CN113291205A - 一种新能源汽车级联电池管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车级联电池管理方法，该方法包括：工作过程中，级联电池管理系统感受外界温度与级联电池温度，当外界温度正常，电池温度正常时，或外界温度无论高低，电池温度正常时，级联电池管理系统不工作；当级联电池管理系统感受到外界温度较高，且电池温度也较高时，高温下电池存在自燃风险，此时级联电池管理系统启动为电池降温，同时将电池产生的温度进行储存；当级联电池管理系统感受到外界温度较低。优点在于：本发明在高原地区新能源汽车使用过程中，更好的管控电池温度，并将电池自身产生的热量进行储存，并在夜间行驶时进行释放为电池加热，大大提高了汽车的续航里程，同时自行调节控温速度，更加智能。

Description

一种新能源汽车级联电池管理方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池管理技术领域，尤其涉及一种新能源汽车级联电池管理方法。
背景技术
随着工业与经济的不断发展，我们的交通工具也在不断的升级，现如今汽车已经成为常用的代步工具之一，截止目前我国的机动车保有量达到3.73亿量，而传统的内燃气机动车的尾气排放一直是破坏环境的重要因素一直，因此新能源汽车应运而生，新能源汽车的供能部件为电池，而电能可通过可再生能源获得，极大的保障了环境，行驶时新能源汽车的电池会放出较大热量，电池的温度直接影响着电池的寿命与工作效率，新能源汽车的电池温度一般由管理系统进行管控；
现有技术中，现有的管理系统只能简单的在电池过热时进行降温，在电池温度较低时，通过自身电能进行加热，而在温差较大的地区，如高原地区，在日间行驶需要对电池降温，而在夜间行驶需要对电池进行加热，频繁的消耗电池的电能，导致汽车续航里程明显缩短，为此，我们提出了一种新能源汽车级联电池管理方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中电池加热与降温消耗自身能量的问题，而提出的一种新能源汽车级联电池管理方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种新能源汽车级联电池管理方法，该方法包括：
工作过程中，级联电池管理系统感受外界温度与级联电池温度，当外界温度正常，电池温度正常时，或外界温度无论高低，电池温度正常时，级联电池管理系统不工作；
当级联电池管理系统感受到外界温度较高，且电池温度也较高时，高温下电池存在自燃风险，此时级联电池管理系统启动为电池降温，同时将电池产生的温度进行储存；
当级联电池管理系统感受到外界温度较低，且电池温度亦较低时，电池工作效率较低，此时级联电池管理系统启动将储存的温度释放，为电池加热。
上述的一种新能源汽车级联电池管理方法所涉及的级联电池管理系统，包括：泵液循环机构、换热机构、感温机构、循环管、换热管、换热块、泵液筒，所述换热块固定连接在级联电池上表面，所述换热管设置有若干个，所述换热管贯穿换热块且两端均延伸至所述换热块外部，所述换热管位于换热块外部的一端与所述泵液筒贯穿固定连接，所述循环管设置有若干个，所述循环管一端与泵液筒贯穿固定连接，另一端与所述换热管远离泵液筒的一端固定连接，所述泵液循环机构设置在泵液筒内，所述换热机构设置在换热块内，所述感温机构设置在换热块上表面。
在上述的新能源汽车级联电池管理方法中，所述泵液循环机构包转轴、泵液板、驱动电机，所述驱动电机通过螺栓固定连接在泵液筒侧壁，所述转轴与驱动电机的输出端焊接，所述转轴与泵液筒通过轴承贯穿转动连接，所述泵液板与转轴位于所述泵液筒内的一段焊接。
在上述的新能源汽车级联电池管理方法中，所述换热机构包括隔热板、第一换热孔、第二换热孔，所述隔热板胶合在换热块内侧壁，所述隔热板开设有若干第一换热孔、第二换热孔。
