CN205452478U - 一种动力电池温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池应用技术领域，具体涉及一种动力电池温度控制系统。所述动力电池温度控制系统包括电池管理系统、电池组，还包括分别与电池管理系统电连接的若干发热器件、若干风扇和若干温度传感器；所述发热器件均设置于电池组周边，所述发热器件一侧贴近电池组，所述发热器件另一侧安装一风扇；所述温度传感器的采集端分布于电池组的侧面及电池组内各电池的连接处，所述温度传感器的输出端连接电池管理系统的温度信号输入端。所述动力电池温度控制系统综合采用发热器件与风扇，可根据电池组的温度情况，进行加热升温或冷却降温，提高了电池组的一致性，同时达到加热和降温的双重目的。

Description

一种动力电池温度控制系统

技术领域

本实用新型属于动力电池应用技术领域，具体涉及一种用于电动汽车或储能系统的动力电池温度控制系统。

背景技术

锂电池因其具有使用寿命长、能量密度高、具备高功率承受力、自放电率低、绿色环保等优点，作为二次电池它具有无可替代的作用，被广泛应用于日常生活的各个领域。尤其是动力锂电池，被广泛应用于电动汽车及储能电站领域。但由于锂电池需要较好的温度环境才能进行良好的充放电工作，温度过低时，电池化学活性降低，放电电流随之减小，再者低温充电则会影响破坏其化学特性，随之影响其使用寿命；电池在充放电的过程中会有较大的温升，电池内部或表面温度过高，或者电池组内不同电池温度的不一致性，都将影响其工作特性，缩短其使用寿命。由此可见，适宜的温度对于延长电池使用寿命至关重要。

就目前而言，低温时，动力电池组需通过借助外界热源来实现温度提高，如通过加热丝、加热片、PTC、热电偶等加热源加热，但加热方式及效果大都不太理想；高温时，大都采用自然冷却、风冷、水冷的方式对电池包进行散热，自然冷却方式用时长且不可靠，水冷方式的电池包结构复杂，成本相对较高，风冷方式的风道设计不合理等等都将影响到系统的热效果。各种不合理的方式限制了电池组温度的控制和其温度的一致性，冷却或加热效果不佳，无法达到预期的要求。

实用新型内容

鉴于现有技术的缺点与不足，本实用新型提供一种可控制加热或冷却电池组的动力电池温度控制系统，该动力电池温度控制系统易于实现，加热和冷却控制方式简单，且效果较好。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种动力电池温度控制系统，所述动力电池温度控制系统包括电池管理系统、电池组，还包括分别与电池管理系统电连接的若干发热器件、若干风扇和若干温度传感器；所述发热器件均设置于电池组周边，所述发热器件一侧贴近电池组，所述发热器件另一侧安装一风扇；所述温度传感器的采集端分布于电池组的侧面及电池组内各电池的连接处，所述温度传感器的输出端连接电池管理系统的温度信号输入端。

优选的，所述电池组的底部设置有第一发热器件，所述第一发热件下方设置第一风扇。

优选的，所述电池组右侧设置第二发热器件，所述第二发热器件右侧设置第二风扇；所述电池组左侧设置第三发热器件，所述第三发热器件左侧设置第三风扇。

优选的，所述发热器件与电池管理系统之间设置有发热器件控制开关。

优选的，所述发热器件控制开关为MOS开关、继电器或光耦器件。

优选的，所述发热器件之间的连接方式为串联或并联方式。

优选的，所述风扇与电池管理系统之间设置有风扇控制开关。

优选的，所述风扇控制开关为MOS开关、继电器或光耦器件。

优选的，所述风扇之间的连接方式为串联或并联方式。

优选的，所述发热器件还与第一供电源连接。

优选的，所述风扇还与第二供电源连接。

优选的，所述发热器件为电发热丝、PTC发热体或热电偶。

优选的，所述第一供电源为充电机，所述第二供电源为车载电瓶。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)所述动力电池温度控制系统综合采用发热器件与风扇，可根据电池组的温度情况，进行加热升温或冷却降温，提高了电池组的一致性，同时达到加热和降温的双重目的。

