CN112467257A - 一种电池控温系统、方法及装置 - Google Patents

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何益同
黄伟建
陈�全
王涛
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Guangxi Automobile Group Co Ltd
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Abstract

本申请实施例公开了一种电池控温系统、方法及装置，系统包括：电池箱、空气泵、排气阀、传感器和控制器；电池箱，用于放置电池；传感器，用于检测电池箱内空气的预设参数；控制器与传感器连接，用于获取空气的预设参数；空气泵的出气口连接电池箱，控制器与空气泵连接，用于在空气的预设参数满足第一预设条件时，控制空气泵向电池箱充入空气；控制器与排气阀连接，用于在空气的预设参数满足第二预设条件时，控制排气阀打开，以排出电池箱内的空气。由此可见，本申请实施例提供的系统，能够提高电池的散热效率，改善电池工作环境温度，延长电池正常使用的时间。

Description

一种电池控温系统、方法及装置
技术领域
本申请涉及自动化领域，尤其涉及一种电池控温系统、方法及装置。
背景技术
在当今社会，电动汽车由于其环保的性能，越来越受到大众的认可。电动汽车的运行主要是依靠电池供电。出于对电池供电过程中的安全性考虑，一般会将电池放置在电池箱内，电池箱通常都会采取密闭结构设计。但是电池在充电过程中会发热，密闭结构的电池箱比较不利于电池的散热。
在常规的电池降温方式中，电池箱的壳体材料一般会采用金属材料。让电池散发的热量，通过电池箱壳体金属材料的热传导特性与空气形成热交换进行散热。但是这种方式的降温效果取决于壳体材料的热传导性能，是一种缓慢自然的过程，比较不利于电池的持续使用。
综上，通过电池箱壳体金属材料的热传导特性进行电池的散热效率很低，不利于电池的长期运行。
发明内容
为了解决现有技术散热效率低的问题，本申请提供了一种电池控温系统、方法及装置，能够提高电池的散热效率，延长电池的使用时长。
本申请实施例提供了一种电池控温系统，所述系统包括：电池箱、空气泵、排气阀、传感器和控制器；
所述电池箱，用于放置电池；
所述传感器，用于检测所述电池箱内空气的预设参数；
所述控制器与所述传感器连接，用于获取所述空气的预设参数；
所述空气泵的出气口连接所述电池箱，所述控制器与所述空气泵连接，用于在所述空气的预设参数满足第一预设条件时，控制所述空气泵向所述电池箱充入空气；
所述控制器与所述排气阀连接，用于在所述空气的预设参数满足第二预设条件时，控制所述排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
可选的，所述传感器包括温度传感器；
所述温度传感器，用于检测所述电池箱内的温度；
所述控制器，用于在所述电池箱内的温度大于或等于第一阈值，控制所述空气泵向所述电池箱充入空气。
可选的，所述传感器还包括压力传感器；
所述压力传感器，用于检测所述电池箱内的压力；
所述控制器，用于在所述电池箱内的压力大于或等于第二阈值时，控制所述排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
可选的，所述系统还包括：第一管道；
所述第一管道连接所述电池箱和所述空气泵的出气口；
所述排气阀安装在所述第一管道上。
可选的，所述系统还包括：空气滤网和吸气仓；
所述空气滤网，位于所述吸气仓的进气口一侧，用于过滤空气中的杂质；
所述吸气仓与所述空气泵的进气口连接，用于存储去除杂质的空气。
可选的，所述系统还包括：第一M型管道和第一开口；
所述第一M型管道的第一端通过所述第一开口插入所述电池箱内部。
可选的，所述系统还包括：第二M型管道和第二开口；
所述第二M型管道的第一端通过所述第二开口插入所述电池箱内部；
所述第一M型管道的第二端和所述第二M型管道的第二端连接。
可选的，所述系统还包括：散热管道；
所述散热管道连接所述第一M型管道的第二端和所述第二M型管道的第二端；
所述散热管道，用于将所述电池箱内排出的空气进行散热。
