CN204809360U - 用于混合动力汽车的电池模组加热系统和启动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于混合动力汽车的电池模组加热系统和启动控制系统。该加热系统包括：同轴管，包括内管和外管；发动机冷却液循环管路，包括发动机冷却液的进液管和发动机冷却液的出液管，其中，所述发动机冷却液的进液管经由所述内管和所述外管中的一者与所述发动机冷却液的出液管连通；电池模组冷却液循环管路，包括电池模组冷却液的进液管和电池模组冷却液的出液管，其中，所述电池模组冷却液的进液管经由所述内管和所述外管中的另一者与所述电池模组冷却液的出液管连通，使得所述发动机冷却液与所述电池模组冷却液能够在流经所述同轴管时进行热交换。这样就不需要安装专用的加热器，既节省了安装空间，又节省了电池模组的电力。

Description

用于混合动力汽车的电池模组加热系统和启动控制系统

技术领域

本实用新型涉及汽车机械电子领域，具体地，涉及一种用于混合动力汽车的电池模组加热系统和启动控制系统。

背景技术

在混合动力汽车中，电池模组用于为汽车在电力模式下的运行提供动力。然而，在温度过低的情况下，电池模组是不能带动汽车正常启动的。因此，在混合动力汽车中通常都设置有电池模组的加热装置。当车辆准备在电动启动模式下启动时，如果环境温度过低，可以先将电池模组加热，当电池模组的温度达到其正常工作温度时，再由电池模组带动汽车运行。

传统的电池模组的加热系统通常包括电池模组专用的冷却液循环管路和专用的加热器。该加热器设置在该冷却液循环管路中，用于对管路中的冷却液进行加热，加热后的冷却液与电池模组通过热量交换来使电池模组升温。

然而，为电池模组安装专用的加热器会占用车内一定的空间。实际上，加热器为冷却液加热所需的能量又来源于电池模组，这样就会消耗电池模组的部分电能。并且，加热器仅在温度较低的环境中启动车辆的情况下才开启来为电池模组加热，当电池模组的温度达到正常工作温度时，加热器就停止工作了。因此，电池模组的加热器总体上使用率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够节省安装空间、节省电池模组电力的用于混合动力汽车的电池模组加热系统和启动控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于混合动力汽车的电池模组加热系统。该加热系统包括：同轴管，包括内管和外管；发动机冷却液循环管路，包括发动机冷却液的进液管和发动机冷却液的出液管，其中，所述发动机冷却液的进液管经由所述内管和所述外管中的一者与所述发动机冷却液的出液管连通；电池模组冷却液循环管路，包括电池模组冷却液的进液管和电池模组冷却液的出液管，其中，所述电池模组冷却液的进液管经由所述内管和所述外管中的另一者与所述电池模组冷却液的出液管连通，使得所述发动机冷却液与所述电池模组冷却液能够在流经所述同轴管时进行热交换。

优选地，所述发动机冷却液的进液管经由所述内管与所述发动机冷却液的出液管连通，并且所述电池模组冷却液的进液管经由所述外管与所述电池模组冷却液的出液管连通。

优选地，该加热系统还包括：发动机水泵，设置在所述发动机冷却液循环管路中，用于对所述发动机冷却液加压，以使所述发动机冷却液以第一方向流经所述同轴管。

优选地，该加热系统还包括：电池模组水泵，设置在所述电池模组冷却液循环管路中，用于对所述电池模组冷却液加压，以使所述电池模组冷却液以与所述第一方向或与所述第一方向相反的第二方向流经所述同轴管。

优选地，该加热系统还包括：阀门，设置在所述电池模组冷却液循环管路中；电池模组温度传感器，与所述电池模组连接，用于检测所述电池模组的温度；以及阀门控制器，分别与所述阀门、所述电池模组水泵、以及所述电池模组温度传感器连接，用于接收所述电池模组的温度，并在所述电池模组的温度小于或等于预定的最小启动温度的情况下，控制所述阀门打开，以使电池模组冷却液循环管路连通，并控制所述电池模组水泵工作，以及在所述电池模组的温度大于或等于预定的最小正常工作温度的情况下，控制所述阀门关闭，以使电池模组冷却液循环管路断开，并控制所述电池模组水泵停止工作。

