CN107256934B - 一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法 - Google Patents

一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107256934B
CN107256934B CN201710359772.8A CN201710359772A CN107256934B CN 107256934 B CN107256934 B CN 107256934B CN 201710359772 A CN201710359772 A CN 201710359772A CN 107256934 B CN107256934 B CN 107256934B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
cooler bin
battery pack
gasoline engine
cooling pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710359772.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107256934A (zh
Inventor
孙宝玉
段永利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENYANG ZHONGBEI VACUUM TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SHENYANG ZHONGBEI VACUUM TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENYANG ZHONGBEI VACUUM TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SHENYANG ZHONGBEI VACUUM TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201710359772.8A priority Critical patent/CN107256934B/zh
Publication of CN107256934A publication Critical patent/CN107256934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107256934B publication Critical patent/CN107256934B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法，将电池组安装在电池组内壳的空格内，通过冷却液换热，采用制冷压缩机制冷或加热，换热效率高，电池组温度可控，另外，还设计有汽油发电机，可以增加续航里程，电池组外壳用于冷却液的换热，在电池组内、外壳之间设置有隔热材料，隔热材料耐800℃以上高温，确保锂离子或镍氢电池电池不会燃烧，可以在低温和高温环境下正常工作。

Description

一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法
技术领域
本发明属于新能源汽车领域,特别是涉及一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法；本发明的系统和控制方法还可以用于其它需要使用充电电池的装置上，尤其是使用锂电池或镍氢电池的场合。
背景技术
近年来，石化能源紧缺和环境污染的双重压力下，大力发展新能源汽车可有效缓解这种局势，随着电动车的迅速发展，动力电池的性能成为电动车普及的关键，锂离子电池和镍氢电池是电动汽车关键零部件之一，其温度敏感性已成为制约电动汽车发展的瓶颈。高温下运行会加速电池的寿命衰减，恶化其安全性能，甚至发生着火、爆炸等安全事故。此外，电动汽车电池模块由大量的电池单体串并联组成，各单体的温度不一致性也会加速电池寿命的衰减。以动力电池中的锂离子动力电池为例，锂离子电池组的使用环境为-30℃～55℃，而当温度为-30℃～-10℃，锂离子电池放电容量不足其在25℃的50％，此时充电还会导致锂离子电池组发生不可逆损坏，甚至有安全隐患；当锂离子电池在高于55℃环境下使用又会大大减少其使用寿命。