本申请实施例还提供了一种电池控温方法，所述方法包括：
控制器获取电池箱内空气的预设参数；
若所述空气的预设参数满足第一预设条件，则所述控制器控制空气泵向所述电池箱充入空气；
若所述空气的预设参数满足第二预设条件，则所述控制器控制排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
本申请实施例还提供了一种电池控温装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取电池箱内空气的预设参数；
空气充入单元，用于若所述空气的预设参数满足第一预设条件，则控制空气泵向所述电池箱充入空气；
空气排出单元，用于若所述空气的预设参数满足第二预设条件，则控制排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：
本申请实施例提供的电池控温系统，包括：电池箱、空气泵、排气阀、传感器和控制器；所述电池箱，用于放置电池；所述传感器，用于检测所述电池箱内空气的预设参数；所述控制器与所述传感器连接，用于获取所述空气的预设参数；所述空气泵的出气口连接所述电池箱，所述控制器与所述空气泵连接，用于在所述空气的预设参数满足第一预设条件时，控制所述空气泵向所述电池箱充入空气；所述控制器与所述排气阀连接，用于在所述空气的预设参数满足第二预设条件时，控制所述排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。由此可见，本申请实施例提供的系统，根据电池箱内空气的预设参数和预设条件，控制空气泵和排气阀打开和关闭，实现了在不同的空气条件下向电池箱内充气和排气，通过快速的充气向电池箱内充入冷空气，之后再将电池箱内混合均匀的冷热空气同时快速排出，带走电池箱内的热量，以便对电池以及电池周围的热量聚集区快速的散热，提高散热效率，改善电池工作环境温度，延长电池正常使用的时间。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电池控温系统的结构框图；
图2为本申请实施例提供的另一种电池控温系统的结构框图；
图3(a)和图3(b)为本申请实施例提供的M型管道的规格图；
图3(c)为本申请实施例提供的M型管道与电池箱的连接关系图；
图4为本申请实施例提供的一种电池控温方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的一种使用电池控温方法的控温曲线图；
图6为本申请实施例提供的一种电池控温装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如背景技术所述，电池一般放置在密闭的电池箱内运行。由于电池在供电的过程中会升温，为了保护电池的使用安全，当监测到电池的温度偏高时，会启动电池的过热保护功能，即电池停止供电。为了保证安全，电池的温度过高时会停止电池的继续运行，但是这就给用户带来不能及时用车的问题。因此，急需一种既能快速对电池及其周围的环境进行降温，还能让电池周围的环境温度维持在低于电池过热保护的温度，以便电池能够持续并且安全的继续运行的技术。
基于此，本申请实施例提供了一种电池控温系统，根据电池箱内空气的预设参数和预设条件，控制空气泵和排气阀打开和关闭，实现了在不同的空气条件下向电池箱内充气和排气，通过快速的充气向电池箱内充入冷空气，之后再将电池箱内混合均匀的冷热空气同时快速排出，带走电池箱内的热量，以便对电池以及电池周围的热量聚集区快速的散热，提高散热效率，改善电池工作环境温度，延长电池正常使用的时间。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种电池控温系统的结构框图。
本实施例提供的电池控温系统包括：
电池箱110、空气泵120、排气阀130、传感器140和控制器150。
在本申请的实施例中，电池箱110，用于放置电池。传感器140，用于检测电池箱内空气的预设参数。控制器150与传感器140连接，用于获取电池箱内空气的预设参数。空气泵120的出气口连接电池箱110，控制器150与空气泵120连接，用于在电池箱内空气的预设参数满足第一预设条件时，控制空气泵120向电池箱110充入空气。控制器150与排气阀130连接，用于在电池箱内空气的预设参数满足第二预设条件时，控制排气阀130打开，以排出电池箱110内的空气。
