CN204156058U - 高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置 - Google Patents

高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置 Download PDF

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Abstract

高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，涉及一种锂电池箱温度控制装置。它是为了解决在高寒地区锂电池无法满足放电效率的问题。它的温度传感器连接信号调理电路，信号调理电路连接A/D转换电路，A/D转换电路连接MCU，MCU连接隔离驱动电路，隔离驱动电路连接开关器件，开关器件连接加热器，MCU连接显示与设定模块，通过设定模块设定环境温度。本实用新型采用红外线加热的方式加热电池箱，采用数字信号处理器TMS320F2812为主控芯片控制温度恒定。本实用新型适用于高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制。

Description

高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置
技术领域
本发明涉及一种锂电池箱温度控制装置。
背景技术
随着环境污染和能源危机的加重，新能源的开发越来越得到重视，电动汽车采用电能驱动，比传统内燃机更经济、清洁，有利于低碳经济的发展。锂电池的性能是决定电动汽车的质量的主要因素，而伴随锂电池的使用，在各种复杂环境下都对其提出了新的要求，锂电池的放电效率与环境温度有关，尤其在低温环境下，锂电池的放电效率降到最低，导致无法满足放电效率的要求。
发明内容
本发明是为了解决在高寒地区锂电池无法满足放电效率的问题，从而提供高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置。
第一种方案：它包括电动汽车锂电池箱本体，它包括温度传感器4、信号调理电路3、A/D转换电路2、比较器10、隔离驱动电路5、开关器件6和加热器7；
所述温度传感器4、信号调理电路3、A/D转换电路2、隔离驱动电路5、开关器件6和加热器7均设置在电动汽车锂电池箱本体中；
温度传感器4用于采集电动汽车锂电池箱本体中的温度，所述温度传感器4的温度信号输出端与信号调理电路3的信号输入端连接；所述信号调理电路3的信号输出端与A/D转换电路2的模拟信号输入端连接，所述A/D转换电路2的模拟信号输出端与比较器10的第一温度信号输入端连接；比较器10的第二温度信号输入端是预设温度信号输入端；
所述比较器10的信号输出端与隔离驱动电路5的信号输入端连接；所述隔离驱动电路5的信号输出端与开关器件6的控制信号输入端连接，所述开关器件6的开关量输出端与加热器7的开关量输入端连接，所述加热器7是红外线加热器。
第二种方案：它包括电动汽车锂电池箱本体，它包括温度传感器4、信号调理电路3、A/D转换电路2、控制器MCU1、隔离驱动电路5、开关器件6和加热器7；
所述温度传感器4、信号调理电路3、A/D转换电路2、隔离驱动电路5、开关器件6和加热器7均设置在电动汽车锂电池箱本体中；
温度传感器4用于采集电动汽车锂电池箱本体中的温度，所述温度传感器4的温度信号输出端与信号调理电路3的信号输入端连接；所述信号调理电路3的信号输出端与A/D转换电路2的模拟信号输入端连接，所述A/D转换电路2的模拟信号输出端与控制器MCU1的温度信号输入端连接；
所述控制器MCU1的控制信号输出端与隔离驱动电路5的信号输入端连接；所述隔离驱动电路5的信号输出端与开关器件6的控制信号输入端连接，所述开关器件6的开关量输出端与加热器7的开关量输入端连接。
它还包括显示与设定模块8，所述显示与设定模块8的显示或设定信号输入或输出端与控制器MCU1的显示或设定信号输出或输入端连接。
本发明保障了电动汽车锂电池在高寒地区能够有适宜的工作环境，进而能够满足放电效率的要求。
附图说明
图1是本发明的电气结构示意图；
图2是本发明的电气结构示意图；
图3是温度传感器(pt100)四线连接结构示意图；
图4是温度传感器(pt100)四线连接原理示意图；
图5是恒流源连接示意图；
图6信号调理电路示意图；
图7隔离驱动示意图；
图8加热装置连接示意图；
图9保护电路的连接示意图；
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，它包括电动汽车锂电池箱本体，它包括温度传感器4、信号调理电路3、A/D转换电路2、比较器、隔离驱动电路5、开关器件6和加热器7；
所述温度传感器4、信号调理电路3、A/D转换电路2、隔离驱动电路5、开关器件6和加热器7均设置在电动汽车锂电池箱本体中；
温度传感器4用于采集电动汽车锂电池箱本体中的温度，所述温度传感器4的温度信号输出端与信号调理电路3的信号输入端连接；所述信号调理电路3的信号输出端与A/D转换电路2的模拟信号输入端连接，所述A/D转换电路2的模拟信号输出端与比较器的第一温度信号输入端连接；比较器的第二温度信号输入端是预设温度信号输入端；
所述比较器的信号输出端与隔离驱动电路5的信号输入端连接；所述隔离驱动电路5的信号输出端与开关器件6的控制信号输入端连接，所述开关器件6的开关量输出端与加热器7的开关量输入端连接，所述加热器7是红外线加热器。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置的区别在于，开关器件6为MOSFET。