(2)所述动力电池温度控制系统合理设置发热器件和风扇的位置，可对电池组进行快速、均匀的加热或冷却降温。

(3)所述动力电池温度控制系统采用风扇进行加热和降温，充分合理利用了风扇的风力与风量。

(4)所述动力电池温度控制系统具有控制简单、功能易于实现、成本低的优势。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中所述动力电池温度控制系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2中所述动力电池温度控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

名词说明：

1、电池管理系统：即BatteryManagementSystem，简称BMS系统，是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池。

2、电池组：也即电池包，由多节电池以不同串并联的方式组合成的多节电池的合集，主要应用于以电池作为动力来源的电动车或储能电站或UPS装置等不同的技术领域。

3、温度传感器：TemperatureTransducer，是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，根据其输出信号的种类，可分为数字式温度传感器和模拟式温度传感器；根据传感器材料又可分为热电阻温度传感器和热电偶温度传感器。

实施例1

一种动力电池温度控制系统，如图1所示，所述动力电池温度控制系统包括BMS系统7、电池组11，还包括分别与BMS系统7电连接的若干发热器件、若干风扇和若干温度传感器12。

其中，所述电池组11的底部设置有第一发热器件31，所述第一发热件31下方设置第一风扇21；所述电池组右侧设置第二发热器件32，所述第二发热器件右侧设置第二风扇22；所述电池组11左侧设置第三发热器件33，所述第三发热器件左侧设置第三风扇23。

电池组11底部设置第一发热器件31和第一风扇21，可利用热风易于上升的规律，有效快速达到对电池组11进行加热或冷却散热的效果；

电池组11两侧相对设置第二发热器件32、第二风扇22、第三发热器件33和第三风扇23，两侧风向相对，可对电池组进行均匀的加热或冷却。

所述温度传感器12的采集端分布于电池组11的侧面及电池组11内各电池的连接处，所述温度传感器12的输出端连接BMS系统7的温度信号输入端。

所述发热器件之间的连接方式为并联方式。

所述风扇之间的连接方式为并联方式。

所述发热器件为电发热丝。

本实施例所述动力电池温度控制系统的工作原理为：

情形一：当BMS系统通过温度传感器12采集到电池组11温度过低时，则BMS系统控制启动各发热器件和风扇，第一发热器件31、第二发热器件32、第三发热器件33、第一风扇21、第二风扇22、第三风扇23处于工作状态，第一发热器件31、第二发热器件32和第三发热器件33散发出热量，并分别通过第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23的风力将热量均匀分布在电池组11的周围，使电池组内每节电池的温度保持一致性的升温，并快速达到其可充放电的工作环境温度；

情形二：当BMS系统通过温度传感器12采集到电池组11温度在正常工作温度范围时，则控制各发热器件和风扇停止运行；

情形三：当BMS系统通过温度传感器12采集到电池组11温度过高时，则启动各风扇，使第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23处于运行状态，第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23吹出的风对电池组11进行散热，使电池组11本身及环境温度下降，使电池组11达到正常工作温度范围。

实施例2

一种动力电池温度控制系统，如图2所示，所述动力电池温度控制系统包括BMS系统7、电池组11，还包括若干发热器件、若干风扇和若干并行连接的温度传感器12。

其中，所述电池组11的底部设置有第一发热器件31，所述第一发热件31下方设置第一风扇21；所述电池组右侧设置第二发热器件32，所述第二发热器件右侧设置第二风扇22；所述电池组11左侧设置第三发热器件33，所述第三发热器件左侧设置第三风扇23。

第一发热器件31、第二发热器件32和第三发热器件33为相互并联关系；第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23为相互并联关系。

本实施例中发热器件为电发热丝。

所述温度传感器12的采集端分布于电池组11的侧面及电池组11内各电池的连接处，所述温度传感器12的输出端连接BMS系统7的温度信号输入端。

所述动力电池温度控制系统还包括上位机10、12/24V的车载电瓶4、DC/DC模块5和充电机9；所述DC/DC模块5的输入端连接车载电瓶4的正极端和负极端。

所述BMS系统7分别连接DC/DC模块5的输出端、上位机10、充电机9、第一MOS开关6的G极和第二MOS开关8的G极；

所述BMS系统7与上位机10的通讯方式为CAN总线通讯方式；所述BMS系统7与充电机9的通讯方式为CAN总线通讯方式。

所述第一MOS开关6的S极连接车载电瓶4的正极端，所述第一MOS开关6的D极分别连接第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23的正极端。

