CN204567256U - 一种电动汽车动力电池散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动汽车动力电池散热装置，由散热单元和控制单元构成。散热单元包括电池箱、进风口、出风口、以及至少一风机构成；电池箱为密闭的中空腔体，电动汽车的动力电池设置在该电池箱的内腔中；进风口和出风口分别开设在电池箱的斜对角上；风机设置在进风口和/或出风口处，其中位于进风口处的风机的出风方向朝向进风口和出风口的连线方向，位于进风口处的风机的出风方向背向进风口和出风口的连线方向。控制单元电压传感器、电流传感器、温度传感器、3个信号调理电路、电压模数转换电路、电流模数转换电路、温度模数转换电路、中央处理器、脉宽调制电路和通信模块组成。本实用能够有效的降低电池表面温度，提高了电池的续航能力。

Description

一种电动汽车动力电池散热装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车动力电池散热装置。

背景技术

近些年来，我国大部分地区出现雾霾等天气。其中燃油汽车尾气的排放是原因之一。在全国两会上，人大代表多次提出加大新能源汽车的普及和补助力度。当前，电动汽车是新能源汽车主要组成部分。混合电动汽车(HEV)，纯电动汽车(BEV)，燃料电动汽车(FCEV),太阳能电池电动汽车都属于电动汽车的范畴。最近几年来，纯电动汽车和混合电动汽车得到了很快的发展。但是，作为主要能量来源的电池是制约电动汽车发展的一个瓶颈。动力电池成本较高，约占整车的30％～60％。

在实际应用中，经常发生电池因温度过高等因素导致电池寿命缩短、自燃、爆炸的发生。究其具体原因在于：①电池的适宜工作温度范围一般在20～40℃。但电动汽车在爬坡或者加速等过程中会出现大电流情况，导致电池工作温度超过100℃以上，严重影响了电池使用寿命；②电池组空间狭小，产生的热量不能及时排除，造成了温度的累积；③电池在工作过程中，产生的有害气体不能够及时排除，对电池产生了不利的影响；④电池散热措施不当，造成电池能量浪费，导致电动汽车续航里程减少。随着电动汽车用户对电池质量和使用寿命要求的提高，以及延长电动汽车行驶里程的需要，要求电池工作在适宜的温度范围之内。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有电动汽车的动力电池在使用过程中，没有对其热量进行有效地控制而使得电池寿命缩短，并导致电动汽车续航里程减少的问题，提供一种电动汽车动力电池散热装置。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种电动汽车动力电池散热装置，由散热单元和控制单元构成。

上述散热单元包括电池箱、进风口、出风口、以及至少一风机构成；电池箱为密闭的中空腔体，电动汽车的动力电池设置在该电池箱的内腔中；进风口和出风口分别开设在电池箱的斜对角上；风机设置在进风口和/或出风口处，其中位于进风口处的风机的出风方向朝向进风口和出风口的连线方向，位于进风口处的风机的出风方向背向进风口和出风口的连线方向。

上述控制单元电压传感器、电流传感器、温度传感器、3个信号调理电路、电压模数转换电路、电流模数转换电路、温度模数转换电路、中央处理器、脉宽调制电路和通信模块组成；电压传感器和电流传感器与动力电池相连；温度传感器设置在电池箱内；电压传感器的输出端经第一信号调理电路与电压模数转换电路的输入端相连；电流传感器的输出端经第二信号调理电路与电流模数转换电路的输入端相连；温度传感器的输出端经第三信号调理电路与温度模数转换电路的输入端相连；电压模数转换电路、电流模数转换电路和温度模数转换电路的输出端连接中央处理器的输入端；中央处理器通过通信模块连接车载控制器；中央处理器的输出端经脉宽调制电路与风机相连。