优选地，该加热系统还包括：冷却液温度传感器，用于检测所述电池模组冷却液的进液管中的电池模组冷却液的温度；以及所述阀门控制器还与所述冷却液温度传感器连接，用于接收所述电池模组冷却液的温度，并在所述电池模组冷却液的温度大于或等于预定的冷却液最大温度的情况下，控制所述阀门关闭，并控制所述电池模组水泵停止工作。

优选地，该加热系统还包括：暖风芯体，用于对所述发动机冷却液的出液管中的发动机冷却液进行冷却。

本实用新型还提供一种用于混合动力汽车的启动控制系统，该启动控制系统包括：本实用新型提供的上述加热系统；温度检测装置，用于检测环境温度和/或所述电池模组的温度；电动启动模式激发装置，用于激发所述混合动力汽车以电动启动模式启动；以及启动控制器，用于在所述电动启动模式被激发、并且所述环境温度和/或所述电池模组的温度小于或等于预定的最小启动温度的情况下，控制所述混合动力汽车以发动机启动模式启动而不以所述电动启动模式启动。

通过上述技术方案，同轴管的内管和外管中的一者设置在电池模组冷却液循环管路中，另一者设置在发动机冷却液循环管路中。这样，当发动机工作并升温时，发动机冷却液的温度升高，发动机冷却液在同轴管中与电池模组冷却液进行热量交换，使电池模组冷却液的温度升高，从而使得电池模组温度升高。本实用新型的用于混合动力汽车的电池模组加热系统其热量来自发动机工作产生的热量，该热量通过发动机冷却液和电池模组冷却液传递到电池模组。因此，本实用新型提供的电池模组加热系统中并不需要安装专用的加热器，这样就节省了安装空间，并且在加热过程中节省了电池模组的电力。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1a是本实用新型的一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图；

图1b是图1a所示的实施方式提供的同轴管沿C-C的截面图；

图2是本实用新型的另一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图；

图3是本实用新型的又一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图；

图4是本实用新型的又一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图；

图5是本实用新型的又一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图；以及

图6是本实用新型的实施方式提供的用于混合动力汽车的启动控制系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型提供一种用于混合动力汽车的电池模组加热系统。该加热系统可以包括同轴管、发动机冷却液循环管路和电池模组冷却液循环管路。同轴管可以包括内管和外管。发动机冷却液循环管路可以包括发动机冷却液的进液管和发动机冷却液的出液管。其中，发动机冷却液的进液管经由内管和外管中的一者与发动机冷却液的出液管连通。电池模组冷却液循环管路可以包括电池模组冷却液的进液管和电池模组冷却液的出液管。其中，电池模组冷却液的进液管经由内管和外管中的另一者与电池模组冷却液的出液管连通，使得发动机冷却液与电池模组冷却液能够在流经同轴管时进行热交换。

这样，通过发动机冷却液与电池模组冷却液在同轴管中进行的热交换，将发动机工作产生的热量通过发动机冷却液和电池模组冷却液传递到电池模组，达到给电池模组加热的目的。

具体地，图1a是本实用新型的一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图。如图1a所示，发动机冷却液循环管路102可以包括发动机冷却液的进液管A和发动机冷却液的出液管B。其中，发动机冷却液的进液管A的一端和发动机冷却液的出液管B的一端在发动机20处连通，发动机冷却液的进液管A的另一端和发动机冷却液的出液管B的另一端通过同轴管101(具体地，通过内管和外管中的一者)连通(例如通过焊接的方式)。同样地，电池模组冷却液循环管路103可以包括电池模组冷却液的进液管a和电池模组冷却液的出液管b。电池模组冷却液的进液管a的一端和电池模组冷却液的出液管b的一端在电池模组30处连通，电池模组冷却液的进液管a的另一端和电池模组冷却液的出液管b的另一端通过同轴管101(具体地，通过内管和外管中的另一者)连通。