锂离子动力电池在高温65℃以上充、放电时，电池气胀，造成电池失效或形成安全问题，而动力电池工作电流大，产热量大，需要快速把动力电池的热量传递散发出去，防止温度过高产生安全隐患；锂离子动力电池在低温条件下，车辆的启动性能会变差，因而纯电动汽车动力电池组需要保温或加温措施。目前高温散热及低温启动性能是电动汽车电源系统目前存在的主要问题之一。
电动汽车的使用环境复杂，可能面临较低的环境温度，比如我国的东北地区，冬季环境温度一般在-10摄氏度以下，甚至可能降至-30摄氏度，电动汽车很难在东北应用；而在华东、华南地区，夏季的环境温度有机会超过40摄氏度，会有电池和汽车烧毁的危险，影像着人们选择电动汽车。锂电池处于零下20度以下气温时，工作效率会大幅下降，这使得在北方严寒天气下，很多车辆启动困难，如果没有加装预热装置，其锂电池很难正常发挥功能。
发明内容
新能源汽车使用的电池组主要是锂电池和镍氢电池，无论是那种电池都受使用温度限制，温度低供电能力明显降低，甚至不能供电；当电池供电时，电池会产生热量，如果不及时将热量散出，会影响供电，严重时会烧毁电池，甚至烧毁汽车。本发明提供一种电池组温度可控、可以在低温和高温环境下工作、无汽车燃烧危险、带充电装置的电池组管理系统和控制方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种新能源汽车电池组管理系统，包括电池组管理系统包括电池组内壳、电池组外壳、隔热材料、内冷却箱、外冷却箱、冷却泵A、冷却泵B、冷却泵C以及一个以上的电池组；所述的电池组由2个以上的电池串联或并联组合而成；电池组内壳上有带底的空格,电池组放置在电池组内壳的空格内；电池组内壳的壁上设置有互相连通的孔道；内冷却箱与电池组内壳相连，形成一个整体；电池组内壳的壁上的孔道的两端分别与内冷却箱和设置在内冷却箱内的冷却泵A相通；电池组外壳的壁上设置有互相连通的孔道，电池组外壳的外侧设置有散热翅片；电池组外壳的壁上的互相连通的孔道的两端分别与外冷却箱和设置在外冷却箱内的冷却泵B相通；冷却泵C的进出口分别与外冷却箱和内冷却箱相通；电池组内壳设置在电池组外壳所包围的的腔内，在电池组内壳和电池组外壳之间设置有隔热材料。
所述的电池组内壳和电池组外壳的材料中含有铝合金或镁合金，隔热材料中含有不可燃的非金属纤维材料。
外冷却箱和内冷却箱之间还设置有连通管。外冷却箱与电池组外壳相连，形成一个整体。
电池组管理系统还包括电磁换向三通阀H和制冷压缩机；所述的内冷却箱内设置有换热器D，外冷却箱内设置有换热器E；换热器D的一根引出管与电磁换向三通阀H相通，换热器D的另一根引出管与换热器E的一根引出管相通，换热器E的另一根引出管也与电磁换向三通阀H相通；电磁换向三通阀H还与制冷压缩机相通；换热器D既能制冷也能制热。
所述的电池组管理系统还包括汽油发电机、电磁换向三通阀I和冷却泵J；在所述的内冷却箱内设置有换热器F和冷却泵K，外冷却箱内设置有换热器G；汽油发电机包括汽油机、电机和排气管；换热器F的引出管与电磁换向三通阀I相通，换热器G的引出管也与电磁换向三通阀I相通，电磁换向三通阀I还与汽油机的冷却引出管相通，在电磁换向三通阀I与汽油机的冷却引出管之间还连接有冷却泵J；冷却泵K的出水管与电机的冷却引出管相通。
电池组内壳内的相邻两个电池组之间有隔离带，隔离带与电池组内壳为差压铸造的整体，隔离带内部分布有孔道，隔离带内部的孔道与电池组内壳的壁上的孔道相通。
电池组外壳为带有底面的匣体，电池组外壳上的孔道和散热翅片均分布在电池组外壳的四个侧面中的三个侧面上，另一个侧面上设置有电风扇；所述的电池组外壳是采用差压铸造方法制成的。
所述的隔热材料由不可燃的陶瓷纤维制成；隔热材料粘附在电池组外壳内形成腔体；腔体可以承受800-1200℃温度，使电池组及电池组内壳的材料融化后不外泄。
汽油发电机的排气管上设置有尾气净化装置，尾气净化装置内含有金属网格材料。
一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法，主要包括：
（1）启动冷却泵A，当内冷却箱内冷却液的温度低于第一设定温度时，启动制冷压缩机，将电磁换向三通阀H转换到给换热器D加热的状态对内冷却箱内冷却液加热，当内冷却箱内冷却液温度达到第二设定温度时，停止制冷压缩机工作；
（2）当内冷却箱内冷却液温度高于第三设定温度时，启动冷却泵C；
（3）当内冷却箱内冷却液温度高于第四设定温度时，停止冷却泵C，启动制冷压缩机，将电磁换向三通阀H转换到给换热器D冷却的状态，对内冷却箱内冷却液进行冷却；
（4）当内冷却箱温度回复到第三设定温度时，停止制冷压缩机工作；