温度传感器选择的是铂电阻传感器PT100，电阻温度系数为3.9×10-3/℃，0℃时电阻值为100Ω,电阻变化率为：0.3851Ω/℃铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区(-200至650℃)常用的一种温度变化传感器。
PT100热电阻具有三种连接方式，分别是：二线法、三线法和四线法。这三种方式原理不同，不同的连接方式精度也有不同。
本实用新型采用四线法如附图6所示，有效地消除了引线电阻引起的测量误差。四线法有两个回路，一个是恒流源回路另一个是测试回路，恒流源回路提供恒定电流由于U＝IR，电阻值改变则电压值改变，测试回路阻抗很大回路电流值为零，引线压降为0，而恒流源的引线压降不影响测试回路所以四线法有效的消除了引线压降引起的误差。
具体实施方式三、结合图2说明本具体实施方式，高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，它包括电动汽车锂电池箱本体，它包括温度传感器4、信号调理电路3、A/D转换电路2、控制器MCU1、隔离驱动电路5、开关器件6和加热器7；
所述温度传感器4、信号调理电路3、A/D转换电路2、隔离驱动电路5、开关器件6和加热器7均设置在电动汽车锂电池箱本体中；
温度传感器4用于采集电动汽车锂电池箱本体中的温度，所述温度传感器4的温度信号输出端与信号调理电路3的信号输入端连接；所述信号调理电路3的信号输出端与A/D转换电路2的模拟信号输入端连接，所述A/D转换电路2的模拟信号输出端与控制器MCU1的温度信号输入端连接；
所述控制器MCU1的控制信号输出端与隔离驱动电路5的信号输入端连接；所述隔离驱动电路5的信号输出端与开关器件6的控制信号输入端连接，所述开关器件6的开关量输出端与加热器7的开关量输入端连接。
具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式三所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置的区别在于，它还包括显示与设定模块8，所述显示与设定模块8的显示或设定信号输入或输出端与控制器MCU1的显示或设定信号输出或输入端连接。
具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式四所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置的区别在于，显示与设定模块8为触摸屏。
具体实施方式六、本具体实施方式与具体实施方式四或五所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置的区别在于，控制器MCU1采用数字信号处理器TMS320F2812实现。
本实用新型采用四线法如附图4所示，有效地消除了引线电阻引起的测量误差。四线法有两个回路，一个是恒流源回路另一个是测试回路，恒流源回路提供恒定电流由于U＝IR，电阻值改变则电压值改变，测试回路阻抗很大回路电流值为零，引线压降为0，而恒流源的引线压降不影响测试回路所以四线法有效的消除了引线压降引起的误差。
PT100采用的电源为LT3092-TS8,芯片连接图如附图5所示，接入+5V电压输出恒定毫安级电流。图3是恒流源、PT100和信号调理电路连接示意图。
信号调理电路如附图6所示，信号调理电路选择的事二阶巴特沃斯低通滤波器，可以抑制不同频率的干扰信号，并对有用信号进行放大。
隔离驱动电路如附图7所示，数字信号处理器TMS320F2812输出的PWM信号经6N137光耦隔离，保证控制芯片不被干扰，后经74LS06取反整形输送给驱动芯片IR2117。高速光耦6N137芯片，它由一个850rm波长的LED和一个集成检测器组成，可实现输入和输出之间的电气隔离。此外，它的转换速率高达10MBit/s，完全能够转换DSP输出的高速PWM信号。驱动芯片选择的是美国IR公司的IR2117驱动芯片，它是IR公司生产的专用于驱动单个IGBT或MOSFET的集成驱动芯片。
保护电路如附图9所示，当环境温度过高时反馈电压大于设定的电压值则光耦导通，输出低电平过电压信号。这个信号就会输入到DSP的中断接收引脚，DSP就会封锁PWM信号输出，从而达到过压保护的目的。
A/D转换电路可以选择DSP自带的12位精度的ADC模块，但因其内部的原因它的精度难以达到12位，为了保证转换精度这时就需要外接AD转换，可根据需要选择芯片。
具体实施方式七、本具体实施方式与具体实施方式六所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置的区别在于，加热器7是红外线加热器。
具体实施方式八、本具体实施方式与具体实施方式七所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置的区别在于，电动汽车锂电池箱本体的内部固定有吸收红外线的涂层。
根据电动汽车锂电池箱有限的空间状况这里选择红外线加热，红外线加热是指通过红外线的辐射之后，被加热体吸收辐射能并转变为热能的过程。而红外线加热实际上是电阻加热的一种特殊形式，即以钨、铁镍或镍铬合金等材料作为辐射体，制成辐射源。通电后，由于其电阻发热而产生热辐射。由于红外线具有较强的穿透能力，易于被物体吸收，并一旦为物体吸收，立即转变为热能。红外线加热前后能量损失小，温度容易控制，加热质量高，因此，红外线加热应用发展迅速。在实际应用中，电池箱可以选择适宜吸收红外线的材料或者增添易于吸收红外线的涂层。

