CN202363559U - 一种电动汽车动力电池组加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动汽车动力电池组加热装置，属于电动汽车技术领域。它解决了现有技术中绝缘性能差的问题。本装置包括内部盛有加热介质的封闭容器和与车载电源连接的加热控制器，在此封闭容器上设置有进液口和出液口，并通过管子连接其进液口和出液口形成循环管路，在该循环管路中串接有水泵，循环管路的一部分与电动汽车的动力电池组相接触，封闭容器内设置感应发热部件，感应发热部件下方设置有电磁线圈，电磁线圈通过一开关器件与加热控制器电连接，电磁线圈用于产生高频交变的电磁场来使感应发热部件感应发热，加热控制器用于控制开关器件的工作为电磁线圈提供不同频率的电流。该装置将通电部分局限在发热部件之外，增强绝缘性能。

Description

一种电动汽车动力电池组加热装置

技术领域

本实用新型属于电动汽车技术领域，涉及一种电动汽车动力电池组加热装置。

背景技术

动力电池作为电动汽车的核心部件，电池的可靠性关系整车性能的质量。在冬季严寒地区使用时，动力电池的放电性能、充电接受能力都受低温环境影响而大大下降，从而影响电动汽车在严寒地区的动力性能和续驶里程。

由于动力电池对环境要求的特殊性，在温度过高或过低时都不能发挥电池的最佳效能，甚至不能正常工作。为解决上述低温环境中造成的电动电池性能问题，在冬天气温较低时，对电池组使用加热装置十分必要，也是电池热管理中重要的组成部分，传统电动汽车动力电池组的加热装置一般用电热丝或PTC材料发热，然后通过鼓风机或者循环水将热量送到电池组内，但这样的加热方式存在发热体体积较大，并且由于电阻特性进行发热的原理，发热部件本身需要通过电源，这样对整车的绝缘安全存在较大的安全隐患，在电阻加热体绝缘降低或破损情况下，容易出现车辆漏电、带电，将严重危及乘车人员的安全。

现中国专利文献公开了申请号为201010280142.X的一种纯电动汽车动力电池的加热系统及其控制方法。该加热系统包括安装于电池内的电池加热装置，所述电池加热装置设置有中空的散热片，所述散热片设置有进水口和出水口，还包括一个辅助加热器，所述辅助加热器与燃料供给装置连接，辅助加热器内设置有热交换器，热交换器的进水口通过水泵及水管与膨胀水箱的进水口相通，热交换器的出水口通过电控阀与散热片片的进水口相通。该系统的电池加热装置为传统的电阻加热方式，存在上述所说的电阻式加热具有整车绝缘安全隐患；同时增加的辅助加热器采用燃烧乙醇燃料加热作为辅助加热，虽然一定程度上加大了加热的可靠性，但乙醇作为有害气体，而其燃烧后产生的二氧化碳和为燃尽的乙醇等气体会增加汽车的碳排量，本身电动汽车的主题就是为了节约能源，保护环境的主题，这样的加热方式会加大对环境的污染不够环保。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种电动汽车动力电池组加热装置，该加热装置通过一种将通电部分局限在发热部件之外的加热方式，增强绝缘性能。

本实用新型通过下列技术方案来实现：

一种电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，它包括内部盛有加热介质的封闭容器和与车载电源连接的加热控制器，在此封闭容器上设置有进液口和出液口，并通过管子连接其进液口和出液口形成循环管路，在该循环管路中串接有水泵，上述的循环管路的一部分与电动汽车的动力电池组相接触，在所述的封闭容器内设置感应发热部件，感应发热部件下方设置有电磁线圈，电磁线圈通过一开关器件与上述的加热控制器电连接，所述的电磁线圈用于产生高频交变的电磁场来使感应发热部件感应发热，所述的加热控制器用于控制开关器件的工作为电磁线圈提供不同频率的电流。

