图中的上拉电阻R6、R7、R8、R9可提高引脚驱动能力。
故障/超温控制：当蓄电池1的温度降到设定的阈值温度以下时，或当风扇3发生故障/超温时，引脚FAN_FAIL/OT发出低电平信号而关闭风扇3，使风扇3停止转动，上拉电阻R5、R10可提高引脚驱动能力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种用于电动汽车的蓄电池温度控制系统，其特征在于：包括蓄电池（1）、风扇（3）、风扇供电电路（2）、启动单片机（7）和风扇转速控制电路（4），所述蓄电池（1）用于为蓄电池温度控制系统供电，所述风扇（3）设置于蓄电池（1）箱体内部，风扇（3）输入端分别连接风扇供电电路（2）和风扇转速控制电路（4），所述风扇供电电路（2）包括三极管、继电器和若干电阻，风扇供电电路（2）接收到启动单片机（7）的风扇启动信号后，经过一电阻驱动三极管导通，继电器的RL线圈接通工作电压，常开触点导通，从而继电器吸合，自动导通电路为系统供电，所述风扇转速控制电路（4）包括多个热敏电阻（5）和控制芯片（6），多个热敏电阻（5）固定于蓄电池（1）表面或极柱上，多个热敏电阻（5）分别连接至控制芯片（6），用于将检测温度反馈至控制芯片（6），所述控制芯片（6）采用MAX6615，MAX6615获得温度信号后，所述控制芯片（6）根据接收到的温度信号通过输出风扇控制信号脉冲波占空比以控制风扇（3）的转速，而风扇控制信号脉冲波的占空比又是根据检测到的蓄电池（1）温度来自动调节，所述风扇控制信号脉冲波的占空比由DC=FSDC+（T-FST）*DCSS/TS给出，其中DC为风扇控制信号脉冲波占空比，FSDC为风扇启动占空比，T为检测温度，FST为风扇起始温度，DCSS为占空比增益，TS为温度增益，FSDC、T、FST、DCSS和TS的初始数据均能够根据实际降温需求设置，当蓄电池（1）的温度降到设定的阈值温度以下时，或者当风扇（3）发生故障或超温时，所述控制芯片（6）发出低电平信号而关闭风扇（3），使风扇（3）停止转动。
2.如权利要求1所述的蓄电池温度控制系统，其特征在于：所述风扇供电电路（2）还包括自恢复熔断器，用于防止电路短路烧毁风扇（3），其一端连接继电器，另一端连接蓄电池（1）。
3.如权利要求1所述的蓄电池温度控制系统，其特征在于：所述控制芯片（6）能够输出两路风扇控制信号脉冲波，用于同时控制两台风扇（3）。
4.如权利要求1所述的蓄电池温度控制系统，其特征在于：所述热敏电阻（5）采用NTC。
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