CN112886094A - 一种新能源车动力电池热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了新能源车技术领域的一种新能源车动力电池热管理系统，包括，动力电池系统，所述动力电池一侧设有散热器，所述散热器通过管路与膨胀水箱连接，所述主控模块与电池组管理模块电性连接；管理监控系统，所述管理监控系统与动力电池电性双向连接；本发明实施监控电池组温度，并将电池组温度与预设温度值对比，若发生低于或超过预设温度值时，对动力电池的环境温度进行实时监测，并结合低压电池对动力电池进行一定程度的保温，有效的延长了动力电池的使用寿命，通过实时控制电机的实际功率输出使动力电池的实际放电功率限制在动力电池的最大允许放电功率之下，从而控制动力电池超限功率的产生，进而提高了动力电池的安全性及可靠性。

Description

一种新能源车动力电池热管理系统
技术领域
本发明涉及新能源车技术领域，具体为一种新能源车动力电池热管理系统。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料。
新能源车电池性能、寿命和安全性均与环境温度密切相关，环境温度过高或过低，均会影响电池的工作性能，电池工作中产生的热量累积，会造成各处温度不均匀从而影响电池单体的一致性，从而降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥，降低了动力电池的安全性及可靠性，不能在紧急状态下对其进行自我保护，为此，我们提出一种新能源车动力电池热管理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源车动力电池热管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源车动力电池热管理系统，包括，
动力电池系统，包括动力电池，所述动力电池一侧设有散热器，所述散热器通过管路与膨胀水箱连接，所述膨胀水箱的输出管路上设有调节阀；
上位系统，所述上位系统与动力电池电性连接，包括主控模块，所述主控模块与电池组管理模块电性连接；
管理监控系统，所述管理监控系统与动力电池电性双向连接，且所述管理监控系统包括控制模块，用于接收和处理来自运行数据计算模块的数据和数据收集模块的数据，并根据获得的数据对比预设温度值采取相应的控制模式，所述控制模块的输出端与数据计算模块电性连接。
进一步地，所述膨胀水箱通过输出管路与制冷交换器连接，所述制冷交换器通过管路与压缩机连接，所述压缩机的输出端与冷凝器的输入端连接，所述动力电池上设有温度传感器，所述膨胀水箱的输出管路上设有流量计。
进一步地，所述膨胀水箱的输出管路上设有水泵，所述水泵通过电机控制工作，所述电机与电机控制器电性连接，所述电机控制器与直流转换器电性连接，所述动力电池一侧设有降温的冷却板。
进一步地，所述主控模块与强电安全保护模块电性连接，且所述主控模块的输出端与触控模块和时钟模块电性连接，所述时钟模块通过备用电池对其进行供电，所述主控模块与操控模块电性连接，所述电机控制器的输出端与主控模块电性连接。
进一步地，所述数据计算模块的输出端与温度监测模块电性连接，所述控制模块分别与数据获取模块、过热保护模块和接口模块电性连接，所述数据获取模块对用于获得电池组的温度情况，所述过热保护模块用于在高温下停止动力电池的持续工作，所述接口模块用于连接外部电气元件。
进一步地，所述动力电池与保护系统电性连接，所述保护系统包括数据采集模块，所述数据采集模块的输出端与处理控制模块电性连接，所述处理控制模块的输入端与调整模块电性连接，所述调整模块的输入端与监控模块电性连接。
进一步地，所述控制模块的控制方式包括高温下电池冷却控制模式、低温下电池加热控制模式，所述数据获取模块按预定周期获取数据。
进一步地，所述过热保护模块为过热保护器，所述膨胀水箱的输送管路上均安装有电磁阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明增加保护系统和管理监控系统，实施监控电池组温度，并将电池组温度与预设温度值对比，若发生低于或超过预设温度值时，可通过加热或冷却的控制方式保持电池组在适合的温度下工作，使电池不易损坏，对动力电池的环境温度进行实时监测，并结合低压电池对动力电池进行一定程度的保温，有效的延长了动力电池的使用寿命，通过实时控制电机的实际功率输出使动力电池的实际放电功率限制在动力电池的最大允许放电功率之下，从而控制动力电池超限功率的产生，进而提高了动力电池的安全性及可靠性。
附图说明
图1为本发明热管理系统框图；
图2为本发明上位系统框图；
图3为本发明管理监控系统框图；
图4为本发明保护系统框图。
图中：101、动力电池；102、散热器；103、膨胀水箱；104、冷却板；105、温度传感器；106、调节阀；107、制冷交换器；108、压缩机；109、冷凝器；110、流量计；111、水泵；112、直流转换器；113、电机控制器；114、电机；201、主控模块；202、电池组管理模块；203、强电安全保护模块；204、触控模块；205、时钟模块；206、备用电池；207、操控模块；300、管理监控系统；301、控制模块；302、数据计算模块；303、温度监测模块；304、过热保护模块；305、数据获取模块；306、接口模块；400、保护系统；401、数据采集模块；402、处理控制模块；403、调整模块；404、监控模块。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种新能源车动力电池热管理系统，包括，动力电池系统，包括动力电池101，动力电池101一侧设有散热器102，散热器102通过管路与膨胀水箱103连接，膨胀水箱103的输出管路上设有调节阀106；上位系统，上位系统与动力电池101电性连接，包括主控模块201，主控模块201与电池组管理模块202电性连接；管理监控系统300，管理监控系统300与动力电池101电性双向连接，且管理监控系统300包括控制模块301，用于接收和处理来自运行数据计算模块302的数据和数据收集模块的数据，并根据获得的数据对比预设温度值采取相应的控制模式，控制模块301的输出端与数据计算模块302电性连接。