电池组加热装置接上高压车载电源，当环境温度过低时，加热控制器控制开关器件的工作为电磁线圈提供不同频率的电源，即在电磁线圈两端加入高频信号，从而使得电磁线圈产生高频交变的磁场，利用电磁感应加热原理感应发热部件感应产生热量。封闭容器感应发热部件产生的热量通过水泵提供动力使电池组加热装置内的流动水形成流动的水循环。当水循环流过动力电池组，水里的热量与动力电池组进行热交换，从而实现动力电池组加热过程。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的加热控制器上还连接有温度传感器和水位传感器，且分别设置于封闭容器内，所述的温度传感器用于检测封闭容器内循环水的温度并传输给加热控制器，所述的水位传感器用于实时检测封闭容器内的水位并传输给加热控制器。

温度传感器对水温的实时监控和反馈方便加热控制器控制加热水温，同时，当水位传感器检测到封闭容器内的水位过低时发送检测信号给加热控制器，加热控器控制加热装置停止加热，从而使得系统更加可靠。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的加热控制器与电磁线圈之间连接为高频开关器件。加热控制器通过高频开关器件形成高频的开关信号。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的感应发热部件下部与电磁线圈靠近的部分是散热器，感应发热部件上部设置成若干个条形的散热鳍片。利用电磁感应加热原理，散热器能产生热量，散热鳍片的设计是为了增加散热面积，将散热器感应产生的热量传递开。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的电磁线圈与感应发热部件之间有绝缘材料隔离层。用于增强电磁线圈与感应发热部件的绝缘性能，且防止增强电磁线圈与感应发热部件直接接触。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的靠近电磁线圈部分的散热器选用高磁阻材料。高磁阻材料可以使感应发热部件感应加热的效率得到提高。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的动力电池组内部设置有横向贯穿动力电池组的水道，水道通过管子连接水泵和封闭容器。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的封闭容器的进液口与水泵通过管子连接，出液口与动力电池组的水道口连接。这样可以使动力电池组和封闭容器通过水泵形成动力水循环。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的动力电池组内部设置的水道为S型。这个形状的水道可以使水道跟动力电池组外表面充分接触且分布广泛，从而促使电池与水循环进行高效的热交换。

在上述的电动汽车动力电池组加热装置中，所述的高频开关器件为IGBT或继电器。

现有技术相比，本电动汽车动力电池组加热装置具有以下优点：

1、本加热装置采用电磁感应加热原理加热感应的散热片，然后通过水循环将热量传递到电动汽车动力电池组，设计的通电部分局限于电磁线圈内，发热部件与电磁圈的非接触性加热可提高整车的绝缘性能。

2、本加热装置的发热部件与电磁线圈的感应加热的频率可以做的很高，就算是很小的体积也能提供足够的能量，本装置的体积减小同时减少占用的空间。

3、本加热装置通过温度传感器和水位传感器与加热控制器连接，使动力电池组的加热温度可调且能稳定控制在一定范围内，同时也保证了封闭容器内的水位不会过低，使得系统更加安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中1、车载电源；2、加热控制器；3、开关器件；4、电磁线圈；5、感应发热部件；51、散热器；52、散热鳍片；61、水位传感器；62、温度传感器；7、动力电池组；71、水道；8、水泵；81、管子；9、封闭容器；91、进液口；92、出液口；10、隔离层。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本电动汽车动力电池组加热装置，包括内部盛有加热介质的封闭容器9和与车载电源连接的加热控制器2，在此封闭容器9上设置有进液口91和出液口92，并通过管子81连接其进液口91和出液口92形成循环管路，在该循环管路中串接有水泵8，循环管路的一部分与电动汽车的动力电池组7相接触，加热控制器2用于控制开关器件3的工作为电磁线圈4提供不同频率的电流。加热控制器2上还分别连接有温度传感器62和水位传感器61，封闭容器9与感应发热部件5的间隙内充有水溶液。动力电池组7内部设置有横向贯穿动力电池组的水道71，水道71通过管子81连接水泵8和封闭容器。封闭容器9的进液口91与水泵8通过管子81连接，出液口与动力电池组的水道口连接。这样可以使动力电池组和封闭容器通过水泵形成动力水循环。

在封闭容器9内设置感应发热部件5，感应发热部件5下方设置有电磁线圈4，电磁线圈4通过一高频开关器件3与加热控制器2电连接。高频开关器件3可以选用IGBT或继电器。电磁线圈4用于产生高频交变的电磁场来使感应发热部件5感应发热，感应发热部件5下部与电磁线圈4靠近的部分是散热器51，感应发热部件5上部设置成若干个条状的散热鳍片52。电磁线圈4与感应发热部件5之间有绝缘材料做成的隔离层10，且散热器51靠近电磁线圈4的部分选用高磁阻材料做成。