在实际应用中，空气的预设参数可以是温度，也可以是压力。第一预设条件可以是温度大于或等于某一阈值。第二预设条件可以是温度或压力大于或等于某一阈值。
作为一种实现方式，当空气的温度满足第一预设条件时，空气泵向电池箱内充入冷空气，以便和电池箱内的热空气充分混合，当空气的温度满足第二预设条件时，排气阀打开，排出电池箱内冷热混合的空气，将电池箱内的热量迅速散出。
作为另一种实现方式，当空气的温度满足第一预设条件时，空气泵向电池箱内充入冷空气，以便和电池箱内的热空气充分混合，当空气的压力满足第二预设条件时，排气阀打开，排出电池箱内冷热混合的空气，将电池箱内的热量迅速散出。
基于第二种实现方式，在本申请的实施例中，参见图2，电池控温系统的传感器140可以是温度传感器141。温度传感器141，用于检测电池箱110内的温度，即电池箱内空气的预设参数是温度。第一预设条件可以是温度大于或等于第一阈值，即当温度传感器141检测到的电池箱110内的温度大于或等于第一阈值，控制器150便会控制空气泵120向电池箱110充入冷空气。第一阈值的温度小于电池启动过热保护时停止供电的温度。作为一种示例，电池过热保护温度为T1，则第一阈值的温度可以是T2＝T1-10，即第一阈值的温度比电池过热保护温度小10摄氏度。
在本申请的实施例中，参见图2，电池控温系统的传感器140还可以是压力传感器142。压力传感器142，用于检测电池箱110内的压力，即电池箱内空气的预设参数还可以是压力。第二预设条件可以是压力大于或等于第二阈值，即当压力传感器142检测到的电池箱110内的压力大于或等于第二阈值，控制器150便会控制排气阀130打开，排出电池箱110内的空气。第二阈值可以是标准大气压力的倍数值。作为一种示例，标准大气压力是P0，则第二阈值可以是标准大气压力的2倍，即第二阈值P2＝2KP0。作为另一种示例，标准大气压力是P0，电池箱内温度为T2时的气体压力为P1，则第二阈值可以是标准大气压力的3倍与电池箱内温度为T2时的气体压力之和，即第二阈值P2＝3KP0+P1。
在本申请的实施例中，参见图2，电池控温系统还可以包括第一管道160。第一管道160连接电池箱110和空气泵120的出气口。排气阀130也可以安装在第一管道160上。
在本申请的实施例中，参见图2，电池控温系统还可以包括空气滤网171和吸气仓172。空气滤网171，可以位于吸气仓172的进气口一侧，用于过滤空气中的杂质。空气中的杂质可以是粉尘，也可以是大分子水气，还可以是微小颗粒物质。吸气仓172与空气泵120的进气口连接，用于存储去除杂质的清洁冷空气。
在本申请的实施例中，参见图2，电池控温系统还可以包括第一M型管道181和第一开口191。第一M型管道181的第一端通过第一开口191插入电池箱110内部。在密闭环境下，空气的温度升高，气压也会同步升高。在电池正常运行时，电池发热，电池周围的空气也开始升温，热气流上升，导致电池箱内上部分区域的气压比下部分的气压大。在这时，可以利用M型管的虹吸原理对电池箱内的空气进行散热，即利用电池内部的压力差以及M型管的自吸导流功能实现内部热气流向外部环境的输送，以便对电池箱内部进行散热，延缓电池过热保护的温度到达的时间。
在本申请的实施例中，参见图2，电池控温系统还可以包括第一M型管道181、第二M型管道182、第一开口191和第二开口192。第一M型管道181的第一端通过第一开口191插入电池箱110内部。第二M型管道182的第一端通过第二开口192插入电池箱110内部。第一M型管道181的第二端和第二M型管道182的第二端连接。第一M型管道和第二M型管道的规格可以相同，也可以不同，图3(a)和图3(b)示出了两种不同规格的M型管道。图3(a)是示出了一端带有角度倾斜的M1型管道，即M1型管道的两端是不对称的，高低不一致，一端是弯角端口，图3(b)是示出了两端完全相同，没有角度倾斜的M2型管道，即M2型管道的两端是对称的。
作为一种实现方式，第一M型管道和第二M型管道的第一端的规格是都有角度的倾斜，以便有更多的接触面积能够使空气进入管道，即第一M型管道和第二M型管道都是M1型管道。