所述温度传感器贴于动力电池的表面。

所述控制单元还包括光电传感器，该光电传感器的输入端与风机相连，光电传感器的输出端与中央处理器相连。

所述进风口和出风口的上均覆盖有防尘布。

当电动汽车的动力电池2个或2个以上时，这些动力电池呈并排地设置在该电池箱的内腔中，且动力电池并排方向与进风口和出风口方向相交。

所述控制单元还进一步包括故障报警模块，该故障报警模块与中央处理器相连。

所述故障报警模块为LED灯和/或蜂鸣器。

所述中央处理器为DSP处理器。

与现有技术相比，本实用新型能够更好实施监控电池的温度、电压、电流等情况，尤其是温度情况。采用并行通风散热方式，使得每块电池都能够和新风接触，可以有效的降低电池表面温度；根据电池的温度来调节进风风机的转速，在一定程度上降低了电能的损耗，提高了电池的续航能力；电池的使用状况可以通过故障报警模块显示，当电池发生故障的时候，可以通过LED灯光闪烁、蜂鸣器报警等声光来提示用户，该故障报警模块还设有消音、复位等按钮，可以消除声光报警提示。本实用新型采用风对电池进行散热，散热介质易得且价廉，环保，有效降低了散热装置的价格；使用DSP处理器，处理信号速度快，精度高，有效的提高了电池散热装置的性能。

附图说明

图1为一种电动汽车动力电池散热装置的结构原理框图。

图2为并行通风示意图。

具体实施方式

一种电动汽车动力电池散热装置，如图1所示，其主要由散热单元和控制单元两大部分构成。

上述散热单元包括电池箱、进风口、出风口、进风风机和出风风机构成。电池箱为密闭的中空腔体，电动汽车的动力电池设置在该电池箱的内腔中。根据电动汽车的动力需求决定设置在电池箱内的动力电池的数量，其可以是1个、2个或多个。根据目前的实际情况，设置在电池箱内的动力电池2个或2个以上。进风口和出风口分别开设在电池箱的斜对角上。进风口为电池箱送进新风，温度较低的新风用以降低电池的温度。出风口是排除电池箱内的有害、高温气体。进风口和出风口上均覆盖有防尘布，其主要作用是过滤空气，防止外面的灰尘、昆虫及其他杂物飞进电池箱内，进而使电池箱内的空气干净，不致使灰尘堆积阻塞风道。当动力电池2个或2个以上，进风口和出风口方向与动力电池并排方向相交。采用并行通风，这样每块电池都可以接触到新风，散热效果较好。进风风机设置在进风口处，且进风风机的出风方向朝向进风口和出风口的连线方向。出风风机设置在出风口处，且出风风机的出风方向背向进风口和出风口的连线方向。参见图2。

上述控制单元电压传感器、电流传感器、温度传感器、信号调理电路、电压模数转换电路、电流模数转换电路、温度模数转换电路、中央处理器、故障报警模块、2个光电传感器、通信模块和2个脉宽调制电路组成。

电压传感器、电流传感器和温度传感器构成信号采集单元。电压传感器和电流传感器与动力电池相连，用于采集动力电池的电压和电流。电压传感器的输出端经第一信号调理电路与电压模数转换电路的输入端相连。电流传感器的输出端经第二信号调理电路与电流模数转换电路的输入端相连。温度传感器设置在电池箱内，用于采集动力电池的温度。为了能够更好的检测动力电池的温度，所述温度传感器安装在动力电池的表面，此时，最好每个动力电池的表面均配有一个温度传感器。温度传感器的输出端经第三信号调理电路与温度模数转换电路的输入端相连。3个信号调理电路分别对传递的电压、电流和温度信号进行调理、滤波，以提高电路的鲁棒性和精度。电压模数转换电路、电流模数转换电路和温度模数转换电路的输出端连接中央处理器的输入端，各模数转换分别用于实现电压、电流和温度由模拟量到数据量的转换。第一光电传感器的输入端与进风风机相连，光电传感器的输出端与中央处理器相连。第二光电传感器的输入端与出风风机相连，光电传感器的输出端与中央处理器相连。2个光电传感器主要是监测风机的转速，并检测风机是否正常运转，显示面板上显示风机转速。