图1b是图1a所示的实施方式提供的同轴管101沿C-C的截面图。如图1b所示，C-C为垂直于同轴管101内冷却液流通方向的平面。同轴管101中可以分隔为两个互不连通的管路：内管101a和外管101b。由上所述，发动机冷却液循环管路102和电池模组冷却液循环管路103分别与内管101a和外管101b中的一者和另一者连通。也就是，发动机冷却液和电池模组冷却液分别流经内管101a和外管101b中的一者和另一者。这样，在发动机20工作并升温的情况下，发动机冷却液升温并流经同轴管101，通过内管101a和外管101b之间的管壁与电池模组冷却液进行热交换，从而通过电池模组冷却液将热量传递到电池模组30，使电池模组30升温。

如上所述，发动机冷却液循环管路102和电池模组冷却液循环管路103可以分别连通内管101a和外管101b，也可以分别连通外管101b和内管101a，这两种情况都可以达到热交换的目的。优选情况下，发动机冷却液的进液管A经由内管101a与发动机冷却液的出液管B连通，并且电池模组冷却液的进液管a经由外管101b与电池模组冷却液的出液管b连通。这样，温度较低的电池模组冷却液包围了温度较高的发动机冷却液，热交换效率较高。

上述实施方式为电池模组冷却液和发动机冷却液在其各自的循环管路中不发生定向流动的情况。为了加快热交换的速度，优选情况下，可以在发动机冷却液循环管路102和/或电池模组冷却液循环管路103中设置水泵，来对冷却液加压，使冷却液沿固定的方向快速流动，从而加快电磁模组30的加热速度。图2是本实用新型的另一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图。如图2所示，该加热系统还可以包括发动机水泵104。该发动机水泵104可以设置在发动机冷却液循环管路102中，用于对发动机冷却液加压，以使发动机冷却液以第一方向(例如，图2中的从右到左的方向)流经同轴管101。

优选情况下，如图2所示，该加热系统还可以包括电池模组水泵105。该电池模组水泵105可以设置在电池模组冷却液循环管路103中，用于对电池模组冷却液加压，以使电池模组冷却液以与第一方向或与第一方向相反的第二方向(例如，图2中的从左到右的方向)流经同轴管101。

由上所述，加热系统中设置有发动机水泵104和电池模组水泵105的情况下，发动机冷却液和电池模组冷却液在同轴管101中的流动方向可以有两种情况：相同和相反。优选情况下，发动机冷却液和电池模组冷却液在同轴管101中可以以相反的方向流动，这样能够加快其进行热交换的速度。例如在图2所示的实施方式中，发动机冷却液在同轴管101中以第一方向流动，而电池模组冷却液在同轴管101中以第二方向流动。这样，两种冷却液在同轴管101中以相反方向流动，加快了热交换的速度。

由于电池模组30只在其温度较低、不满足其启动要求的情况下才需要加热，而在其温度达到正常启动温度后，靠其自身工作产生的热量即可维持当前温度，如果继续加热，可能会使电池模组30过热，有损电池模组30的寿命。图3是本实用新型的又一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图。如图3所示，该加热系统还可以包括阀门106、电池模组温度传感器107和阀门控制器108。其中，阀门106可以设置在电池模组冷却液循环管路103中。电池模组温度传感器107可以与电池模组30连接，用于检测电池模组30的温度。阀门控制器108可以分别与阀门106、电池模组水泵104、以及电池模组温度传感器107连接，用于接收电池模组30的温度，并在电池模组30的温度小于或等于预定的最小启动温度的情况下，控制阀门106打开，以使电池模组冷却液循环管路103连通，并控制电池模组水泵105工作，以及在电池模组30的温度大于或等于预定的最小正常工作温度的情况下，控制阀门106关闭，以使电池模组冷却液循环管路103断开，并控制电池模组水泵105停止工作。这样，能够根据电池模组30的温度来根据需要自动对其进行加热，并适时地停止加热。