在上述的新能源汽车级联电池管理方法中，所述感温机构包括感温块、滑动板、第一导电块、第二导电块、第一弹簧、记忆金属、金属块、热敏电阻、电磁铁、调节块、调节机构，所述感温块与换热块上表面固定连接，所述滑动板、调节块均滑动套接在所述感温块内，所述调节块与感温块内侧壁之间固定连接有若干第一弹簧，所述调节块与滑动板之间固定连接有若干记忆金属，所述热敏电阻与级联电池胶合，所述电磁铁胶合在感温块内侧壁，所述电磁铁与热敏电阻通过导线串联，所述感温块内顶壁与内顶壁均镶嵌有第二导电块，所述滑动板上表面与下表面均镶嵌有第一导电块，所述金属块胶合在调节块侧壁，所述调节机构设置在调节块内。
在上述的新能源汽车级联电池管理方法中，所述调节机构包括滑动槽、金属板、第二弹簧、安装槽、电阻线圈，所述调节块通过滑动槽滑动套接有金属板，所述第二弹簧设置在所述金属板与调节块内侧壁之间，所述安装槽开设在调节块内顶壁，所述电阻线圈设置在安装槽内，所述金属板与电阻线圈接触，所述电阻线圈、金属板、第一导电块、第二导电块、驱动电机通过导线电连接。
在上述的新能源汽车级联电池管理方法中，所述隔热板为玻璃纤维材质，所述换热块内填充有冷却液，所述换热块位于隔热板上部的内侧壁涂设有隔热保温涂层。
在上述的新能源汽车级联电池管理方法中，所述循环管、换热管、第一换热孔内均设置有单向阀，所述第二换热孔内设置有电磁阀，所述循环管、换热管内均填充有冷却液。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、通过设置感温机构感受外界温度与电池温度，通过外界温度与电池自身的温度进行感应，当电池温度较低或较高时，及时的驱动冷却液为电池加热或降温，保障了电池的正常运行，始终保持最佳的工作状态；
2、通过设置换热机构，在温差较大地区，当日间行车外界温度高时，此时电池温度过高时，此时泵液循环机构正向驱动，从而使得冷却液循环为电池降温，同时将电池产生的热量进行存储，而当夜间行车车外温度较低时，此时刚启动汽车时，电池温度较低，无法达到最佳工作状态，此时驱动泵液循环机构反向驱动，从而使得存储的热量释放，为电池加热，有效的利用了电池自身工作产生的多余的热量为其进行加热，从而不需要消耗电池自身的能量，在保障了电池的正常工作温度的同时，极大的降低了电池的能耗，大大的提高了新能源汽车的续航里程；
3、当外界温度较高，电池温度较低，外界温度较低，电池温度较高时，此时电池会随着工作温度逐渐恢复正常，泵液循环机构在两种状态下均不会启动，避免多余能量的消耗，极大的节约了能源；
4、通过设置热敏电阻，感受电池温度，并通过调节机构对泵液循环机构的泵液速度进行调整，根据电池的温度调整冷却液的循环速度，当电池温度过高或过低时，具有较快的循环速度，更快的为电池进行升温与降温，更加智能。
附图说明
图1为本发明提出的级联电池管理系统的结构示意图；
图2为本发明提出的级联电池管理系统的剖视图；
图3为图2中的A处放大图；
图4为图2中的B处放大图；
图5为图2中的C处放大图；
图6为本发明提出的级联电池管理系统中感温机构的结构示意图；
图7为本发明提出的级联电池管理系统中感温机构的剖视图；
图8为本发明提出的级联电池管理系统的电路连接示意图；
图9为本发明提出的级联电池管理系统的管路走向图。
图中：1级联电池、2换热块、201隔热板、202第一换热孔、203第二换热孔、205电磁阀、3泵液筒、301转轴、302泵液板、303驱动电机、4感温块、401滑动板、402第一导电块、403第二导电块、404第一弹簧、405记忆金属、406金属块、5热敏电阻、501电磁铁、6循环管、7换热管、8调节块、801滑动槽、802金属板、803第二弹簧、804安装槽、805电阻线圈。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
一种新能源汽车级联电池管理方法，该方法包括：
工作过程中，级联电池管理系统感受外界温度与级联电池1温度，当外界温度正常，电池温度正常时，或外界温度无论高低，电池温度正常时，级联电池管理系统不工作；
当级联电池管理系统感受到外界温度较高，且电池温度也较高时，高温下电池存在自燃风险，此时级联电池管理系统启动为电池降温，同时将电池产生的温度进行储存；
当级联电池管理系统感受到外界温度较低，且电池温度亦较低时，电池工作效率较低，此时级联电池管理系统启动将储存的温度释放，为电池加热。