本电动汽车动力电池组7加热装置的工作原理如下：

电池组加热装置接上高压车载电源1，当环境温度过低时，加热控制器2通过控制与之连接的高频开关器件3在电磁线圈4的两端形成高频的开关信号。高频的开关信号在电磁线圈4上产生高频交变的电磁场，利用电磁感应加热原理感应发热部件5的散热器51感应产生热量。同时散热鳍片52增加散热面积，将散热器51感应产生的热量传递开。封闭容器9内感应发热部件5产生的热量通过热传递使水温上升，同时在水泵8提供的动力下，电池组加热装置内的流动水形成流动的带有热量的水循环。当水循环流过动力电池组7，水里的热量与动力电池组7进行热交换，从而实现给动力电池组7加热。

于此同时，温度传感器62实时检测水循环的水温度并传输给加热控制器2，加热控制器2与内部设定温度进行比较，并准确控制高频开关器件3的开关频率，从而有效控制循环水的加热水温。水位传感器61在加热装置进行工作时实时检测封闭容器9内的水位，并发送检测信号给加热控制器2，加热控制器2比较水位低于设定的下限值时，判断出当前封闭容器9内的水位过低，加热控制器2发送控制指令命令高频开关器件3断开，从而停止电池组加热装置进行加热工作，使得系统更加可靠。

本文中所描述的具体实施例仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了车载电源1、加热控制器2、开关器件3、电磁线圈4、感应发热部件5、散热器51、散热鳍片52、水位传感器61、温度传感器62、动力电池组7、水道71、水泵8、管子81、封闭容器9、进液口91、出液口92、隔离层10等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，它包括内部盛有加热介质的封闭容器(9)和与车载电源(1)连接的加热控制器(2)，在此封闭容器(9)上设置有进液口(91)和出液口(92)，并通过管子(81)连接其进液口(91)和出液口(92)形成循环管路，在该循环回路中串接有水泵(8)，上述的循环管路的一部分与电动汽车的动力电池组(7)相接触，在所述的封闭容器(9)内设置感应发热部件(5)，感应发热部件(5)下方设置有电磁线圈(4)，电磁线圈(4)通过一开关器件(3)与上述的加热控制器(2)电连接，所述的电磁线圈(4)用于产生高频交变的电磁场来使感应发热部件(5)感应发热，所述的加热控制器(2)用于控制开关器件(3)的工作为电磁线圈(4)提供不同频率的电流。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的加热控制器(2)上还连接有温度传感器(62)和水位传感器(61)，且分别设置于封闭容器(9)内，所述的温度传感器(62)用于检测封闭容器(9)内循环水的温度并传输给加热控制器(2)，所述的水位传感器(61)用于实时检测封闭容器(9)内的水位并传输给加热控制器(2)。

3.根据权利要求2所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的加热控制器(2)与电磁线圈(4)之间连接为高频开关器件(3)。

4.根据权利要求1或2或3所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的感应发热部件(5)下部与电磁线圈(4)靠近的部分是散热器(51)，感应发热部件(5)上部设置成若干个条形的散热鳍片(52)。

5.根据权利要求4所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的电磁线圈(4)与感应发热部件(5)之间有绝缘材料隔离层(10)。

6.根据权利要求4所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的靠近电磁线圈(4)部分的散热器(51)选用高磁阻材料。

7.根据权利要求1或2或3所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的动力电池组(7)内部设置有横向贯穿动力电池组(7)的水道(71)，水道(71)通过水管连接水泵(8)和封闭容器(9)。

8.根据权利要求7所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的封闭容器(9)的进液口(91)与水泵(8)通过水管连接，出液口(92)与动力电池组(7)的水道(71)口连接。

9.根据权利要求8所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的动力电池组(7)内部设置的水道(71)为S型。

10.根据权利要求3所述的电动汽车动力电池组加热装置，其特征在于，所述的高频开关器件(3)为IGBT或继电器。