所述的第四设定温度高于第三设定温度，第三设定温度高于第二设定温度，第二设定温度高于第一设定温度；第一设定温度在-30℃至20℃范围内，第四设定温度在30℃至90℃范围内。
当将电磁换向三通阀H转换到给换热器D加热的状态对内冷却箱加热时，外冷却箱内的换热器E开始制热，启动冷却泵B对外冷却箱内的冷却液换热；当将电磁换向三通阀H转换到给换热器D制冷的状态对内冷却箱冷却时，外冷却箱内的换热器E开始制冷，启动冷却泵B对外冷却箱内的冷却液换热。
所述的控制方法还设置有选择开关,当选择开关选择为开, 电池组的温度低于第一设定温度, 电池组的电量低于第一设定电量时, 接通连接汽油发电机和电池组的电源开关，利用电池组的电能驱动汽油发电机的电机，电机再带动汽油机曲轴旋转，待汽油机转动正常后再将汽油发电机转换到发电模式，由汽油发电机给电池组充电；将电磁换向三通阀I转换到给换热器F加热的位置，启动冷却泵J对内冷却箱进行加热；第一设定电量的设定范围为电池组满载电量的90%以下。
当选择开关选择为开,电池组的温度高于第一设定温度，电池组的电量低于第二设定电量时，接通连接汽油发电机和电池组的电源开关，利用电池组的电能驱动汽油发电机的电机，电机再带动汽油机曲轴旋转，待到汽油机转动正常后再将汽油发电机转换到发电模式，由汽油发电机给电池组充电，将电磁换向三通阀I转换到与换热器G连通的位置，启动冷却泵J对发电机的汽油机散热；当电池组的电量高于第三设定电量时，停止发电机工作，之后停止冷却泵J工作；当发电机工作时，启动冷却泵K对发电机的电机壳进行冷却；所述的第二设定电量的设定范围为电池组满载电量的80%以下，第三设定电量的数值高于第三设定电量。
所述的内冷却箱内设置有液位计，当液位低于下限设定值时启动冷却泵C对内冷却箱补充冷却液，达到上限时停止；当内冷却箱内冷却液高于连通管时，多余的冷却液自动从连通管回流到外冷却箱内。
所述的第一设定温度在-20℃至15℃范围内，第四设定温度在50℃至70℃范围内。
为了提高电池组外壳的冷却能力，在电池组外壳上设置有风扇和导流装置，当冷却泵B工作时，安装在电池组外壳上的风扇启动工作。
本发明的有益效果：
1、本发明设计的新能源汽车电池组管理系统及控制方法能有效保证中作时的电池组的温度在有效的范围内，有利于提高电池组的效率，即使电池发生短路或者发生电池燃烧时，热量也不会传到电池组外壳外部，有效避免烧毁汽车和发生人身事故。
2、世界上很多地区的冬季气温低于零下10度，甚至低于零下20度，这时电池组的放电能力很低，影响汽车启动，与加装电辅助加热装置的电池组管理系统相比，本发明的加热耗电量只是电辅助加热的1/4至1/3；本发明还设置一套汽油发电机发电装置，气温低时，先启动汽油发电机发电，既可以给电池组充电，汽油机的热量又可以给电池组加热。
3、当长途旅行找不到充电设施时，汽油发电机充当应急充电电源为电池组充电，增加续航里程。
4、与普通汽车或混合动力汽车相比，本发明的汽油发电机功率小得多，一般为1/5至1/10，启动时由电机带动汽油机启动，运转正常后再转换到发电模式，汽油机恒功率输出，尾气排放稳定，易于尾气处理；在排气管道上设置有尾气净化器，尾气对环境污染很小。
5、电池组内壳和电池组外壳采用差压铸造工艺生产，避免冷却液渗入电池组或外渗，确保电池组可靠运行。
附图说明
图1是电池组管理系统原理图；
图2是电池组管理系统布置示意图；
图3是带发电机的电池组管理系统原理图。
图4是带独立外冷却箱的电池组管理系统原理图。
图5是带发电机和独立外冷却箱的电池组管理系统原理图。
在图中，1、电池组内壳，2、冷却泵A，3、换热器D，4、电池组外壳，5、冷却泵C，6、冷却泵B，7、换热器E，8、电磁换向三通阀H，9、制冷压缩机，10、隔热材料，11、电风扇，12、换热器F，13、冷却泵K，14、电磁换向三通阀I，15、冷却泵J，16、汽油机，17、电机，18、尾气净化装置，19、换热器G，20、独立外冷却箱，21、内冷却箱，22、外冷却箱，23、排气管。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明的显著效果。
实施例1