参照图1-9，上述的一种新能源汽车级联电池管理方法所涉及的级联电池管理系统，包括：泵液循环机构、换热机构、感温机构、循环管6、换热管7、换热块2、泵液筒3，换热块2固定连接在级联电池1上表面，换热管7设置有若干个，换热管7贯穿换热块2且两端均延伸至换热块2外部，换热管7位于换热块2外部的一端与泵液筒3贯穿固定连接，如图9所示，换热管7位于换热块2内的分为两段螺旋状，一段位于隔热板201上方，一段位于隔热板202下方，循环管6、换热管7均设置有单向阀，循环管内的单向阀设置在其两段螺旋状管路的两端，现在内部冷却液只能单向流动，且上下两端可流动的方向相反，即泵液循环机构的正向与反向驱动即可控制冷却液从循环管6的上方管路通过还是从其下方管路通过，循环管6设置有若干个，循环管6一端与泵液筒3贯穿固定连接，如图9所示，循环管6位于泵液筒3与换热管7之间的一段与级联电池1表面相接触，另一端与换热管7远离泵液筒3的一端固定连接，泵液循环机构设置在泵液筒3内，换热机构设置在换热块2内，感温机构设置在换热块2上表面，循环管6、换热管7内均填充有冷却液。
泵液循环机构包转轴301、泵液板302、驱动电机303，驱动电机303通过螺栓固定连接在泵液筒3侧壁，转轴301与驱动电机303的输出端焊接，转轴301与泵液筒3通过轴承贯穿转动连接，泵液板302与转轴301位于泵液筒3内的一段焊接，通过驱动电机303带动泵液板302转动，从而驱动循环管6内冷却液正向或反向循环。
换热机构包括隔热板201、第一换热孔202、第二换热孔203，隔热板201胶合在换热块2内侧壁，隔热板201开设有若干第一换热孔202、第二换热孔203，第一换热孔202内设置有单向阀，第一换热孔202内的单向阀仅允许冷却液从隔热板201下方流向上方，第二换热孔203内设置有电磁阀205，如图8所示，其连接在其中一组第一导电块402与电阻线圈805之间，当驱动电机303正向通电时，其打开，当进行散热时，隔热板201下方冷却液温度升高，通过热对流，从而使得下方的温度较高的冷却液通过第一换热孔202流向上方对热量进行存储，而上方温度较低的冷却液通过第二换热孔203流向下方，从而对换热管7内的冷却液进行降温，从而对电池进行降温。
感温机构包括感温块4、滑动板401、第一导电块402、第二导电块403、第一弹簧404、记忆金属405、金属块406、热敏电阻5、电磁铁501、调节块8、调节机构，感温块4与换热块2上表面固定连接，滑动板401、调节块8均滑动套接在感温块4内，调节块8与感温块4内侧壁之间固定连接有若干第一弹簧404，调节块8与滑动板401之间固定连接有若干记忆金属405，热敏电阻5与级联电池1胶合，电磁铁501胶合在感温块4内侧壁，电磁铁501与热敏电阻5通过导线串联，感温块4内顶壁与内顶壁均镶嵌有第二导电块403，滑动板401上表面与下表面均镶嵌有第一导电块402，金属块406胶合在调节块8侧壁，调节机构设置在调节块8内，如图7所示，两个第二导电块403错位设置，记忆金属405的形变临界温度为0-5℃，温度低于5℃时记忆金属405形变收缩，热敏电阻5的阻值会随着温度的升高为降低，从而使得级联电池1的温度越高，电磁铁501产生的磁力越大，从而通过电磁铁501的磁力与记忆金属405的形变控制系统是否对级联电池1进行降温或升温。
调节机构包括滑动槽801、金属板802、第二弹簧803、安装槽804、电阻线圈805，调节块8通过滑动槽801滑动套接有金属板802，第二弹簧803设置在金属板802与调节块8内侧壁之间，安装槽804开设在调节块8内顶壁，电阻线圈805设置在安装槽804内，金属板802与电阻线圈805接触，电阻线圈805、金属板802、第一导电块402、第二导电块403、驱动电机303通过导线电连接，如图8所示，第一导电块402通过导线连接有一个二极管与电磁阀205后，再与电阻线圈805的两端连接，金属板802通过导线与电源连接，两个第二导电块403并联后再与驱动电机303并联，驱动电机303与电源直接连接，且两个二极管的方向相反，电源为交流电源，频率为50Hz，从而使得不同的第一导电块402与第二导电块403接触后，即可使得驱动电机303正向与反向通电，改变其转向，从而改变冷却液的流动方向，控制其为级联电池1加热或降温。
