CN114963655A - 低热惯性的锂电池冷却液存储系统 - Google Patents

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CN114963655A CN202210665972.7A CN202210665972A CN114963655A CN 114963655 A CN114963655 A CN 114963655A CN 202210665972 A CN202210665972 A CN 202210665972A CN 114963655 A CN114963655 A CN 114963655A
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袁晓红
田默涵
孟国栋
苏楚奇
刘珣
汪怡平
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Abstract

发明公开了一种低热惯性的锂电池冷却液存储系统，电池箱的冷却液出口通过1#三通阀分别与PCM储液罐和加热储液罐的冷却液进口连接、冷却液进口分别与散热器和恒温加热器的冷却液出口连接，PCM储液罐和加热储液罐的冷却液补充口分别通过各自的调速泵与各自的补液罐连接、冷却液出口通过高温泵和2#三通阀分别与散热器和恒温加热器的冷却液进口连接，电池箱、PCM储液罐、加热储液罐和2#三通阀均设有温度传感器；控制器根据温度传感器上传的各位置冷却液温度，控制1#三通阀、2#三通阀、调速泵、高温泵、加热机构、恒温加热器、风扇，使当前车况下电池箱内冷却液温度处于最佳温度区间。本发明能将锂电池工作温度控制在合适区间，有效降低热惯性。