其中，电池模组温度传感器107可以为电池管理系统中用于检测电池模组30的温度传感器。阀门控制器108可以并入电池管理系统的控制器中。最小启动温度为电池模组30能够正常启动所需的最低温度(例如零下10摄氏度)。最小正常工作温度为电池模组30能够以一定的效率工作的最低温度(例如20摄氏度)。

当电池模组冷却液与电池模组30进行热交换时，如果电池模组冷却液的温度过高，有可能导致电池模组30受热不均而损坏。因此，优选情况下，在电池模组冷却液的温度过高的情况下，可以通过控制阀门106和电池模组水泵104断开电池模组冷却液循环管路103来保护电池模组30。图4是本实用新型的又一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图。如图4所示，该加热系统还可以包括冷却液温度传感器109。该冷却液温度传感器109用于检测电池模组冷却液的进液管a中的电池模组冷却液的温度。阀门控制器108还与冷却液温度传感器109连接，用于接收电池模组冷却液的温度，并在电池模组冷却液的温度大于或等于预定的冷却液最大温度的情况下，控制阀门106关闭，并控制电池模组水泵105停止工作。其中，冷却液温度传感器109例如可以安装在管体上，与冷却液直接接触。冷却液最大温度可以根据试验或经验得到，例如为80摄氏度。

为了避免过热的发动机冷却液与电池模组在同轴管101中进行热交换，优选情况下，发动机冷却液可以先经过汽车的暖风芯体降温之后，再与电池模组冷却液进行热交换。图5是本实用新型的又一实施方式提供的用于混合动力汽车的电池模组加热系统的示意图。如图5所示，该加热系统还可以包括暖风芯体110。该暖风芯体110用于对发动机冷却液的出液管B中的发动机冷却液进行冷却。这样，通过将暖风芯体110设置在发动机冷却液的出液管B中，将发动机冷却液流入同轴管101之前先由暖风芯体110降温，避免了过热的发动机冷却液流入同轴管101，从而起到保护电池模组30的作用。

通过上述技术方案，同轴管的内管和外管中的一者设置在电池模组冷却液循环管路中，另一者设置在发动机冷却液循环管路中。这样，当发动机工作并升温时，发动机冷却液的温度升高，发动机冷却液在同轴管中与电池模组冷却液进行热量交换，使电池模组冷却液的温度升高，从而使得电池模组温度升高。本实用新型的用于混合动力汽车的电池模组加热系统其热量来自发动机工作产生的热量，该热量通过发动机冷却液和电池模组冷却液传递到电池模组。因此，本实用新型提供的电池模组加热系统中并不需要安装专用的加热器，这样就节省了安装空间，并且在加热过程中节省了电池模组的电力。

在混合动力汽车，尤其是插电式混合动力汽车中，汽车启动时，如果在较低温度下采用电力模式启动，则电池模组有可能不能正常启动，此时需要采用发动机来启动汽车，可以利用上述加热系统将电池模组30加热到一定温度时，再切换为电力模式来运行汽车。鉴于此，本实用新型还提供一种用于混合动力汽车的启动控制系统。图6是本实用新型的实施方式提供的用于混合动力汽车的启动控制系统的结构框图。如图6所示，该启动控制系统可以包括本实用新型提供的加热系统10、温度检测装置40、电动启动模式激发装置50(例如，为开关的形式)和启动控制器60。其中，温度检测装置40可以用于检测环境温度和/或电池模组30的温度。电动启动模式激发装置50可以用于激发混合动力汽车以电动启动模式启动。启动控制器60可以用于在电动启动模式被激发、并且环境温度和/或电池模组的温度小于或等于预定的最小启动温度的情况下，控制混合动力汽车以发动机启动模式启动而不以电动启动模式启动。