隔热板201为玻璃纤维材质，玻璃纤维材质可以更好的将隔热板201上下方的热量进行隔离，换热块2位于隔热板201上部的内侧壁涂设有隔热保温涂层，通过隔热板201与保温涂层的配合，有效的对电池的热量进行储存，避免外泄，换热块2内填充有冷却液。
本发明的级联电池管理系统工作过程中，日间时，当汽车刚刚启动时，此时外界温度较高，而电池温度较低时，此时热敏电阻5的阻值较大，电磁铁501磁力较小，从而使得第一弹簧404处于较小拉伸状态，而记忆金属405处于伸展状态，此时滑动板401位于两个第二导电块403中间位置，任一第一导电块402均不与第二导电块403接触，此时驱动电机303处于停机状态；
随着汽车的行驶，电池不断的向外释放能量，其自身也会产生较大的热量，随着电池的温度不断升高，升高超过额定值时，此时热敏电阻5的阻值较小，电磁铁501的磁力较大，对金属块406的磁吸引力较大，从而使得第一弹簧404的伸展程度较大，调节块8更加靠近电磁铁501，同时，记忆金属405处于伸展状态，此时滑动板401下方的第一导电块402与位于温控块4内底壁的第二导电块403接触，从而使得驱动电机303逆时针转动，从而通过转轴301带动泵液板302逆时针转动，从而驱动循环管6内的冷却液正向流动，此时由于单向阀的设置，正向流动冷却液会进入换热管7位于隔热板201下方的一段，从而通过循环管6内的冷却液带走电池表面的热量，为其降温，同时通过换热管7将热量传递至换热块2内的冷却液，同时，电磁阀205通电打开，此时隔热板201下方的冷却液温度升高，由热对流的原理，隔热板201下方的温度较高的冷却液通过第一换热孔202流向上方对热量进行存储，而隔热板201上方温度较低的冷却液通过第二换热孔203流向下方，从而对换热管7内的冷却液进行降温；
同时，当温度越高时，热敏电阻5的阻值越小，使得电磁铁501的磁力越大，从而对金属板802的磁吸引力越大，从而使得金属板802更加靠近电磁铁501，改变其与电阻线圈805的接触位置，减小电阻线圈805接入电路的电阻，增大驱动电机303的功率，从而提高泵液速度；
夜间时，当汽车刚刚启动时，此时外界温度低，电池温度较低，此时热敏电阻5温度较低，从而使得电磁铁501磁力较小，调节块8远离电磁铁501，且记忆金属405处于收缩状态，从而使得滑动板401靠近调节块8，此时滑动板401上方的第一导电块402与位于温控块4内顶壁的第二导电块403接触，从而使得驱动电机3反向通电，顺时针转动，从而驱动循环管6内的冷却液反向流动，由于换热管8内的单向阀的设置，反向流动冷却液会进入换热管7位于隔热板201上方的一段，从而吸收已经存储的热量，为电池进行加热；
同时，此时由于电路的连接，当电池温度越低时，电磁铁501产生的磁力越弱，从而对金属板802的磁吸引力越小，在第二弹簧803弹力作用下，从而使得金属板802更加远离电磁铁501，改变其与电阻线圈805的接触位置，减小电阻线圈805接入电路的电阻，增大驱动电机303的功率，从而提高泵液速度，更快的为电池升温，保障其正常的工作温度；
当电池温度趋于正常时，此时外界温度低，记忆金属405处于收缩状态，而电池温度正常时，在磁力作用下，调节块8相较于温度低时更加靠近电磁铁501，此时滑动板401亦处于两个第二导电块403之间，驱动电机303处于断电状态，直至电池温度降低至需加热温度时，再次启动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源汽车级联电池管理方法，其特征在于，该方法包括：
工作过程中，级联电池管理系统感受外界温度与级联电池（1）温度，当外界温度正常，电池温度正常时，或外界温度无论高低，电池温度正常时，级联电池管理系统不工作；
当级联电池管理系统感受到外界温度较高，且电池温度也较高时，高温下电池存在自燃风险，此时级联电池管理系统启动为电池降温，同时将电池产生的温度进行储存；
当级联电池管理系统感受到外界温度较低，且电池温度亦较低时，电池工作效率较低，此时级联电池管理系统启动将储存的温度释放，为电池加热；