图1是本发明的一种实施方案原理图，电池组放置在电池组内壳1的空格内，电池组内壳1的侧壁和隔断上都设置有互相连通的孔道，内冷却箱21和电池组内壳1做成一个整体，由镁合金制造；内冷却箱21内设置有冷却泵A 2、换热器D 3；冷却泵A 2的排水管与电池组内壳1上的互相连通的孔道的一端相通，互相连通的孔道的另一端与内冷却箱21相通；电池组装在电池组内壳1的空格内，四周与电池组内壳1接触；当内冷却箱21装有冷却液时，启动冷却泵A 2即可对电池组内壳1进行换热，从而实现对电池组的加热和冷却；由设置在内冷却箱21内的换热器D 3、电磁换向三通阀H 8、制冷压缩机9和设置在外冷却箱22内的换热器E 7组成制冷和加热系统；启动制冷压缩机9，通过控制电磁换向三通阀H 8，当换热器D 3制冷时，换热器E 7制热，反之亦然；电池组外壳4壁上设置有互相连通的孔道，外侧设置有散热翅片；外冷却箱22与电池组外壳4相连，形成一个整体；设置在外冷却箱22内的冷却泵B6与电池组外壳4上的互相连通的孔道的一端相通，电池组外壳4上的互相连通的孔道的另一端与外冷却箱相通；启动冷却泵B 6，外冷却箱22内的冷却液即可在电池组外壳4上的互相连通的孔道内循环，通过电池组外壳4上的翅片对外冷却箱22内的冷却液换热；设置在外冷却箱22内的冷却泵C 5的进出口的一端与外冷却箱22相通，另一端与内冷却箱21相通，启动冷却泵C 5即可将外冷却箱22内的冷却液泵入内冷却箱21内，内冷却箱21与外冷却箱22之间设置有连通管，当内冷却箱21内冷却液的液面达到内冷却箱21与外冷却箱22连通管的高度时，内冷却箱21内的冷却液即可回流到外冷却箱22，由此实现内外冷却箱21的冷却液循环换热，当内冷却箱21的液面低于设定值时，冷却泵C 5还可以作为内冷却箱21的补液泵给内冷却箱21补充冷却液。
本实施方案的电池组外壳4与电池组内壳1的相对位置关系如图2所示，电池组外壳4设置在电池组内壳1的外部，在电池组内壳1和电池组外壳4之间设置有隔热材料10，隔热材料10由陶瓷纤维制成，粘附在电池组外壳4内形成保温腔体，该腔体可以承受800-1200℃温度，电池组及电池组内壳1融化后不外泄，阻燃和防止汽车燃烧；电池组外壳4为带有底面的匣体，电池组外壳4上的孔道和散热翅片均分布在电池组外壳4的四个侧面中的三个侧面上，另一个的侧面上设置有电风扇11，电风扇11的设置加快了散热翅片的热交换能力，根据外冷却箱22内的冷却液温度决定电风扇11的开关；电池组外壳4和外冷却箱22是一个整体，由铝镁合金采用真空差压铸造方法制成的；制冷压缩机9设置在内冷却箱21和外冷却箱22之间；当内冷却箱21内冷却液的温度低于第一设定温度时，启动制冷压缩机9，将电磁换向三通阀H 8转换到给换热器D 3加热的状态对内冷却箱21内冷却液加热，当内冷却箱21内冷却液温度达到第二设定温度时，停止制冷压缩机9工作；当内冷却箱21内冷却液温度高于第三设定温度时，启动冷却泵C 5；当内冷却箱21内冷却液温度高于第四设定温度时，停止冷却泵C 5，启动制冷压缩机9，将电磁换向三通阀H 8转换到给换热器D 3冷却的状态，对内冷却箱21内冷却液进行冷却；当内冷却箱21温度回复到第三温度时，停止制冷压缩机9工作；所述的第四设定温度的温度高于第三设定温度的温度，第三设定温度高于第二设定温度，第二设定温度高于第一设定温度；第一设定温度在-30℃至20℃范围内，第四设定温度在30℃至90℃范围内。
实施例2
图3是本发明的另一种实施方案原理图，本实施例是在实施例1的基础上增加了汽油发电机的设计,如图3所示，在实施例1的基础上增设汽油发电机、电磁换向三通阀I 14、冷却泵J 15；汽油发电机包括汽油机16、电机17和排气管23；在内冷却箱21内设置有换热器F 12、冷却泵K 13，在外冷却箱22内设置有换热器G 19，换热器F 12的引出管与电磁换向三通阀I 14相通，换热器G 19的引出管也与电磁换向三通阀I 14相通，电磁换向三通阀I 14还与汽油机16的冷却引出管相通，在电磁换向三通阀I 14与汽油机16的冷却引出管之间还连接有冷却泵J 15；冷却泵K 13的出水管与电机17冷却引出管相通；当电池组温度低时，将电磁换向三通阀I 14转换到汽油机16的冷却引出管与内冷却箱21内的换热器F 12相通的位置，在汽油发电机发电的同时，利用汽油机16发电产生的热量在冷却泵K 13的驱动下，给内冷却箱21的冷却液加热；与用制冷压缩机9制热相比，节省能源，有利于在低温地区应用，发电又能增加续航里程；当电池组温度高时，将电磁换向三通阀I 14转换到与外冷却箱22内的换热器G 19相通的位置，在冷却泵K 13的驱动下，通过外冷却箱22内的换热器G 19换热，对汽油机16进行冷却；与通用的风冷发动机相比，冷却稳定可靠；在电机17运行时，电机会产生热量，启动内冷却箱21内的冷却泵K 13，对电机17换热；为减少环境污染，汽油发电机启动时，利用电池组的电能驱动电机17，电机17再带动汽油机16的曲轴旋转，待到汽油机16转动正常后再将汽油发电机转换到发电模式，由汽油发电机给电池组充电；为进一步降低环境污染，在汽油发电机的排气管23上设置有尾气净化装置18，尾气净化装置18内含有金属网格材料。
实施例3