其中，温度检测装置40可以检测环境温度或电池模组30的温度。在检测环境温度的实施方式中，可以将检测到的环境温度认为是电池模组30的温度。这样，上述实施方式能够自动切换汽车的启动模式为发动机启动模式，以避免电池模组30在较低温度下启动，并利用本实用新型提供的加热系统10来加热电池模组30。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (8)

1.一种用于混合动力汽车的电池模组加热系统，其特征在于，该加热系统包括：

同轴管，包括内管和外管；

发动机冷却液循环管路，包括发动机冷却液的进液管和发动机冷却液的出液管，其中，所述发动机冷却液的进液管经由所述内管和所述外管中的一者与所述发动机冷却液的出液管连通；

电池模组冷却液循环管路，包括电池模组冷却液的进液管和电池模组冷却液的出液管，其中，所述电池模组冷却液的进液管经由所述内管和所述外管中的另一者与所述电池模组冷却液的出液管连通，使得所述发动机冷却液与所述电池模组冷却液能够在流经所述同轴管时进行热交换。

2.根据权利要求1所述的电池模组加热系统，其特征在于，所述发动机冷却液的进液管经由所述内管与所述发动机冷却液的出液管连通，并且所述电池模组冷却液的进液管经由所述外管与所述电池模组冷却液的出液管连通。

3.根据权利要求1所述的电池模组加热系统，其特征在于，该加热系统还包括：

发动机水泵，设置在所述发动机冷却液循环管路中，用于对所述发动机冷却液加压，以使所述发动机冷却液以第一方向流经所述同轴管。

4.根据权利要求3所述的电池模组加热系统，其特征在于，该加热系统还包括：

电池模组水泵，设置在所述电池模组冷却液循环管路中，用于对所述电池模组冷却液加压，以使所述电池模组冷却液以与所述第一方向或与所述第一方向相反的第二方向流经所述同轴管。

5.根据权利要求4所述的电池模组加热系统，其特征在于，该加热系统还包括：

阀门，设置在所述电池模组冷却液循环管路中；

电池模组温度传感器，与所述电池模组连接，用于检测所述电池模组的温度；以及

阀门控制器，分别与所述阀门、所述电池模组水泵、以及所述电池模组温度传感器连接，用于接收所述电池模组的温度，并在所述电池模组的温度小于或等于预定的最小启动温度的情况下，控制所述阀门打开，以使所述电池模组冷却液循环管路连通，并控制所述电池模组水泵工作，以及在所述电池模组的温度大于或等于预定的最小正常工作温度的情况下，控制所述阀门关闭，以使所述电池模组冷却液循环管路断开，并控制所述电池模组水泵停止工作。

6.根据权利要求5所述的电池模组加热系统，其特征在于，该加热系统还包括：

冷却液温度传感器，用于检测所述电池模组冷却液的进液管中的电池模组冷却液的温度；以及

所述阀门控制器还与所述冷却液温度传感器连接，用于接收所述电池模组冷却液的温度，并在所述电池模组冷却液的温度大于或等于预定的冷却液最大温度的情况下，控制所述阀门关闭，并控制所述电池模组水泵停止工作。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的电池模组加热系统，其特征在于，该加热系统还包括：暖风芯体，用于对所述发动机冷却液的出液管中的发动机冷却液进行冷却。

8.一种用于混合动力汽车的启动控制系统，其特征在于，该启动控制系统包括：

根据权利要求1-7中任一权利要求所述的加热系统；

温度检测装置，用于检测环境温度和/或所述电池模组的温度；

电动启动模式激发装置，用于激发所述混合动力汽车以电动启动模式启动；以及

启动控制器，用于在所述电动启动模式被激发、并且所述环境温度和/或所述电池模组的温度小于或等于预定的最小启动温度的情况下，控制所述混合动力汽车以发动机启动模式启动而不以所述电动启动模式启动。