CN107359384A - 电池包加热装置及电池包加热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池包加热装置及电池包加热方法。电池包加热装置包括电池包，所述电池包上设置有冷却液入口和冷却液出口；燃油加热器与电加热器，所述燃油加热器的入液口、以及所述电加热器的入液口均与所述冷却液出口相连通；所述燃油加热器的出液口、以及所述电加热器的出液口均与所述冷却液入口相连通。电池包加热方法用于对电池包进行加热。本发明提供的电池包加热装置及电池包加热方法，延长了电池包的使用寿命，降低了电池包的使用成本，提高了电动车的行驶里程，避免了频繁充电，提高了电动车的市场竞争力。

Description

电池包加热装置及电池包加热方法
技术领域
本发明涉及新能源车辆的电池包加热技术领域，尤其涉及一种电池包加热装置及电池包加热方法。
背景技术
电池包用于对新能源电动车提供动力，电池包的电量供给能力直接影响电动车的续航时间，电池包在低温下需要加热以维持正常运行的状态。
现有技术中，一般采用正温度系数电阻(PTC)对新能源电动车的电池包进行电加热，以维持电池包在低温状态下的正常运行。发明人在实现发明的过程中发现，PTC对电池包加热时所需的电量来源于电池包本身，即电动包向PTC提供加热自身所需的电能，采用这种加热方式，电池包在低温状态下不仅要向电动车提供动力，还需要向提供PTC发热的电能。因此，现有的这种加热方式会导致以下缺陷：第一，电池包的电芯存在严重馈电的风险，电池包的使用寿命严重衰减，短时间内就需更换新的电池包，由于电池包价格昂贵，增加了电动车的使用成本；第二，电池包电量消耗快，影响了电动车的续航里程，导致电动车充电频繁，影响正常的使用。
发明内容
本发明提供一种电池包加热装置及电池包加热方法，以解决现有技术中存在的问题。
本发明提供一种电池包加热装置，包括：电池包，所述电池包上设置有冷却液入口和冷却液出口；燃油加热器与电加热器，所述燃油加热器的入液口、以及所述电加热器的入液口均与所述冷却液出口相连通；所述燃油加热器的出液口、以及所述电加热器的出液口均与所述冷却液入口相连通。电加热器和燃油加热器可以根据不同的温度范围，选择不同的开启和关闭的组合，不仅达到对电池包有效加热的目的，还可以减少电池包在低温状态下的电量损耗，延长电池包的使用寿命，减少更换电池包的次数，降低电池包的使用成本，提高电动车的行驶里程，避免频繁充电，提高电动车的市场竞争力。
可选地，所述电池包还包括电芯、以及用于与所述电芯热交换的加热盘管，所述加热盘管的入口为所述冷却液入口，所述加热盘管的出口为所述冷却液出口。通过加热盘管的加热作用，电池包无需与冷却液直接接触即可实现对电芯的加热，保护电芯免受冷却液的腐蚀。
可选地，所述电池包与所述燃油加热器之间的管道、和/或所述电池包与所述电加热器之间的管道上安装有用于驱动冷却液的驱动器。驱动器可以驱动冷却液在电池包内处于流动的状态，有利于及时和电芯进行热交换，进而提高换热的效率。
可选地，所述燃油加热器的出液口与所述电加热器的入液口相连通。上述设置方式使燃油加热器和电加热器之间也可以设置成串联连接的方式，冷却液依次经过燃油加热器和电加热器的双重加热作用后进入电池包进行热交换。
可选地，所述电池包加热装置还包括相连通第一三通阀和第二三通阀，所述燃油加热器的出口和所述冷却液入口分别连接在所述第一三通阀剩余的两端；所述电加热器的入口和所述冷却液的出口分别连接在所述第二三通阀剩余的两端。通过控制第一三通阀、第二三通阀之间的开启和关闭，可以实现燃油加热器与电加热器之间在并联和串联模式之间的转换，综合考虑节能与环保，增加对冷却液加热的方式。