图4是本发明的另一种实施方案原理图，本实施例是在实施例1的基础上将外冷却箱与电池组外壳分开，设计成独立外冷却箱20；与实施例1相比，提高了电池组外壳内的空间利用率，外冷却箱也可以利用新能源汽车的其他水箱代替，节省费用，同时也降低了电池组外壳的成本。
实施例4
图5是本发明的另一种实施方案原理图，本实施例是在实施例2的基础上将外冷却箱与电池组外壳分开，设计成独立外冷却箱20；与实施例2相比，提高了电池组外壳内的空间利用率，外冷却箱也可以利用新能源汽车的其他水箱代替，节省费用，同时也降低了电池组外壳的成本。

Claims (13)

1.一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组管理系统包括电池组内壳、电池组外壳、隔热材料、内冷却箱、外冷却箱、冷却泵A、冷却泵B、冷却泵C以及一个以上的电池组；所述的电池组由2个以上的电池串联或并联组合而成；电池组内壳上有带底的空格,电池组放置在电池组内壳的空格内；电池组内壳的壁上设置有互相连通的孔道；内冷却箱与电池组内壳相连，形成一个整体；电池组内壳的壁上的孔道的两端分别与内冷却箱和设置在内冷却箱内的冷却泵A相通；电池组外壳的壁上设置有互相连通的孔道，电池组外壳的外侧设置有散热翅片；电池组外壳的壁上的互相连通的孔道的两端分别与外冷却箱和设置在外冷却箱内的冷却泵B相通；冷却泵C的进出口分别与外冷却箱和内冷却箱相通；电池组内壳设置在电池组外壳所包围的的腔内，在电池组内壳和电池组外壳之间设置有隔热材料；
外冷却箱和内冷却箱之间还设置有连通管；外冷却箱与电池组外壳相连，形成一个整体；电池组管理系统还包括电磁换向三通阀H和制冷压缩机；所述的内冷却箱内设置有换热器D，外冷却箱内设置有换热器E；换热器D的一根引出管与电磁换向三通阀H相通，换热器D的另一根引出管与换热器E的一根引出管相通，换热器E的另一根引出管也与电磁换向三通阀H相通；电磁换向三通阀H还与制冷压缩机相通；换热器D既能制冷也能制热。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组内壳和电池组外壳的材料中含有铝合金或镁合金，隔热材料中含有不可燃的非金属纤维材料。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：所述的电池组管理系统还包括汽油发电机、电磁换向三通阀I和冷却泵J；在所述的内冷却箱内设置有换热器F和冷却泵K，外冷却箱内设置有换热器G；汽油发电机包括汽油机、电机和排气管；换热器F的引出管与电磁换向三通阀I相通，换热器G的引出管也与电磁换向三通阀I相通，电磁换向三通阀I还与汽油机的冷却引出管相通，在电磁换向三通阀I与汽油机的冷却引出管之间还连接有冷却泵J；冷却泵K的出水管与电机的冷却引出管相通。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组内壳内的相邻两个电池组之间有隔离带，隔离带与电池组内壳为差压铸造的整体，隔离带内部分布有孔道，隔离带内部的孔道与电池组内壳的壁上的孔道相通。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组外壳为带有底面的匣体，电池组外壳上的孔道和散热翅片均分布在电池组外壳的四个侧面中的三个侧面上，另一个侧面上设置有电风扇；所述的电池组外壳是采用差压铸造方法制成的。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：所述的隔热材料由不可燃的陶瓷纤维制成；隔热材料粘附在电池组外壳内形成腔体；腔体可以承受800-1200℃温度，使电池组及电池组内壳的材料融化后不外泄。
7.根据权利要求3所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：所述的排气管上设置有尾气净化装置，尾气净化装置内含有金属网格材料。
8.一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法，主要包括：
（1）启动冷却泵A，当内冷却箱内冷却液的温度低于第一设定温度时，启动制冷压缩机，将电磁换向三通阀H转换到给换热器D加热的状态对内冷却箱内冷却液加热，当内冷却箱内冷却液温度达到第二设定温度时，停止制冷压缩机工作；
（2）当内冷却箱内冷却液温度高于第三设定温度时，启动冷却泵C；
（3）当内冷却箱内冷却液温度高于第四设定温度时，停止冷却泵C，启动制冷压缩机，将电磁换向三通阀H转换到给换热器D冷却的状态，对内冷却箱内冷却液进行冷却；
（4）当内冷却箱温度回复到第三设定温度时，停止制冷压缩机工作；