Claims (7)

1.高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，它包括电动汽车锂电池箱本体，其特征是：它包括温度传感器(4)、信号调理电路(3)、A/D转换电路(2)、比较器(10)、隔离驱动电路(5)、开关器件(6)和加热器(7)；
所述温度传感器(4)、信号调理电路(3)、A/D转换电路(2)、隔离驱动电路(5)、开关器件(6)和加热器(7)均设置在电动汽车锂电池箱本体中；
温度传感器(4)用于采集电动汽车锂电池箱本体中的温度，所述温度传感器(4)的温度信号输出端与信号调理电路(3)的信号输入端连接；所述信号调理电路(3)的信号输出端与A/D转换电路(2)的模拟信号输入端连接，所述A/D转换电路(2)的模拟信号输出端与比较器(10)的第一温度信号输入端连接；比较器(10)的第二温度信号输入端是预设温度信号输入端；
所述比较器的信号输出端与隔离驱动电路(5)的信号输入端连接；所述隔离驱动电路(5)的信号输出端与开关器件(6)的控制信号输入端连接，所述开关器件(6)的开关量输出端与加热器(7)的开关量输入端连接；所述加热器(7)是红外线加热器。
2.根据权利要求1所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，其特征在于开关器件(6)为MOSFET。
3.高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，它包括电动汽车锂电池箱本体，其特征是：它包括温度传感器(4)、信号调理电路(3)、A/D转换电路(2)、控制器MCU(1)、隔离驱动电路(5)、开关器件(6)和加热器(7)；
所述温度传感器(4)、信号调理电路(3)、A/D转换电路(2)、隔离驱动电路(5)、开关器件(6)和加热器(7)均设置在电动汽车锂电池箱本体中；
温度传感器(4)用于采集电动汽车锂电池箱本体中的温度，所述温度传感器(4)的温度信号输出端与信号调理电路(3)的信号输入端连接；所述信号调理电路(3)的信号输出端与A/D转换电路(2)的模拟信号输入端连接，所述A/D转换电路(2)的模拟信号输出端与控制器MCU(1)的温度信号输入端连接；
所述控制器MCU(1)的控制信号输出端与隔离驱动电路(5)的信号输入端连接；所述隔离驱动电路(5)的信号输出端与开关器件(6)的控制信号输入端连接，所述开关器件(6)的开关量输出端与加热器(7)的开关量输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，其特征在于它还包括显示与设定模块(8)，所述显示与设定模块(8)的显示或设定信号输入或输出端与控制器MCU(1)的显示或设定信号输出或输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，其特征在于显示与设定模块(8)为触摸屏。
6.根据权利要求3、4或5所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，其特征在于控制器MCU(1)采用数字信号处理器TMS320F2812实现。
7.根据权利要求6所述的一种高寒地区用电动汽车锂电池箱温度控制装置，其特征在于加热器(7)是红外线加热器。
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