CN106654449B - 一种电池包散热控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池包散热控制系统，包括电池包、风扇、散热片、水泵及控制模块；所述风扇安装于所述电池包的一侧，所述散热片安装于所述电池包内并开设冷却液的流动通道；所述水泵与所述散热片相连接并能够带动所述散热片内的冷却液进行循环运动；所述控制模块能够实时监测所述电池包的内部温度(T1)与外界环境温度(T2)并控制所述风扇及所述水泵的转速。本发明增加控制模块，对电池包进行热管理，能够有效控制电池包的内部温度，并减少了能量浪费。

Description

一种电池包散热控制系统
【技术领域】
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池包散热控制系统。
【背景技术】
电池包作为电动汽车上装载有电池组的主要储能元件，是电动汽车的关键部件，直接影响到电动汽车的良好性能。由于车辆上的装载空间有限，车辆所需电池数目较大，电池均为紧密排列连接。电池组在充放电时产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行环境温度复杂多变。如果电动汽车电池组在高温下得不到及时通风散热，将会降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响电池的安全性与可靠性，并降低使用寿命。
现有电池包通过风扇及散热片等散热装置来降低电池运行的温度环境，但风扇、能够带动散热片内冷却液循环流动的水泵只有启动与停止工作两种状态，在常年满负荷的工作情况下，大大缩短了使用寿命，同时造成了能量浪费。鉴于此，实有必要提供一种电池包散热控制系统以克服以上缺陷。
【发明内容】
本发明提出一种对电池包进行热管理、有效控制电池包的内部温度且减少能量浪费的电池包散热控制系统。
本发明提供一种电池包散热控制系统，包括电池包、风扇、散热片、水泵及控制模块；所述风扇安装于所述电池包的一侧，所述散热片安装于所述电池包内并开设冷却液的流动通道；所述水泵与所述散热片相连接并能够带动所述散热片内的冷却液进行循环运动；所述控制模块能够实时监测所述电池包的内部温度(T1)与外界环境温度(T2)并控制所述风扇及所述水泵的转速；
接通电源后，所述控制模块及所述风扇立即启动，且所述风扇启动后转速为Rimin；所述控制模块根据实时监测到的T1的大小控制调节所述风扇的转速：T1<Timin时，所述风扇的转速保持在Rimin；当T1从Timin升至Tihigh时，所述风扇的转速从Rimin匀速升至Rihigh；当T1≥Tifull时，所述风扇的转速为Rifull；当Tihigh<T1<Tifull时，所述风扇的转速为Rihigh；其中，Timin<Tihigh<Tifull，Rimin<Rihigh<Rifull；
所述控制模块根据公式温度值T3＝(T1+T2)/2*C计算得出T3，其中，C是大小介于0.6-1.5之间的常数；T3>Tehigh时，所述水泵启动且转速为Rehigh；当T3从Tehigh降至Temin时，所述水泵的转速从Rehigh匀速降至Remin；当T3<Temin时，所述水泵的转速为Remin；当T3<Testop时，所述水泵停止工作；其中，Testop≤Temin<Tehigh，Remin<Rehigh。
在一个优选实施方式中，所述Timin、Tihigh及Tifull分别为30℃、45℃及55℃。
在一个优选实施方式中，所述控制模块通过T1的变化调节给所述风扇供电的电源的占空比来控制所述风扇的转速，30℃时的占空比为60％，45℃时的占空比为90％，55℃时的占空比为100％。
在一个优选实施方式中，所述Temin、Tehigh及Testop分别为35℃、45℃及35℃。
在一个优选实施方式中，当T3低于Testop并维持3min后，所述水泵停止工作。
在一个优选实施方式中，C等于1。
本发明提供的电池包散热控制系统，增加控制模块实时监测电池包的内部温度及外界环境温度并按照一定的标准调整风扇与水泵的转速，不仅提高了散热装置的使用寿命，也减少了能量浪费。
【附图说明】
图1为本发明提供的电池包散热控制系统的原理示意图。
图2为图1所示的电池包散热控制系统的控制模块调节风扇转速的步骤。
图3为图1所示的电池包散热控制系统的风扇转速与电池包的内部温度之间的关系。
图4为图1所示的电池包散热控制系统的控制模块调节水泵转速的步骤。
图5为图1所示的电池包散热控制系统的水泵转速与电池包的内部温度及外界环境温度之间的关系。
【具体实施方式】
请参考图1，本发明提供一种电池包散热控制系统，包括电池包、风扇、散热片、水泵及控制模块。
具体地，所述风扇安装于所述电池包的一侧，能够加速空气流动，达到降低所述电池包内部温度的目的。所述散热片安装于所述电池包内，且内部开设冷却液的流动通道，通过冷却液的循环流动带走所述电池包内的热量。所述水泵与所述散热片相连接并能够带动冷却液在所述散热片内进行循环运动。可以理解的，在正常工作范围内，所述风扇的转速越大，散热效果越好；所述水泵的转速越大，散热片内的冷却液循环速度越大，散热效果越好。因此，可以通过控制风扇及水泵的转速来调节散热能力。
所述控制模块能够实时监测所述电池包的内部温度(T1)与外界环境温度(T2)并控制所述风扇及所述水泵的转速。可以理解的，所述控制模块能够根据预先设定的程序，接收并分析T1及T2，然后发出指令调节所述风扇及所述水泵的转速。