Description

低热惯性的锂电池冷却液存储系统
技术领域
本发明属于新能源汽车热管理领域，具体涉及一种低热惯性的锂电池冷却液存储系统。
背景技术
为纯电动汽车提供电能的动力电池瓶颈问题日益突出，如果动力电池组长时间工作在比较恶劣的热环境中，会造成各处温度不均匀，影响动力电池单体的一致性，从而降低动力电池充放电循环效率，影响动力电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响系统安全性与可靠性。现有的动力电池冷却系统在夏季气候炎热和冬季气候极低时对温度的控制较为有限，在动力电池启停时仍然存在启动温度不合适，影响使用寿命问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低热惯性的锂电池冷却液存储系统，本发明能将锂电池工作温度控制在合适区间，有效降低热惯性较大的问题，提高锂电池的安全性和工作效率。
本发明所采用的技术方案是：
一种低热惯性的锂电池冷却液存储系统，包括控制器、带有冷却液通道的电池箱、包覆有相变材料的PCM储液罐、带有加热机构的加热储液罐、带有风扇的散热器、恒温加热器；电池箱的冷却液出口通过1#三通阀分别与PCM储液罐和加热储液罐的冷却液进口连接、冷却液进口分别与散热器和恒温加热器的冷却液出口连接，PCM储液罐和加热储液罐的冷却液补充口分别通过各自的调速泵与各自的补液罐连接、冷却液出口通过高温泵和2#三通阀分别与散热器和恒温加热器的冷却液进口连接，电池箱、PCM储液罐、加热储液罐和2#三通阀上游附近均设有温度传感器；控制器根据温度传感器上传的各位置冷却液温度，控制1#三通阀和2#三通阀的开合、调速泵和高温泵的流量、加热机构和恒温加热器的功率、风扇的转速，使当前车况下电池箱内冷却液温度处于最佳温度区间。
进一步地，在高温环境下，1#三通阀和2#三通阀分别切换至投入PCM储液罐和散热器，冷却液在电池箱内吸收余热、废热后进入PCM储液罐，相变材料吸收高温冷却液的热量并储存，使PCM储液罐中的冷却液保持在适宜的温度范围内，当电堆产热增多冷却液温度升高到一定范围后，控制器开启调速泵，使补液罐向PCM储液罐输送常温冷却液，从而降低PCM储液罐中的冷却液温度，当电堆处于极端工况产热增多，冷却液温度超出临界值时，控制器增大调速泵流量、增大风扇转速，加强对冷却液散热；在冬季温度较低时，1#三通阀和2#三通阀分别切换至投入加热储液罐和恒温加热器，从电池箱流出的冷却进入加热储液罐，通过加热机构进行快速加热，然后进入恒温加热器进行加热保温，使冷却液温度符合锂电池的工作温度范围。
优选地，恒温加热器采用PTC加热器。
优选地，控制器与整车系统通过CAN通信。
优选地，PCM储液罐上的相变材料采用泡沫金属板的封装形式；或者，采用金属壳体的封装形式并在金属壳体内部设置导热结构，导热结构采用铝合金或铜合金、呈片状或管状。
优选地，PCM储液罐上的相变材料采用单种相变材料；或者，采用复合相变材料。
优选地，PCM储液罐和加热储液罐呈筒状；或者，呈立方体状。
本发明的有益效果是：
本发明在高温作时通过PCM的融化吸收多余热量，即使燃料电池车处于停车状态也能长时间保持一定温度，使锂电池快速达到最佳效率点，在低温时通过加热机构和恒温加热器进行加热保温，使冷却液温度符合锂电池的工作温度范围，本发明能将锂电池工作温度控制在合适区间，有效降低热惯性较大的问题，提高锂电池的安全性和工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例中低热惯性的锂电池冷却液存储系统的结构示意图。
图中：1-电池箱；2-1#三通阀；3-PCM储液罐；4-加热储液罐；5-高温泵；6-2#三通阀；7-散热器；8-恒温加热器；9-风扇；10-加热储液罐的补液罐；11-PCM储液罐的补液罐；12-加热储液罐的调速泵；13-PCM储液罐的调速泵；14-温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种低热惯性的锂电池冷却液存储系统，包括控制器、带有冷却液通道的电池箱、包覆有相变材料的PCM储液罐、带有加热机构的加热储液罐、带有风扇的散热器、恒温加热器；电池箱的冷却液出口通过1#三通阀分别与PCM储液罐和加热储液罐的冷却液进口连接、冷却液进口分别与散热器和恒温加热器的冷却液出口连接，PCM储液罐和加热储液罐的冷却液补充口分别通过各自的调速泵与各自的补液罐连接、冷却液出口通过高温泵和2#三通阀分别与散热器和恒温加热器的冷却液进口连接，电池箱、PCM储液罐、加热储液罐和2#三通阀上游附近均设有温度传感器；控制器根据温度传感器上传的各位置冷却液温度，控制1#三通阀和2#三通阀的开合、调速泵和高温泵的流量、加热机构和恒温加热器的功率、风扇的转速，使当前车况下电池箱内冷却液温度处于最佳温度区间。
在本实施例中：在高温环境下，1#三通阀和2#三通阀分别切换至投入PCM储液罐和散热器，冷却液在电池箱内吸收余热、废热后进入PCM储液罐，相变材料吸收高温冷却液的热量并储存，使PCM储液罐中的冷却液保持在适宜的温度范围内，当电堆产热增多冷却液温度升高到一定范围后，控制器开启调速泵，使补液罐向PCM储液罐输送常温冷却液，从而降低PCM储液罐中的冷却液温度，当电堆处于极端工况产热增多，冷却液温度超出临界值时，控制器增大调速泵流量、增大风扇转速，加强对冷却液散热；在冬季温度较低时，1#三通阀和2#三通阀分别切换至投入加热储液罐和恒温加热器，从电池箱流出的冷却进入加热储液罐，通过加热机构进行快速加热，然后进入恒温加热器进行加热保温，使冷却液温度符合锂电池的工作温度范围。
在本实施例中，优选地，恒温加热器采用PTC加热器。恒温加热器还可以采用其它的设备，具体根据实际的需求设置。
在本实施例中，优选地，控制器与整车系统通过CAN通信。
在本实施例中，优选地，PCM储液罐上的相变材料采用泡沫金属板的封装形式；或者，采用金属壳体的封装形式并在金属壳体内部设置导热结构，导热结构采用铝合金或铜合金、呈片状或管状。相变材料还可以采用其它的封装形式，具体根据实际的需求设置。
在本实施例中，优选地，PCM储液罐上的相变材料采用单种相变材料；或者，采用复合相变材料。
在本实施例中，优选地，PCM储液罐和加热储液罐呈筒状；或者，呈立方体状。PCM储液罐和加热储液罐还可以采用其它的形状，具体根据实际的需求设置。
本发明在高温作时通过PCM的融化吸收多余热量，即使燃料电池车处于停车状态也能长时间保持一定温度，使锂电池快速达到最佳效率点，在低温时通过加热机构和恒温加热器进行加热保温，使冷却液温度符合锂电池的工作温度范围，本发明能将锂电池工作温度控制在合适区间，有效降低热惯性较大的问题，提高锂电池的安全性和工作效率。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种低热惯性的锂电池冷却液存储系统，其特征在于：包括控制器、带有冷却液通道的电池箱、包覆有相变材料的PCM储液罐、带有加热机构的加热储液罐、带有风扇的散热器、恒温加热器；电池箱的冷却液出口通过1#三通阀分别与PCM储液罐和加热储液罐的冷却液进口连接、冷却液进口分别与散热器和恒温加热器的冷却液出口连接，PCM储液罐和加热储液罐的冷却液补充口分别通过各自的调速泵与各自的补液罐连接、冷却液出口通过高温泵和2#三通阀分别与散热器和恒温加热器的冷却液进口连接，电池箱、PCM储液罐、加热储液罐和2#三通阀上游附近均设有温度传感器；控制器根据温度传感器上传的各位置冷却液温度，控制1#三通阀和2#三通阀的开合、调速泵和高温泵的流量、加热机构和恒温加热器的功率、风扇的转速，使当前车况下电池箱内冷却液温度处于最佳温度区间。
2.如权利要求1所述的低热惯性的锂电池冷却液存储系统，其特征在于：在高温环境下，1#三通阀和2#三通阀分别切换至投入PCM储液罐和散热器，冷却液在电池箱内吸收余热、废热后进入PCM储液罐，相变材料吸收高温冷却液的热量并储存，使PCM储液罐中的冷却液保持在适宜的温度范围内，当电堆产热增多冷却液温度升高到一定范围后，控制器开启调速泵，使补液罐向PCM储液罐输送常温冷却液，从而降低PCM储液罐中的冷却液温度，当电堆处于极端工况产热增多，冷却液温度超出临界值时，控制器增大调速泵流量、增大风扇转速，加强对冷却液散热；在冬季温度较低时，1#三通阀和2#三通阀分别切换至投入加热储液罐和恒温加热器，从电池箱流出的冷却进入加热储液罐，通过加热机构进行快速加热，然后进入恒温加热器进行加热保温，使冷却液温度符合锂电池的工作温度范围。
3.如权利要求1所述的低热惯性的锂电池冷却液存储系统，其特征在于：恒温加热器采用PTC加热器。
4.如权利要求1所述的低热惯性的锂电池冷却液存储系统，其特征在于：控制器与整车系统通过CAN通信。
5.如权利要求1所述的低热惯性的锂电池冷却液存储系统，其特征在于：PCM储液罐上的相变材料采用泡沫金属板的封装形式；或者，采用金属壳体的封装形式并在金属壳体内部设置导热结构，导热结构采用铝合金或铜合金、呈片状或管状。
6.如权利要求1所述的低热惯性的锂电池冷却液存储系统，其特征在于：PCM储液罐上的相变材料采用单种相变材料；或者，采用复合相变材料。
7.如权利要求1所述的低热惯性的锂电池冷却液存储系统，其特征在于：PCM储液罐和加热储液罐呈筒状；或者，呈立方体状。
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