可选地，所述电池包加热装置还包括温度传感器和用于根据所述电池包的温度控制所述第一三通阀和所述第二三通阀的控制器，所述温度传感器安装在所述电池包上；所述控制器的信号输入端与所述温度传感器的信号输出端相连通；所述第一三通阀的信号输入端、第二三通阀的信号输入端均通信连通于所述控制器的信号输出端。基于统一发明构思，本发明还提供了一种电池包加热方法，通过以上所述的电池包加热装置加热电池包，包括：当电池包的温度在第一温度范围时，仅启动所述燃油加热器进行电池包加热；当电池包的温度在第二温度范围时，同时启动所述燃油加热器和所述电加热器对电池包进行加热。电加热器和燃油加热器可以根据不同的温度范围，选择不同的开启和关闭的组合，不仅达到对电池包有效加热的目的，还可以降低电池包的电量损耗，延长电池包的使用寿命，降低电池包的使用成本，提高电动车的行驶里程，避免频繁充电，提高电动车的市场竞争力，其中温度传感器和控制器的设置，可以进一步地提高电池包加热的智能化水平，简化操作。
可选地，当电池包的温度在第三温度范围时，仅启动所述电加热器对电池包进行加热。不仅可以节约燃料，还可以减少燃料燃烧后带来的废气。
可选地，当电池包的温度在第四温度范围时，关闭燃油加热器和电加热器，停止对电池包加热。此时冷却液保持流动的状态，使电池包的内部温度保持均衡。
可选地，所述第一温度范围内的温度低于所述第二温度范围内的温度，所述第二温度范围内的温度低于所述第三温度范围内的温度，所述第三温度范围内的温度低于所述第四温度范围内的温度。上述温度范围的设置，可使燃油加热器的供热随着温度的降低逐渐增加，而电加热器的供热则随着温度的降低逐渐减小，可以进一步地降低电池包的能耗，延长电动车的续航里程。
本发明提供的电池包加热装置及电池包加热方法，电加热器和燃油加热器可以根据不同的温度范围，选择不同的开启和关闭的组合，分段使用燃油加热器和电加热器，不仅达到对电池包有效地加热，缩短加热时间，还可以降低电池包的电量损耗，延长电池包的使用寿命，降低电池包的使用成本，提高电动车的行驶里程，避免频繁充电，综合考虑节能与环保，提高电动车的市场竞争力，其中温度传感器和控制器的设置，可以进一步地提高电池包加热的智能化水平，简化操作。
附图说明
下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:
图1为本发明实施例提供的电池包加热装置的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的电池包加热装置的第一种工作状态示意图。
图3为本发明实施例提供的电池包加热装置的第二种工作状态示意图。
图4为本发明实施例提供的电池包加热装置的第三种工作状态示意图。
图5为本发明实施例提供的电池包加热装置的第四种工作状态示意图。
图6为本发明实施例提供的电池包加热方法的流程图。
具体实施方式
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
图1为本发明实施例提供的电池包加热装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的电池包加热装置的第一种工作状态示意图，图3为本发明实施例提供的电池包加热装置的第二种工作状态示意图，图4为本发明实施例提供的电池包加热装置的第三种工作状态示意图，图5为本发明实施例提供的电池包加热装置的第四种工作状态示意图。如图1至图5所示，本发明提供了一种电池包加热装置，包括电池包1、燃油加热器4、以及电加热器5。
请同时参照图1至图5，所述电池包1上设置有冷却液入口和冷却液出口，燃油加热器4与电加热器5，其中燃油加热器4可以是电动车内的驻车燃油加热器，电加热器5可以是正温度系数电阻(PTC)。所述燃油加热器4的入液口、以及所述电加热器5的入液口均与所述冷却液出口相连通；其中，燃油加热器4的入液口指的是设置在燃油加热器4上用于流进冷却液的管道的入口，电加热器5的入液口指的是设置在电加热器5上用于流进冷却液的管道的入口。所述燃油加热器4的出液口、以及所述电加热器5的出液口均与所述冷却液入口相连通，其中，燃油加热器4的出液口指的是设置在燃油加热器4上用于流出冷却液的管道的出口，电加热器5的入液口指的是设置在电加热器5上用于流出冷却液的管道的入口。冷却液经过燃油加热器4和电加热器5的加热作用后，从冷却液入口进入电池包1的内部，对电池包1进行热交换，电池包1的温度升高，冷却液的温度降低。燃油加热器4与电加热器5对介质加热的方式可以分为以下四种。