作为另一种实现方式，第一M型管道的第一端的规格是没有角度的倾斜，而第二M型管道的第一端的规格是有角度的倾斜，即第一M型管道是M2型管道，第二M型管道是M1型管道。
作为又一种实现方式，第一M型管道和第二M型管道的第一端的规格是都没有角度的倾斜，即第一M型管道和第二M型管道都是M2型管道。
在本申请的实施例中，参见图2，电池控温系统还可以包括散热管道183。散热管道183连接第一M型管道181的第二端和第二M型管道182的第二端。散热管道183，用于将电池箱110内排出的空气进行散热。通过电池箱内部的压力差以及M型管的自吸导流功能可以实现将内部热气流向外部散热导管的输送，然后将散热完毕的冷空气再次输入进电池箱，由此在电池箱内部形成空气环流，加快了电池内部的散热效率。作为一种示例，第一M型管道和第二M型管道都是M2型管道，则散热管道的两端分别与该M2型管道的第二端连接。
在实际应用中，两种规格的M型管道与电池箱的连接关系可以如图3(c)所示。
本申请实施例提供的电池控温系统，包括：电池箱、空气泵、排气阀、传感器和控制器；所述电池箱，用于放置电池；所述传感器，用于检测所述电池箱内空气的预设参数；所述控制器与所述传感器连接，用于获取所述空气的预设参数；所述空气泵的出气口连接所述电池箱，所述控制器与所述空气泵连接，用于在所述空气的预设参数满足第一预设条件时，控制所述空气泵向所述电池箱充入空气；所述控制器与所述排气阀连接，用于在所述空气的预设参数满足第二预设条件时，控制所述排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。由此可见，本申请实施例提供的系统，根据电池箱内空气的预设参数和预设条件，控制空气泵和排气阀打开和关闭，实现了在不同的空气条件下向电池箱内充气和排气，通过快速的充气向电池箱内充入冷空气，之后再将电池箱内混合均匀的冷热空气同时快速排出，带走电池箱内的热量，以便对电池以及电池周围的热量聚集区快速的散热，提高散热效率，改善电池工作环境温度，延长电池正常使用的时间。
本申请实施例提供的电池控温方法可以应用与图1和图2所示的系统中，该方法可以包括：
控制器获取电池箱内空气的预设参数；
若所述空气的预设参数满足第一预设条件，则所述控制器控制空气泵向所述电池箱充入空气；
若所述空气的预设参数满足第二预设条件，则所述控制器控制排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
为便于理解本实施例的具体实施，参见图4所示流程图，控制器获取电池箱内空气的预设参数，预设参数可以是温度，也可以是压力。若电池箱内空气的预设参数满足第一预设条件，则控制器控制空气泵向电池箱充入空气，对电池附近的温度聚集区的空气进行流动，电池箱内的冷热空气混合实现降温。若电池箱内空气的预设参数满足第二预设条件，则控制器控制排气阀打开，以便快速排出电池箱内的空气，减少箱内的热量，加快散热。
作为一种实现场景，在电池正常工作的时候，电池发热，其周围的空气温度也逐渐上升，热气流上升，电池箱上下具有压力差。M型管利用自吸导流功能实现内部的热气流向外部环境或散热导管输送，进行散热，延迟电池周围空气的升温过程，延缓电池过热保护温度的到达时间，参见图5所示的电池升温曲线。当控制器获取到的电池箱内的温度大于或等于第一阈值，例如温度大于或等于T2时，控制器控制空气泵向电池箱内充入空气，此时电池箱内的热空气和冷空气混合，虽然由于电池依旧在运行还在不停的发热，但是充入的冷空气降低了升温的速率，并且当充入的冷空气多于电池箱内的热空气时，电池箱内的温度开始下降，当温度下降到T2以下时，关闭充气泵。当控制器获取到的电池箱内的压力大于或等于第二阈值，例如压力大于或等于温度为T2时的压力与标准大气压力的2倍之和，即第二阈值P2＝P1+2KP0时，控制器控制排气阀打开，排出电池箱内的空气。由于电池箱内充入了冷空气进行降温，导致电池箱内的压力大于外部环境的压力，当排气阀打开后，电池箱内的空气会迅速排出，带走电池箱内空气的热量，加快散热效率。参见图5所示，根据电池箱内的温度和压力进行循环多次的充气和排气过程，加快了散热效率，能够始终将电池箱内的温度维持在某一温度附近，延长了电池过热保护温度的到达时间，使得电池一直能够正常平稳的运行。