所述的第四设定温度高于第三设定温度，第三设定温度高于第二设定温度，第二设定温度高于第一设定温度；第一设定温度在-30℃至20℃范围内，第四设定温度在30℃至90℃范围内；
当将电磁换向三通阀H转换到给换热器D加热的状态对内冷却箱加热时，外冷却箱内的换热器E开始制热，启动冷却泵B对外冷却箱内的冷却液换热；当将电磁换向三通阀H转换到给换热器D制冷的状态对内冷却箱冷却时，外冷却箱内的换热器E开始制冷，启动冷却泵B对外冷却箱内的冷却液换热。
9.根据权利要求8所述的一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法的控制方法，其特征在于：所述的控制方法还设置有选择开关,当选择开关选择为开, 电池组的温度低于第一设定温度, 电池组的电量低于第一设定电量时, 接通连接汽油发电机和电池组的电源开关，利用电池组的电能驱动汽油发电机的电机，电机再带动汽油机曲轴旋转，待汽油机转动正常后再将汽油发电机转换到发电模式，由汽油发电机给电池组充电；将电磁换向三通阀I转换到给换热器F加热的位置，启动冷却泵J对内冷却箱进行加热；第一设定电量的设定范围为电池组满载电量的90%以下。
10.根据权利要求8所述的一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法的控制方法，其特征在于：所述的控制方法还设置有选择开关,当选择开关选择为开,电池组的温度高于第一设定温度，电池组的电量低于第二设定电量时，接通连接汽油发电机和电池组的电源开关，利用电池组的电能驱动汽油发电机的电机，电机再带动汽油机曲轴旋转，待到汽油机转动正常后再将汽油发电机转换到发电模式，由汽油发电机给电池组充电，将电磁换向三通阀I转换到与换热器G连通的位置，启动冷却泵J对发电机的汽油机散热；当电池组的电量高于第三设定电量时，停止发电机工作，之后停止冷却泵J工作；当发电机工作时，启动冷却泵K对发电机的电机壳进行冷却；所述的第二设定电量的设定范围为电池组满载电量的80%以下，第三设定电量的数值高于第三设定电量。
11.根据权利要求8所述的一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法的控制方法，其特征在于：所述的内冷却箱内设置有液位计，当液位低于下限设定值时启动冷却泵C对内冷却箱补充冷却液，达到上限时停止；当内冷却箱内冷却液高于连通管时，多余的冷却液自动从连通管回流到外冷却箱内。
12.根据权利要求8所述的一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法，其特征在于：所述的第一设定温度在-20℃至15℃范围内，第四设定温度在50℃至70℃范围内。
13.根据权利要求8所述的一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法，其特征在于：当冷却泵B工作时，安装在电池组外壳上的风扇启动工作。
CN201710359772.8A 2017-05-20 2017-05-20 一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法 Active CN107256934B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710359772.8A CN107256934B (zh) 2017-05-20 2017-05-20 一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710359772.8A CN107256934B (zh) 2017-05-20 2017-05-20 一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107256934A CN107256934A (zh) 2017-10-17
CN107256934B true CN107256934B (zh) 2019-11-12

Family

ID=60027646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710359772.8A Active CN107256934B (zh) 2017-05-20 2017-05-20 一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107256934B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3530516B1 (en) * 2018-02-23 2022-07-06 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. Electrical battery system