第一种，如图2所示(图2中虚线部分为未工作的部分)，打开燃油加热器4，关闭电加热器5，燃油加热器4单独加热冷却液，所述冷却液经过所述燃油加热器4的加热作用后与所述电池包1进行热交换，电加热器5处于不工作的状态，可以有效地降低电池包1的电量损耗，提高电动车的续航能力。本实施方式可以在电池包1温度低于-20℃时，例如在-30℃的低温状态下时开启，此时电池包1需要较多的热量才能维持正常工作所需的温度。
第二种，如图3所示(图3中虚线部分为未工作的部分)，同时打开电加热器5与燃油加热器4，电加热器5与燃油加热器4同时工作，此时电热器5与燃油加热器4并联设置，所述冷却液分流成两股冷却液后，两股冷却液分别经过所述电加热器5、以及所述燃油加热器4的加热作用后与所述电池包1进行热交换，既可以降低电加热器5的能量损耗，又可以节约燃料。本实施方式可以在电池包1温度在-20℃与-10℃之间时开启，此时电池包1同样需要较多的热量以维持正常工作所需的温度。
第三种，如图4所示(图4中虚线部分为未工作的部分)，关闭燃油加热器4，打开电加热器5，仅通过电加热器5加热冷却液即可，所述冷却液经过所述电加热器5的加热作用后与所述电池包1进行热交换。不仅可以节约燃料，还可以减少燃料燃烧后带来的废气。本实施方式可以在电池包1温度在-10℃与0℃之间时开启，此时电池包1需要较少的热量即可维持正常工作所需的热量。
第四种，如图5所示(图5中虚线部分为未工作的部分)，同时关闭燃油加热器4和电加热器5，冷却液通过驱动器3的驱动作用循环运行，可以保持电池包1内各处的温度大致的温度，维持电池包1的正常运行。本实施例可以在电池包1的温度维持在0℃以及0℃以上时开启，此次，电池包1需要额外加热即可以维持正常的工作状态。
本发明实施例提供的电池包加热装置，电加热器5和燃油加热器4可以根据不同的温度范围，选择不同的开启和关闭的组合，分段使用燃油加热器4和电加热器5，不仅达到对电池包1有效加热的目的，还可以减少电池包1在低温状态下的电量损耗，延长电池包1的使用寿命，减少更换电池包1的次数，降低电池包1的使用成本，综合考虑节能与环保，提高电动车的行驶里程，避免频繁充电，提高电动车的市场竞争力。
可选地，所述电池包1还包括电芯、以及用于与所述电芯热交换的加热盘管2，所述加热盘管2的入口为所述冷却液入口，所述加热盘管2的出口为所述冷却液出口。加热盘管2贴合在电芯的外表面，加热盘管2内有冷却液，与电芯进行热交换，通过加热盘管2的加热作用，电池包1无需与冷却液直接接触即可实现对电芯的加热，保护电芯免受冷却液的腐蚀。
可选地，所述电池包1与所述燃油加热器4之间的管道、和/或所述电池包1与所述电加热器5之间的管道上安装有用于驱动冷却液的驱动器3。驱动器3可以驱动冷却液在电池包1内处于流动的状态，有利于及时和电芯进行热交换，进而提高换热的效率。更进一步地，驱动器3可以是水泵，本发明所需的水泵的扬程和流量均较小，可以将水泵的能耗和体积均控制在较小的范围内，减小水泵的占地面积。
可选地，所述燃油加热器4的出液口与所述电加热器5的入液口相连通。上述设置方式使燃油加热器4和电加热器5之间也可以设置成串联连接的方式，冷却液依次经过燃油加热器4和电加热器5的双重加热作用后进入电池包1进行热交换。相比于燃油加热器4和电加热器5分别对冷却液进行加热，在本实施例中，将冷却液的温度加热至相同的温度的条件下，可有效地降低燃油加热器4和电加热器5的各自能耗。