中央处理器通过通信模块连接车载控制器，通信模块主要是实现控制模块与车载控制器的通信，如控制面板指示模块，主要是指示显示电池组的最高温度、最低温度、风机转速、电压和电流大小。故障报警模块与中央处理器相连，主要是当电池温度过高的时候，或者遇到电池温度高且光电传感器监测不到风机的转速等故障时，可以通过LED灯、蜂鸣器等声光报警，提醒用户停车检修。中央处理器的输出端经一脉宽调制电路与进风风机相连，中央处理器的输出端经另一脉宽调制电路与出风风机相连。进风风机和出风风机具有PWM功能，即功率可调，进而可以根据温度的等级进行调解风机的转速，这样节省电池能量损耗。在本实用新型优选实施例中，中央处理器使用DSP等处理器，提高运算速度和精度。

本实用新型的工作过程如下：信号采集单元的电压传感器、电流传感器、温度传感器分别把电压、电流、温度传感器采集的电池温度信号送给信号调理电路；信号调理电路接收到电压、电流、温度信号后，经过滤波等处理得到较为纯净的数字信号；电压模数转换电路、电流模数转换电路、温度模数转换电路分别将电压、电流、温度模拟信号转为数字信号送到中央处理器中。中央处理器根据电池表面的温度信息去控制进风风机和/或出风风机的转速，当电池温度很高的时候，使风机的转速达到最大。当电池温度偏高(如大于60℃)的时候，加大风机的转速；当电池温度高(如大于80℃)的时候，风机全速运行；电池温度达到设定最高温度(如大于100℃)，风机停机并报警提示用户。当电池的最高温度小于设定值(如小于40℃)时，使风机处于关闭状态。此外，中央处理器还对动力电池的电压和电流信息进行监控，一旦动力电池的电压和电流值超过阈值时，则发出故障报警。

Claims (8)

1.一种电动汽车动力电池散热装置，其特征在于：由散热单元和控制单元构成；

上述散热单元包括电池箱、进风口、出风口、以及至少一风机构成；电池箱为密闭的中空腔体，电动汽车的动力电池设置在该电池箱的内腔中；进风口和出风口分别开设在电池箱的斜对角上；风机设置在进风口和/或出风口处，其中位于进风口处的风机的出风方向朝向进风口和出风口的连线方向，位于进风口处的风机的出风方向背向进风口和出风口的连线方向；

上述控制单元电压传感器、电流传感器、温度传感器、3个信号调理电路、电压模数转换电路、电流模数转换电路、温度模数转换电路、中央处理器、脉宽调制电路和通信模块组成；电压传感器和电流传感器与动力电池相连；温度传感器设置在电池箱内；电压传感器的输出端经第一信号调理电路与电压模数转换电路的输入端相连；电流传感器的输出端经第二信号调理电路与电流模数转换电路的输入端相连；温度传感器的输出端经第三信号调理电路与温度模数转换电路的输入端相连；电压模数转换电路、电流模数转换电路和温度模数转换电路的输出端连接中央处理器的输入端；中央处理器通过通信模块连接车载控制器；中央处理器的输出端经脉宽调制电路与风机相连。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池散热装置，其特征在于：所述温度传感器贴于动力电池的表面。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池散热装置，其特征在于：所述控制单元还包括光电传感器，该光电传感器的输入端与风机相连，光电传感器的输出端与中央处理器相连。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池散热装置，其特征在于：所述进风口和出风口的上均覆盖有防尘布。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池散热装置，其特征在于：当电动汽车的动力电池2个或2个以上时，这些动力电池呈并排地设置在该电池箱的内腔中，且动力电池并排方向与进风口和出风口方向相交。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池散热装置，其特征在于：所述控制单元还进一步包括故障报警模块，该故障报警模块与中央处理器相连。

7.根据权利要求6所述的一种电动汽车动力电池散热装置，其特征在于：所述故障报警模块为LED灯和/或蜂鸣器。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池散热装置，其特征在于：所述中央处理器为DSP处理器。