第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23的负极端与车载电瓶4的负极端连接。

为了使示意图清楚简要，在图2中仅示意出第三风扇23与第一MOS开关6、车载电瓶4的连接，省略了第三风扇23与BMS系统7的连接线。因第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23为相互并联关系，图2中也省略了第一风扇21和第二风扇22的连接线。

所述第一发热器件31、所述第二发热器件32和所述第三发热器件33的一端分别连接在第二MOS开关8的S极，所述第一发热器件31、所述第二发热器件32和所述第三发热器件33的另一端分别连接在充电机9的正极；第二MOS开关8的D极与充电机的负极连接。

为了使示意图清楚简要，在图2中仅示意出第一发热器件31与第二MOS开关8、充电机的连接，省略了第一发热器件31与BMS系统7的连接线。因第一发热器件31、第二发热器件32和第三发热器件33为相互并联关系，图2中也省略了第二发热器件32和第三发热器件33的连接线。

本实施例所述动力电池温度控制系统的工作原理为：

情形一：当BMS系统通过温度传感器12采集到电池组11温度过低时，则BMS系统控制第一MOS开关6和第二MOS开关8打开，使第一发热器件31、第二发热器件32、第三发热器件33、第一风扇21、第二风扇22及第三风扇23通电启动，处于工作状态；第一发热器件31、第二发热器件32和第三发热器件33散发出热量，并分别通过第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23的风力将热量均匀分布在电池组11的周围，使电池组内每节电池的温度保持一致性的升温，并快速达到其可充放电的工作环境温度；

情形二：当BMS系统通过温度传感器12采集到电池组11温度在正常工作温度范围时，则控制第一MOS开关6和第二MOS开关8关闭，使各发热器件和风扇停止运行；

情形三：当BMS系统通过温度传感器12采集到电池组11温度过高时，则控制第一MOS开关6打开，启动各风扇，使第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23处于运行状态，第一风扇21、第二风扇22和第三风扇23吹出的风对电池组11进行散热，使电池组11本身及环境温度下降，使电池组11达到正常工作温度范围。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种动力电池温度控制系统，包括电池管理系统、电池组，其特征在于：所述动力电池温度控制系统还包括分别与电池管理系统电连接的若干发热器件、若干风扇和若干温度传感器；所述发热器件均设置于电池组周边，所述发热器件一侧贴近电池组，所述发热器件另一侧安装一风扇；所述温度传感器的采集端分布于电池组的侧面及电池组内各电池的连接处，所述温度传感器的输出端连接电池管理系统的温度信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池温度控制系统，其特征在于：所述电池组的底部设置有第一发热器件，所述第一发热件下方设置第一风扇。

3.根据权利要求1或2所述的一种动力电池温度控制系统，其特征在于：所述电池组右侧设置第二发热器件，所述第二发热器件右侧设置第二风扇；所述电池组左侧设置第三发热器件，所述第三发热器件左侧设置第三风扇。

4.根据权利要求3所述的一种动力电池温度控制系统，其特征在于：所述发热器件与电池管理系统之间设置有发热器件控制开关；所述风扇与电池管理系统之间设置有风扇控制开关。

5.根据权利要求4所述的一种动力电池温度控制系统，其特征在于：所述发热器件控制开关为MOS开关、继电器或光耦器件；所述风扇控制开关为MOS开关、继电器或光耦器件。

6.根据权利要求1所述的一种动力电池温度控制系统，其特征在于：所述发热器件之间的连接方式为串联或并联方式；所述风扇之间的连接方式为串联或并联方式。

7.根据权利要求1所述的一种动力电池温度控制系统，其特征在于：所述发热器件与第一供电源连接；所述风扇与第二供电源连接。

8.根据权利要求7所述的一种动力电池温度控制系统，其特征在于：所述第一供电源为充电机，所述第二供电源为车载电瓶。

9.根据权利要求1所述的一种动力电池温度控制系统，其特征在于：所述发热器件为电发热丝、PTC发热体或热电偶。