上述的一种新能源汽车级联电池管理方法所涉及的级联电池管理系统，其特征在于，包括：泵液循环机构、换热机构、感温机构、循环管（6）、换热管（7）、换热块（2）、泵液筒（3），所述换热块（2）固定连接在级联电池（1）上表面，所述换热管（7）设置有若干个，所述换热管（7）贯穿换热块（2）且两端均延伸至所述换热块（2）外部，所述换热管（7）位于换热块（2）外部的一端与所述泵液筒（3）贯穿固定连接，所述循环管（6）设置有若干个，所述循环管（6）一端与泵液筒（3）贯穿固定连接，另一端与所述换热管（7）远离泵液筒（3）的一端固定连接，所述泵液循环机构设置在泵液筒（3）内，所述换热机构设置在换热块（2）内，所述感温机构设置在换热块（2）上表面。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车级联电池管理方法，其特征在于：所述泵液循环机构包转轴（301）、泵液板（302）、驱动电机（303），所述驱动电机（303）通过螺栓固定连接在泵液筒（3）侧壁，所述转轴（301）与驱动电机（303）的输出端焊接，所述转轴（301）与泵液筒（3）通过轴承贯穿转动连接，所述泵液板（302）与转轴（301）位于所述泵液筒（3）内的一段焊接。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车级联电池管理方法，其特征在于：所述换热机构包括隔热板（201）、第一换热孔（202）、第二换热孔（203），所述隔热板（201）胶合在换热块（2）内侧壁，所述隔热板（201）开设有若干第一换热孔（202）、第二换热孔（203）。
4.根据权利要求2所述的一种新能源汽车级联电池管理方法，其特征在于：所述感温机构包括感温块（4）、滑动板（401）、第一导电块（402）、第二导电块（403）、第一弹簧（404）、记忆金属（405）、金属块（406）、热敏电阻（5）、电磁铁（501）、调节块（8）、调节机构，所述感温块（4）与换热块（2）上表面固定连接，所述滑动板（401）、调节块（8）均滑动套接在所述感温块（4）内，所述调节块（8）与感温块（4）内侧壁之间固定连接有若干第一弹簧（404），所述调节块（8）与滑动板（401）之间固定连接有若干记忆金属（405），所述热敏电阻（5）与级联电池（1）胶合，所述电磁铁（501）胶合在感温块（4）内侧壁，所述电磁铁（501）与热敏电阻（5）通过导线串联，所述感温块（4）内顶壁与内顶壁均镶嵌有第二导电块（403），所述滑动板（401）上表面与下表面均镶嵌有第一导电块（402），所述金属块（406）胶合在调节块（8）侧壁，所述调节机构设置在调节块（8）内。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车级联电池管理方法，其特征在于：所述调节机构包括滑动槽（801）、金属板（802）、第二弹簧（803）、安装槽（804）、电阻线圈（805），所述调节块（8）通过滑动槽（801）滑动套接有金属板（802），所述第二弹簧（803）设置在所述金属板（802）与调节块（8）内侧壁之间，所述安装槽（804）开设在调节块（8）内顶壁，所述电阻线圈（805）设置在安装槽（804）内，所述金属板（802）与电阻线圈（805）接触，所述电阻线圈（805）、金属板（802）、第一导电块（402）、第二导电块（403）、驱动电机（303）通过导线电连接。
6.根据权利要求3所述的一种新能源汽车级联电池管理方法，其特征在于，所述隔热板（201）为玻璃纤维材质，所述换热块（2）内填充有冷却液，所述换热块（2）位于隔热板（201）上部的内侧壁涂设有隔热保温涂层。
7.根据权利要求3所述的一种新能源汽车级联电池管理方法，其特征在于，所述循环管（6）、换热管（7）、第一换热孔（202）内均设置有单向阀，所述第二换热孔（203）内设置有电磁阀（205），所述循环管（6）、换热管（7）内均填充有冷却液。
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