本申请实施例还提供了一种电池控温装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。
参见图6，该图为本申请实施例提供的一种电池控温装置600的结构框图。
本实施例提供的电池控温装置600包括：
获取单元610，用于获取电池箱内空气的预设参数；
空气充入单元620，用于若所述空气的预设参数满足第一预设条件，则控制空气泵向所述电池箱充入空气；
空气排出单元630，用于若所述空气的预设参数满足第二预设条件，则控制排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
当介绍本申请的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory,RAM)等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池控温系统，其特征在于，所述系统包括：电池箱、空气泵、排气阀、传感器和控制器；
所述电池箱，用于放置电池；
所述传感器，用于检测所述电池箱内空气的预设参数；
所述控制器与所述传感器连接，用于获取所述空气的预设参数；
所述空气泵的出气口连接所述电池箱，所述控制器与所述空气泵连接，用于在所述空气的预设参数满足第一预设条件时，控制所述空气泵向所述电池箱充入空气；
所述控制器与所述排气阀连接，用于在所述空气的预设参数满足第二预设条件时，控制所述排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器；
所述温度传感器，用于检测所述电池箱内的温度；
所述控制器，用于在所述电池箱内的温度大于或等于第一阈值，控制所述空气泵向所述电池箱充入空气。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述传感器还包括压力传感器；
所述压力传感器，用于检测所述电池箱内的压力；
所述控制器，用于在所述电池箱内的压力大于或等于第二阈值时，控制所述排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一管道；
所述第一管道连接所述电池箱和所述空气泵的出气口；
所述排气阀安装在所述第一管道上。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：空气滤网和吸气仓；
所述空气滤网，位于所述吸气仓的进气口一侧，用于过滤空气中的杂质；
所述吸气仓与所述空气泵的进气口连接，用于存储去除杂质的空气。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一M型管道和第一开口；
所述第一M型管道的第一端通过所述第一开口插入所述电池箱内部。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二M型管道和第二开口；
所述第二M型管道的第一端通过所述第二开口插入所述电池箱内部；
所述第一M型管道的第二端和所述第二M型管道的第二端连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：散热管道；
所述散热管道连接所述第一M型管道的第二端和所述第二M型管道的第二端；
所述散热管道，用于将所述电池箱内排出的空气进行散热。
9.一种电池控温方法，其特征在于，所述方法包括：
控制器获取电池箱内空气的预设参数；
若所述空气的预设参数满足第一预设条件，则所述控制器控制空气泵向所述电池箱充入空气；
若所述空气的预设参数满足第二预设条件，则所述控制器控制排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
10.一种电池控温装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取电池箱内空气的预设参数；
空气充入单元，用于若所述空气的预设参数满足第一预设条件，则控制空气泵向所述电池箱充入空气；
空气排出单元，用于若所述空气的预设参数满足第二预设条件，则控制排气阀打开，以排出所述电池箱内的空气。
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