JP7014126B2 (ja) * 2018-10-17 2022-02-01 トヨタ自動車株式会社 電池冷却システム
US10752129B2 (en) * 2018-10-26 2020-08-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Battery heating in hybrid electric power plant
CN113285146B (zh) * 2021-07-22 2021-10-08 华东交通大学 一种电动汽车电池保温装置及方法
CN114267898A (zh) * 2021-11-11 2022-04-01 浙江零跑科技股份有限公司 一种防火汽车锂电池模组

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101340365B1 (ko) * 2012-11-22 2013-12-11 자동차부품연구원 배터리 온도 조절 장치
CN205881993U (zh) * 2015-11-15 2017-01-11 深圳市沃特玛电池有限公司 电池箱的独立循环保护系统
CN205930310U (zh) * 2016-05-10 2017-02-08 比亚迪股份有限公司 电动汽车热管理系统和电动汽车
CN206148573U (zh) * 2016-10-11 2017-05-03 比亚迪股份有限公司 一种电池包热管理系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107256934A (zh) 2017-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107256934B (zh) 一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法
CN102271939B (zh) 用于冷却尤其是电动车辆的电池的装置和具有该装置的车辆
CN101000972B (zh) 用于混合动力汽车的电池热控制装置
CN103407346B (zh) 一种纯电动汽车整车热管理系统
CN102089925B (zh) 可充电的蓄积电能的电池的热调节方法和装置
CN205723870U (zh) 一种电动汽车锂电池冷却和加热装置
CN108511849B (zh) 一种电动汽车动力电池的液冷与压缩co2复合冷却系统
CN106004337A (zh) 一种电动汽车智能整车热管理系统及其方法
CN114683808B (zh) 一种含相变储热的纯电动汽车耦合热管理系统
CN105958157A (zh) 一种混合动力汽车的电池热管理系统
CN103682511A (zh) 电动汽车
CN202817141U (zh) 电动汽车
CN112549902B (zh) 多模式冷媒直冷型新能源汽车热管理机组及其控制方法
CN109616706B (zh) 电动汽车电池包温度控制装置及其控制方法
CN104362409A (zh) 一种基于油浴自然循环与热管相耦合的电池组热管理系统
CN107732369A (zh) 一种液冷电池包制冷/加热系统
CN104577258A (zh) 一种电池温度调节方法
CN105356003A (zh) 电动汽车动力电池组与空调联合多模式热管理系统
CN108666699B (zh) 车辆电池的温度控制装置、具有这种温度控制装置的车辆以及用于控制车辆电池温度的方法
CN216033618U (zh) 热管理系统
CN107893684A (zh) 一种尾气回冷的压缩空气储能系统
CN110534842A (zh) 一种电池包温度管理方法、装置及系统
US8186160B2 (en) Thermal engine for operation with combustible and noncombustible fuels and electric energy
CN207558831U (zh) 一种热电制冷蓄热蓄冷电池
CN105449311A (zh) 一种液体换热电池模块结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant