CN206076339U - 自控恒温电池箱及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自控恒温电池箱及汽车，电池箱包括封闭的箱体、电池模组、加热器、热交换器、温度传感器和控制单元；电池模组、加热器、热交换器、温度传感器和控制单元均设置在箱体内；每个温度传感器均直接固定在一个电池模组上；控制单元用于根据温度传感器发送的温度信号控制加热器和/或热交换器动作。本实用新型提供的自控恒温电池箱通过温度传感器直接检测电池模组中电池单体的温度，控制单元根据该温度控制加热器和/或热交换器以及风扇等工作，直至将箱体内的空气温度控制在合理的范围内。与现有技术相比，本实用新型提供的自控恒温电池箱由于能够直接检测到电池模组中电池单体的温度，从而提高了电池模组的温度控制效果，进而提高了控制精度。

Description

自控恒温电池箱及汽车

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种自控恒温电池箱及汽车。

背景技术

动力电池是纯电动汽车和混合动力汽车驱动的能量载体。为了满足快速充电和续驶里程的要求，以及爬坡、加速等工况下的车辆性能，动力电池必须具备高功率输出和大容量。为了保证动力电池的高容量、大功率，通常是将大量单体动力电池通过并联、串联的方式组成电池模块使用。动力电池模块在快速充电、放电过程中各个单体都会产生大量的热量，产生的热量会不断累积、叠加，使得动力电池温度急剧升高，并且由于每个单体电池所处的位置不同，散热条件有很大差异，造成单体电池间的严重温度不均匀性。严重、长期的温度不均匀会极大降低动力电池组的使用寿命。

电池热管理系统可以对电池模块的温度进行控制和调节，可以极大地弥补动力电池自身的缺陷，扩大电池的适用温度范围，提高电池的使用寿命和安全性。现有技术中的电池热管理系统可以采用多种方式来对电池温度进行散热或加热：

第一、采用空气冷却的散热方式，通过风机引入乘客舱的低温空气，对电池组的外表面进行冷却。乘客舱冷空气从电池包进风口进入，通过电池包壳体和电池组形成的散热风道，与电池组的外表面进行对流换热，带走电池组的散热量，再从电池包出风口送出。

第二、将电池箱与汽车空调管道连接，在车辆运行时通过汽车空调对电池组进行加热或冷却。

第三、采用液体冷却或加热的方式，在电池模块之间布置液体管道，通过流动的液体对电池组进行加热或冷却。

第四、利用热管极强的导热能力，在电池模块之间安插热管将电池热量直接导出到电池箱外的方式。

以上的电池热管理系统虽然能够起到散热效果，但设计存在着以下的弊端：

1、外界进风，使用风扇的散热方式容易使灰尘、水气等杂质进入电池箱。

2、采用液体循环对电池加热或冷却的方式，当电池模块间的循环管道在电池受到碰撞或挤压时容易发生破裂，造成电池短路的危险，同时液体循环管路复杂，会增加电池箱重量、体积，并且仍然无法使各电池温度保持均匀一致性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自控恒温电池箱及汽车，以解决现有技术中的问题，提高电池模组的温度控制效果，提高控制精度。

本实用新型提供了一种自控恒温电池箱，其中，包括封闭的箱体、多个电池模组、加热器、热交换器、多个温度传感器、风扇和控制单元；其中：

所述电池模组、加热器、热交换器、温度传感器、风扇和控制单元均设置在所述箱体内；

每个温度传感器均直接固定在一个电池模组上；

所述控制单元用于根据温度传感器发送的温度信号控制所述风扇、加热器和/或所述热交换器动作。

如上所述的自控恒温电池箱，其中，优选的是，多个电池模组平行地排列在所述箱体内；所述加热器和/或所述热交换器设置在电池模组的对称轴上。

如上所述的自控恒温电池箱，其中，优选的是，所述热交换器包括冷媒进口管和冷媒出口管，所述冷媒进口管和所述冷媒出口管均焊接或贯通但接口处完好密封地固定在所述箱体上。

如上所述的自控恒温电池箱，其中，优选的是，还包括隔热层，所述隔热层位于所述箱体内部，且所述电池模组、加热器、热交换器、温度传感器、风扇和控制单元均设置在所述隔热层的内侧。

如上所述的自控恒温电池箱，其中，优选的是，所述风扇位于利于所述加热器和/或热交换器向电池模组通风、热交换的位置。

如上所述的自控恒温电池箱，其中，优选的是，还包括轴流风扇，设置在所述箱体内，以控制风向在所有电池模组之间流动。

如上所述的自控恒温电池箱，其中，优选的是，所述轴流风扇为多个，分布在各个电池模组之间，使各个电池模组之间形成循环流动的风。

如上所述的自控恒温电池箱，其中，优选的是，所述风扇位于所述加热器和/或热交换器远离所述电池模组的一侧，且位于所述壳体与所述加热器和/或热交换器之间，使经过所述加热器和/或热交换器的风能流向各个电池模组之间。

如上所述的自控恒温电池箱，其中，优选的是，还包括判断单元，分别与所述温度传感器和所述控制单元相连；

当所述判断单元判断电池单体的温度高于30度时，向所述控制单元发出第一控制信号，使所述控制单元控制所述加热器和/或热交换器、风扇、和轴流风扇工作，以对电池单体降温；

当所述判断单元判断电池单体的温度低于0度时，向所述控制单元发出第二控制信号，使所述控制单元控制所述加热器和/或热交换器、风扇、和轴流风扇工作，以对电池单体升温。

本实用新型还提供了一种汽车，其中，包括本实用新型提供的自控恒温电池箱。

本实用新型提供的自控恒温电池箱及汽车通过温度传感器直接检测电池模组中电池单体的温度，控制单元根据该温度控制加热器和/或热交换器以及风扇等工作，直至将箱体内的空气温度控制在合理的范围内。与现有技术相比，本实用新型提供的自控恒温电池箱由于能够直接检测到电池模组中电池单体的温度，从而提高了电池模组的温度控制效果，进而提高了控制精度，且节能、提高了能源利用率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱的控制原理图。

附图标记说明：

1-箱体 2-电池模组 3-加热器 4-热交换器 41-冷媒进口管 42-冷媒出口管 5-温度传感器 6-控制单元 7-隔热层 8-风扇9-轴流风扇 10-外部辅助控制单元

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

图1为本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱结构示意图，本实用新型实施例提供了一种自控恒温电池箱，包括封闭的箱体1、多个电池模组2、加热器3、热交换器4、风扇8、多个温度传感器5和控制单元6。

其中，电池模组2、加热器3、热交换器4、温度传感器5、风扇8和控制单元6均设置在箱体1内，每个温度传感器5均直接固定在一个电池模组2上，从而可以直接地得到单个电池模组2的温度。控制单元6用于根据温度传感器5发送的温度信号控制加热器3和/或热交换器4动作。

本领域技术人员可以理解的是，控制单元6可以固定设置在任一个电池模组2上，本实施例以四个电池模组2为例，每个电池模组2上均直接结合有温度传感器5。温度传感器5实时检测电池模组2中电池单体的温度，将该温度反馈给控制单元6，控制单元6根据内部设置的判断条件，判断电池单体的温度是否在最佳工作温度范围0度-30度之间，并据此控制热交换器4和/或加热器3和风扇8启动或停止。

本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱通过温度传感器5直接感测电池模组2中电池单体的温度，控制单元6在根据此温度来控制加热器3和/或热交换器4及风扇8工作，以对箱体1内部的电池模组2进行加热或冷却，使电池箱内部保持恒温，其不仅解决了现有技术中的问题，提高了电池模组的降温效果，而且控制精度更为准确，且节能，提高了能源的利用效率。

优选的是，电池模组2平行地排列在箱体1内；加热器3和/或热交换器4设置在电池模组2的对称轴上。这样的布置能够使散热更为均匀。

热交换器4可以包括冷媒进口管41和冷媒出口管42，冷媒进口管41和冷媒出口管42均焊接或其他形式固定在箱体1上，接合处严格密封，从而将冷媒导入到热交换器4中，进行制冷。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱还包括隔热层7，该隔热层7位于箱体1内部，且电池模组2、加热器3、热交换器4、温度传感器5和控制单元6均设置在隔热层7的内侧。隔热层7由隔热材料制成，隔热层7的设置减少了外界极高或极低环境温度对电池箱内温度的影响，降低了电池热管理的成本。

优选的是，该风扇8位于加热器3和/或热交换器4远离电池模组2的一侧，且位于壳体1与加热器3和/或热交换器4之间，使经过所述加热器3和/或热交换器4的风能流向各个电池模组2之间。这样设置可以有利于快速加热或冷却，加速箱体1内部的空气循环。

为了进一步使箱体1内的空气温度更均匀，本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱还包括轴流风扇9，设置在箱体1内。轴流风扇9的设置可以保证电池的温度均匀一致。本领域技术人员可以理解的是，轴流风扇9可以有多个，分布在各个电池模组2中，根据电池模组2的排布来设计轴流风扇9的位置，可以如图1所示的位置，也可以根据具体的情况进行设定。

图2为本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱的控制原理图，工作时，温度传感器5实时检测电池模组2中电池单体的温度，并将检测到的温度反馈给控制单元6，控制单元6根据内部设定的判断条件，判断电池单体的温度是否在最佳的工作温度范围内。该温度范围可以是0度-30度之间。

在上述实施例的基础上，该自控恒温电池箱还包括判断单元，分别与温度传感器5和控制单元6相连。

当判断单元判断电池单体的温度高于30度时，向控制单元6发出第一控制信号，使控制单元6控制所述加热器3和/或热交换器4、风扇8、和轴流风扇9工作，以对电池单体降温；

当判断单元判断电池单体的温度低于0度时，向控制单元6发出第二控制信号，使控制单元6控制所述加热器3和/或热交换器4、风扇8、和轴流风扇9工作，以对电池单体升温。

当电池单体的温度在0-30度的温度范围内，则外部辅助控制单元10、热交换器4、加热器3、风扇8和轴流风扇9均不启动。

当电池单体的温度高于30度，则外部辅助控制单元10、热交换器4、风扇8和轴流风扇9等均开始工作，直至将电池单体的温度控制在合理范围内。

当电池单体的温度低于0度，外部辅助控制单元10、加热器3、风扇8和轴流风扇9等均开始工作，直至将电池单体的温度控制在合理范围内。

在整个控制过程中，温度传感器5和控制单元6均能实时地检测、反馈和处理信息。

本实用新型实施例还提供了一种汽车，包括本实用新型任意实施例提供的自控恒温电池箱。

本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱及汽车通过温度传感器直接检测电池模组中电池单体的温度，控制单元根据该温度控制加热器和/或热交换器以及风扇等工作，直至将箱体内的空气温度控制在合理的范围内。与现有技术相比，本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱由于能够直接检测到电池模组中电池单体的温度，从而提高了电池模组的温度控制效果，进而提高了控制精度。

本实用新型实施例提供的自控恒温电池箱具有如下优点：

1.整个箱体完全封闭，利于防水、防尘达到高的防护等级；

2.内部气流循环，达到电池模组温控的均衡性；

3.高效热交换器的使用，利于电池箱整体的轻量化、紧凑性设计；

4、内部温度自检、自控，提高温控精度、效果，节能、提高能源利用效率。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自控恒温电池箱，其特征在于，包括封闭的箱体、多个电池模组、加热器、热交换器、多个温度传感器、风扇和控制单元；其中：

所述电池模组、加热器、热交换器、温度传感器、风扇和控制单元均设置在所述箱体内；

每个温度传感器均直接固定在一个电池模组上；

所述控制单元用于根据温度传感器发送的温度信号控制所述风扇、加热器和/或所述热交换器动作。

2.根据权利要求1所述的自控恒温电池箱，其特征在于，多个电池模组平行地排列在所述箱体内；所述加热器和/或所述热交换器设置在电池模组的对称轴上。

3.根据权利要求1所述的自控恒温电池箱，其特征在于，所述热交换器包括冷媒进口管和冷媒出口管，所述冷媒进口管和所述冷媒出口管均焊接或贯通但接口处完好密封地固定在所述箱体上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的自控恒温电池箱，其特征在于，还包括隔热层，所述隔热层位于所述箱体内部，且所述电池模组、加热器、热交换器、温度传感器、风扇和控制单元均设置在所述隔热层的内侧。

5.根据权利要求1-3任一项所述的自控恒温电池箱，其特征在于，所述风扇位于利于所述加热器和/或热交换器向电池模组通风、热交换的位置。

6.根据权利要求1-3任一项所述的自控恒温电池箱，其特征在于，还包括轴流风扇，设置在所述箱体内，以控制风向在所有电池模组之间流动。

7.根据权利要求6所述的自控恒温电池箱，其特征在于，所述轴流风扇为多个，分布在各个电池模组之间，使各个电池模组之间形成循环流动的风。

8.根据权利要求5所述的自控恒温电池箱，其特征在于，所述风扇位于所述加热器和/或热交换器远离所述电池模组的一侧，且位于所述壳体与所述加热器和/或热交换器之间，使经过所述加热器和/或热交换器的风能流向各个电池模组之间。

9.根据权利要求7所述的自控恒温电池箱，其特征在于，还包括判断单元，分别与所述温度传感器和所述控制单元相连；

当所述判断单元判断电池单体的温度高于30度时，向所述控制单元发出第一控制信号，使所述控制单元控制所述加热器和/或热交换器、风扇、和轴流风扇工作，以对电池单体降温；

当所述判断单元判断电池单体的温度低于0度时，向所述控制单元发出第二控制信号，使所述控制单元控制所述加热器和/或热交换器、风扇、和轴流风扇工作，以对电池单体升温。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的自控恒温电池箱。