可选地，所述电池包1加热装置还包括相连通第一三通阀24和第二三通阀23，所述燃油加热器4的出口和所述冷却液入口分别连接在所述第一三通阀24剩余的两端，第一三通阀24剩余的两端指的是：第一三通阀24中除了接通第二三通阀23外剩余的两个接口。所述电加热器4的入口和所述冷却液的出口分别连接在所述第二三通阀23剩余的两端，第二三通阀23剩余的两端指的是：第二三通阀23中除了接通第一三通阀24外剩余的两个接口.通过控制第一三通阀24、第二三通阀23之间的开启和关闭，可以实现燃油加热器4与电加热器5之间在并联和串联模式之间的转换，增加对冷却液加热的方式。当第一三通阀24和第二三通阀23之间断开连通时，燃油加热器4与电加热器5之间并联连接；当第一三通阀24与第二三通阀23之间相连通时，燃油加热器4与电加热之间串联设置。
所述电池包加热装置还包括温度传感器和用于根据所述电池包1的温度控制所述第一三通阀24启闭、以及所述第二三通阀23启闭的控制器，所述温度传感器安装在所述电池包1上；所述控制器的信号输入端与所述温度传感器的信号输出端相连通；所述控制器的信号输出端为两个，两个所述控制器的信号输出端分别与所述第一三通阀24的信号输入端、第二三通阀23的信号输入端通信连通。温度传感器可以实时检测电池包1的温度，并把检测到的温度至传递至控制器，控制器通过温度值控制第一三通阀24和第二三通阀23之间的开启和关闭，智能化管理，提高了控制的效率。例如当温度值低于-20℃时，此时温度较低，控制器控制第一三通阀24和第二三通阀23均开启，燃油加热器4和电加热器5处于串联的状态，冷却液经过燃油加热器4和电加热器5的双重加热作用后温度较高，在后续与电池包1换热时，可以放出更多的热量。
可选地，所述燃油加热器4的入口、以及所述电加热器5的入口可以通过第三三通阀21与所述冷却液出口相连通；所述燃油加热器4的出口、以及所述电加热器5的出口通过第四三通阀22与所述冷却液入口相连通。第三三通阀21和第四三通阀22可以有效地控制冷却液的走向，进一步地提高控制的精确性。
较佳地，所述加热盘管2为不锈钢盘管。加热盘管2的内部设置用于对电池包1进行加热的冷却液，且冷却液的温度处于不断变化的状态，容易对加热盘管2造成腐蚀的问题，将加热盘管2设置成不锈钢盘管，可以有效地降低加热盘管2被腐蚀的几率，延长加热盘管2的使用寿命。
图6为本发明实施例提供的电池包加热方法的流程图。
如图6所示，基于同一发明构思，本发明还提供了一种电池包加热方法，通过以上所述的电池包加热装置加热电池包1，包括：S1，当电池包1的温度在第一温度范围时，仅启动所述燃油加热器4进行电池包1加热；S2，当电池包1的温度在第二温度范围内时，同时启动所述燃油加热器4和所述电加热器5对电池包1进行加热。上述两种实施方式已经在前文中叙述，此处不再赘述。其中，第一温度范围可以是温度低于-20℃时的范围，通过燃油加热器4的加热作用可以有效地降低电池包1的电量损耗，提高电动车的续航能力；第二温度范围可以是温度在-20℃与-10℃之间，通过燃油加热器4和电加热器5的加热作用，既可以降低电加热器5的能量损耗，又可以节约燃料，综合考虑节能与环保。
本发明实施例提供的电池包1加热方法，电加热器5和燃油加热器4可以根据不同的温度范围，选择不同的开启和关闭的组合，不仅达到对电池包1有效加热的目的，缩短加热时间，还可以降低电池包1的电量损耗，延长电池包1的使用寿命，降低电池包1的使用成本，综合考虑节能与环保，提高电动车的行驶里程，避免频繁充电，提高电动车的市场竞争力，其中温度传感器和控制器的设置，可以进一步地提高电池包1加热的智能化水平，简化操作。
可选地，当电池包1的温度在第三温度范围时，仅启动所述电加热器5对电池包1进行加热。其中，第三温度范围可以是在-10℃与0℃之间，此时电池包1需要较少的热量即可维持正常所需的热量，不仅可以节约燃料，还可以减少燃料燃烧后带来的废气。