请参考图2及图3，接通电源后，所述控制模块及所述风扇立即启动，且所述风扇启动后转速为Rimin；所述控制模块实时监测T1并比较T1与Timin、Tihigh及Tifull之间的大小关系。当T1<Timin时，通过所述控制模块控制所述风扇保持低速运转，转速为Rimin；当T1从Timin升至Tihigh时，通过所述控制模块控制所述风扇的转速从Rimin匀速升至Rihigh；当T1≥Tifull时，通过所述控制模块控制所述风扇全速运转，转速为Rifull；当Tihigh<T1<Tifull时，通过所述控制模块控制所述风扇保持高速运转，转速为Rihigh。具体地，Timin、Tihigh及Tifull为存储于所述控制模块中的预设温度值，Rimin、Rihigh及Rifull为存储于所述控制模块中的预设风扇转速；且Timin、Tihigh及Tifull之间的大小关系为Timin<Tihigh<Tifull，Rimin、Rihigh及Rifull之间的大小关系为Rimin<Rihigh<Rifull。本实施方式中，Timin、Tihigh及Tifull分别设定为30℃、45℃及55℃。
在电源接通时，所述风扇一直处于工作状态，所述控制模块通过T1的变化调节给所述风扇供电的电源的占空比来控制所述风扇的转速。本实施方式中，30℃时的占空比为60％，45℃时的占空比为90％，55℃时的占空比为100％。
请参考图4及图5，接通电源后，所述水泵并不会立即启动，等待所述控制模块的分析结果。具体地，所述控制模块根据公式温度值T3＝(T1+T2)/2*C计算得出T3，其中，C是大小介于0.6-1.5之间的常数。当T3>Tehigh时，通过所述控制模块控制所述水泵启动且转速为Rehigh；当T3从Tehigh降至Temin时，通过所述控制模块控制所述水泵的转速从Rehigh匀速降至Remin；当T3<Temin时，通过所述控制模块控制所述水泵转为低速运转，转速为Remin；当T3<Testop时，通过所述控制模块控制所述水泵停止工作。具体地，Testop、Temin及Tehigh为存储于所述控制模块中的预设温度值，Remin与Rehigh为存储于所述控制模块中的预设水泵转速；且Testop、Temin及Tehigh之间的大小关系为Testop≤Temin<Tehigh，Remin与Rehigh之间的大小关系为Remin<Rehigh。进一步地，当T3低于Testop并维持一段时间后，所述水泵才会停止工作。
本实施方式中，C值取1，即T3＝(T1+T2)/2；所述Temin、Tehigh及Testop分别设定为35℃、45℃及35℃；当T3低于35℃并维持3min后，所述控制模块控制所述水泵停止工作。
本发明提供的电池包散热控制系统，增加控制模块实时监测电池包的内部温度及外界环境温度并按照一定的标准调整风扇与水泵的转速，不仅提高了散热装置的使用寿命，也减少了能量浪费。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施局限于这些说明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电池包散热控制系统，其特征在于：包括电池包、风扇、散热片、水泵及控制模块；所述风扇安装于所述电池包的一侧，所述散热片安装于所述电池包内并开设冷却液的流动通道；所述水泵与所述散热片相连接并能够带动所述散热片内的冷却液进行循环运动；所述控制模块能够实时监测所述电池包的内部温度T1与外界环境温度T2并控制所述风扇及所述水泵的转速；接通电源后，所述控制模块及所述风扇立即启动，且所述风扇启动后转速为Rimin；所述控制模块根据实时监测到的T1的大小控制调节所述风扇的转速：T1<Timin时，所述风扇的转速保持在Rimin；当T1从Timin升至Tihigh时，所述风扇的转速从Rimin匀速升至Rihigh；当T1≥Tifull时，所述风扇的转速为Rifull；当Tihigh<T1<Tifull时，所述风扇的转速为Rihigh；其中，Timin<Tihigh<Tifull，Rimin<Rihigh<Rifull；所述控制模块根据公式温度值T3＝(T1+T2)/2*C计算得出T3，其中，C是大小介于0.6-1.5之间的常数；T3>Tehigh时，所述水泵启动且转速为Rehigh；当T3从Tehigh降至Temin时，所述水泵的转速从Rehigh匀速降至Remin；当T3<Temin时，所述水泵的转速为Remin；当T3<Testop时，所述水泵停止工作；其中，Testop≤Temin<Tehigh，Remin<Rehigh。
2.如权利要求1所述的电池包散热控制系统，其特征在于：所述Timin、Tihigh及Tifull分别为30℃、45℃及55℃。
3.如权利要求2所述的电池包散热控制系统，其特征在于：所述控制模块通过T1的变化调节给所述风扇供电的电源的占空比来控制所述风扇的转速，30℃时的占空比为60％，45℃时的占空比为90％，55℃时的占空比为100％。
4.如权利要求1所述的电池包散热控制系统，其特征在于：所述Temin、Tehigh及Testop分别为35℃、45℃及35℃。
5.如权利要求1所述的电池包散热控制系统，其特征在于：当T3低于Testop并维持3min后，所述水泵停止工作。
6.如权利要求1所述的电池包散热控制系统，其特征在于：C等于1。
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