请参阅图1，膨胀水箱103通过输出管路与制冷交换器107连接，制冷交换器107通过管路与压缩机108连接，压缩机108的输出端与冷凝器109的输入端连接，动力电池101上设有温度传感器105，用于传递动力电池101上相关点的温度信号，膨胀水箱103的输出管路上设有流量计110。
请参阅图1，膨胀水箱103的输出管路上设有水泵111，水泵111通过电机114控制工作，电机114与电机控制器113电性连接，电机控制器113与直流转换器112电性连接，动力电池101一侧设有降温的冷却板104。
请参阅图2，主控模块201与强电安全保护模块203电性连接，且主控模块201的输出端与触控模块204和时钟模块205电性连接，时钟模块205通过备用电池206对其进行供电，主控模块201与操控模块207电性连接，电机控制器113的输出端与主控模块201电性连接。
请参阅图3，数据计算模块302的输出端与温度监测模块303电性连接，实时监测所述动力电池的实际放电功率，并求取所述实际放电功率与所述最大允许放电功率的差值，控制模块301分别与数据获取模块305、过热保护模块304和接口模块306电性连接，用于在新能源汽车运行后，实时获取动力电池的最大允许放电功率及电力传输过程中的功率损耗，并基于二者求取电机的最大需求功率，数据获取模块305对用于获得电池组的温度情况，过热保护模块304用于在高温下停止动力电池的持续工作，接口模块306用于连接外部电气元件。
请参阅图4，动力电池与保护系统400电性连接，保护系统400包括数据采集模块401，数据采集模块401的输出端与处理控制模块402电性连接，处理控制模块402的输入端与调整模块403电性连接，用于当所述超限功率大于预设功率阈值时，将当前求取的最大需求功率乘以一个小于0.5且可调整的系数，对动力电池101进行有效的自身保护，电池组温度与预设温度值对比，若发生低于或超过预设温度值时，可通过加热或冷却的控制方式保持电池组在适合的温度下工作，使电池不易损坏，调整模块403的输入端与监控模块404电性连接，监控模块404用于实时监控动力电池101的发热功率，在过热情况发生时，及时通过散热器102对其进行降温，保护动力电池101。
控制模块301的控制方式包括高温下电池冷却控制模式、低温下电池加热控制模式，数据获取模块305按预定周期获取数据。
过热保护模块304为过热保护器，膨胀水箱103的输送管路上均安装有电磁阀。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种新能源车动力电池热管理系统，其特征在于：包括，
动力电池系统，包括动力电池(101)，所述动力电池(101)一侧设有散热器(102)，所述散热器(102)通过管路与膨胀水箱(103)连接，所述膨胀水箱(103)的输出管路上设有调节阀(106)；
上位系统，所述上位系统与动力电池(101)电性连接，包括主控模块(201)，所述主控模块(201)与电池组管理模块(202)电性连接；
管理监控系统(300)，所述管理监控系统(300)与动力电池电性双向连接，且所述管理监控系统(300)包括控制模块(301)，用于接收和处理来自运行数据计算模块(302)的数据和数据收集模块的数据，并根据获得的数据对比预设温度值采取相应的控制模式，所述控制模块(301)的输出端与数据计算模块(302)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源车动力电池热管理系统，其特征在于：所述膨胀水箱(103)通过输出管路与制冷交换器(107)连接，所述制冷交换器(107)通过管路与压缩机(108)连接，所述压缩机(108)的输出端与冷凝器(109)的输入端连接，所述动力电池(101)上设有温度传感器(105)，所述膨胀水箱(103)的输出管路上设有流量计(110)。
3.根据权利要求2所述的一种新能源车动力电池热管理系统，其特征在于：所述膨胀水箱(103)的输出管路上设有水泵(111)，所述水泵(111)通过电机(114)控制工作，所述电机(114)与电机控制器(113)电性连接，所述电机控制器(113)与直流转换器(112)电性连接，所述动力电池(101)一侧设有降温的冷却板(104)。
4.根据权利要求3所述的一种新能源车动力电池热管理系统，其特征在于：所述主控模块(201)与强电安全保护模块(203)电性连接，且所述主控模块(201)的输出端与触控模块(204)和时钟模块(205)电性连接，所述时钟模块(205)通过备用电池(206)对其进行供电，所述主控模块(201)与操控模块(207)电性连接，所述电机控制器(113)的输出端与主控模块(201)电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种新能源车动力电池热管理系统，其特征在于：所述数据计算模块(302)的输出端与温度监测模块(303)电性连接，所述控制模块(301)分别与数据获取模块(305)、过热保护模块(304)和接口模块(306)电性连接，所述数据获取模块(305)对用于获得电池组的温度情况，所述过热保护模块(304)用于在高温下停止动力电池的持续工作，所述接口模块(306)用于连接外部电气元件。
6.根据权利要求5所述的一种新能源车动力电池热管理系统，其特征在于：所述动力电池与保护系统(400)电性连接，所述保护系统(400)包括数据采集模块(401)，所述数据采集模块(401)的输出端与处理控制模块(402)电性连接，所述处理控制模块(402)的输入端与调整模块(403)电性连接，所述调整模块(403)的输入端与监控模块(404)电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种新能源车动力电池热管理系统，其特征在于：所述控制模块(301)的控制方式包括高温下电池冷却控制模式、低温下电池加热控制模式，所述数据获取模块(305)按预定周期获取数据。
8.根据权利要求7所述的一种新能源车动力电池热管理系统，其特征在于：所述过热保护模块(304)为过热保护器，所述膨胀水箱(103)的输送管路上均安装有电磁阀。
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