进一步地，当电池包1的温度在第四温度范围时，关闭燃油加热器4和电加热器5，停止对电池包1加热。第四温度范围可以是0℃以及0℃以上的温度，在该温度范围内，电池包1无需额外的热量即可维持正常的工作状态，此时冷却液只需保持流动的状态，使电池包1的内部温度保持均衡即可。
在上述实施例的基础上，所述第一温度范围内的温度低于所述第二温度范围内的温度，所述第二温度范围内的温度低于所述第三温度范围内的温度，所述第三温度范围内的温度低于所述第四温度范围内的温度。上述温度范围的设置，可使燃油加热器4的供热随着温度的降低逐渐增加，而电加热器5的供热则随着温度的降低逐渐减小，可以进一步地降低电池包1的能耗，延长电动车的续航里程。
本发明实施例提供的电池包加热装置及电池包加热方法，电加热器5和燃油加热器4可以根据不同的温度范围，选择不同的开启和关闭的组合，不仅达到对电池包1有效加热的目的，缩短加热时间，还可以降低电池包1的电量损耗，延长电池包1的使用寿命，降低电池包1的使用成本，提高电动车的行驶里程，避免频繁充电，提高电动车的市场竞争力，其中温度传感器和控制器的设置，可以进一步地提高电池包1加热的智能化水平，简化操作。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池包加热装置，其特征在于，包括：
电池包，所述电池包上设置有冷却液入口和冷却液出口；
燃油加热器与电加热器，所述燃油加热器的入液口、以及所述电加热器的入液口均与所述冷却液出口相连通；所述燃油加热器的出液口、以及所述电加热器的出液口均与所述冷却液入口相连通。
2.根据权利要求1所述的电池包加热装置，其特征在于，所述电池包还包括电芯、以及用于与所述电芯热交换的加热盘管，所述加热盘管的入口为所述冷却液入口，所述加热盘管的出口为所述冷却液出口。
3.根据权利要求1所述的电池包加热装置，其特征在于，所述电池包与所述燃油加热器之间的管道、和/或所述电池包与所述电加热器之间的管道上安装有用于驱动冷却液的驱动器。
4.根据权利要求1所述的电池包加热装置，其特征在于，所述燃油加热器的出液口与所述电加热器的入液口相连通。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的电池包加热装置，其特征在于，所述电池包加热装置还包括相连通第一三通阀和第二三通阀，所述燃油加热器的出口和所述冷却液入口分别连接在所述第一三通阀剩余的两端；所述电加热器的入口和所述冷却液的出口分别连接在所述第二三通阀剩余的两端。
6.根据权利要求5所述的电池包加热装置，其特征在于，所述电池包加热装置还包括温度传感器和用于根据所述电池包的温度控制所述第一三通阀和所述第二三通阀的控制器，所述温度传感器安装在所述电池包上；所述控制器的信号输入端与所述温度传感器的信号输出端相连通；所述第一三通阀的信号输入端、第二三通阀的信号输入端均通信连通于所述控制器的信号输出端。
7.一种电池包加热方法，其特征在于，通过权利要求1-6任意一项所述的电池包加热装置加热电池包，包括：
当电池包的温度在第一温度范围时，仅启动所述燃油加热器进行电池包加热；
当电池包的温度在第二温度范围时，同时启动所述燃油加热器和所述电加热器对电池包进行加热。
8.根据权利要求7所述的电池包加热方法，其特征在于，还包括：
当电池包的温度在第三温度范围时，仅启动所述电加热器对电池包进行加热。
9.根据权利要求8所述的电池包加热方法，其特征在于，还包括：
当电池包的温度在第四温度范围时，关闭燃油加热器和电加热器，停止对电池包加热。
10.根据权利要求9所述的电池包加热方法，其特征在于，所述第一温度范围内的温度低于所述第二温度范围内的温度，所述第二温度范围内的温度低于所述第三温度范围内的温度，所述第三温度范围内的温度低于所述第四温度范围内的温度。
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