CN209786135U - 适用电动汽车的分布式温度控制电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，若干电池单元（7）串联而成，若干电池单元（7）上设有控制子单元（11），控制子单元（11）的输入端与若干电池单元（7）和导热装置（8）连接，控制子单元（11）的输入/输出端通过通讯口Ⅰ（9）和通讯总线Ⅰ（10）与系统控制单元（3）的端口Ⅰ连接，水箱（15）的进水口与进水口Ⅱ（17）相连接，水泵（14）和水箱（15）都与冷机（13）和加热器（16）连接，每条支路Ⅰ上都设有电磁阀（19），每个电池子系统（2）的出水口Ⅰ（6）都与进水口Ⅱ（17）相连接。

Description

适用电动汽车的分布式温度控制电池系统

技术领域

本实用新型涉及适用电动汽车的分布式温度控制电池系统。

背景技术

随着石油资源的日益紧缺和环境污染的日趋加重，汽车工业面临着巨大的挑战，人们迫切希望寻求一种新型车辆来减少对化石能源的依赖和对环境的损害。作为一种低排放、能耗少的新能源汽车受到了广泛重视，也收到了政府政策的大力支持。由于电池系统受温度的影响较大，国家地域大也导致各地温度差异巨大。为了提高电池的性能，解决季节变换、地域变换对电池性能的影响，目前电池系统都配有温度控制系统。为了满足用户长续驶里程的需求，新能源汽车一般配置较多的电量。较多电量配置，需求较多的放置空间，而放置空间的差异和邻近设备的发热量无法控制，现有温度控制系统都采用集中式控制，只能对电池系统整体进行制冷和加热，导致各个电池子系统的温度存在差异，影响驾驶舒适性和电池系统寿命。

发明内容

本实用新型提供了适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，它采用分布式控制，不但可以实现对电池系统整体温度控制，而且可以实现电池系统内部各个子系统的温度控制。

本实用新型采用了以下技术方案：适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，它包括有冷却设备、若干电池子系统和系统控制单元，所述的每个电池子系统包括壳体，在壳体的一侧设有进水口Ⅰ和出水口Ⅰ，在壳体内分布有若干电池单元、导热装置和加热装置，若干电池单元串联而成，在若干电池单元上设有控制子单元，控制子单元的输入端与若干电池单元和导热装置连接，控制子单元的输入/输出端通过通讯口Ⅰ和通讯总线Ⅰ与系统控制单元的端口Ⅰ连接，所述的冷却设备包括外壳，在外壳内分布有冷机、水泵、水箱和加热器，在外壳的外部设有进水口Ⅱ和出水口Ⅱ，水泵的出水口与外壳的出水口Ⅱ相连通，水箱的进水口与进水口Ⅱ相连接，水泵和水箱都与冷机和加热器连接，出水口Ⅱ分为若干支路Ⅰ分别与若干电池子系统的进水口Ⅰ相连接，在每条支路Ⅰ上都设有电磁阀，每个电池子系统的出水口Ⅰ都与进水口Ⅱ相连接，系统控制单元的端口Ⅱ分为两路，其中一路通过通讯总线Ⅱ与通讯口Ⅱ与冷却设备的冷机的控制端和加热器的控制端连接，另一路与在每条支路Ⅰ上的电磁阀相连接。

所述的导热装置设置为水冷板、绝缘导热垫或者热管。所述的加热装置包括接触器和加热器件，接触器与加热器件串联在一起，控制子单元的端口通过接触器与加热器件的控制开关连接。所述的加热器件设置为聚醯亚胺加热膜、硅橡胶加热膜、PTC加热板或环氧板加热膜。所述的系统控制单元设置为单片机。所述的通讯总线Ⅰ为CAN通讯总线。所述的通讯总线Ⅱ为CAN通讯总线。

本实用新型具有以下有益效果：采用了以上技术方案后，本实用新型分布式温度控制系统可根据电池系统内部对电池系统进行冷却和加热。分布式系统扩展性强；采用先进的温度控制策略，使电池处于健康、高效的工作状态。本实用新型每个电池子系统内部设有导热装置，便于冷量和热量的快速传递，提高电池的制冷和制热效率。每个电池子系统的设有加热组件，对电池子系统进行加热。本实用新型每个电池子系统的冷量和热量传递可以独立控制，解决布置位置差异，导致的温度不均匀现象。本实用新型冷却设备的制冷量是可以独立调节；冷却设备配有加热装置，可以实现液体温度加热。系统控制单元能够收集电池子系统、冷却设备的信息，并能够根据收集的信息对电池子系统的温度进行调节，并对子系统的状态进行评估和报警。电池子系统内部设有控制子单元，控制子单元对电池单元进行电压温度检测、加热装置的接触器控制、系统控制单元的通讯等功能、用于冷量或热量快速传递的传热结构如水冷板、绝缘导热垫、热管等具有传热功能的组件、用于电池加热的加热系统，加热器件可选择适合电池系统使用的聚醯亚胺加热膜、硅橡胶加热膜、PTC加热板、环氧板加热膜等具有加热能力的器件，加热系统可根据用户的需要进行选配。

附图说明

图1为本实用新型的分布式温控系统结构框图。

图2为本实用新型的电池子系统单元结构图。

图3为本实用新型的冷却设备结构图。

具体实施方式

在图1、图2和图3中，本实用新型提供了适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，它包括有冷却设备1、若干电池子系统2和系统控制单元3，本实施例包括三个电池子系统2，所述的每个电池子系统2包括壳体4，在壳体4的一侧设有进水口Ⅰ5和出水口Ⅰ6，在壳体4内分布有若干电池单元7、导热装置8和加热装置24，本实施例在壳体4内分布有四个电池单元7，所述的导热装置8设置为水冷板、绝缘导热垫或者热管，四个电池单元7串联而成，在四个电池单元7上设有控制子单元8，控制子单元8的输入端与四个电池单元7和导热装置8连接，控制子单元8的输入/输出端通过通讯口Ⅰ9和通讯总线Ⅰ10与系统控制单元3的端口Ⅰ连接，所述的冷却设备1包括外壳12，在外壳12内分布有冷机13、水泵14、水箱15和加热器16，在外壳12的外部设有进水口Ⅱ17和出水口Ⅱ18，水泵14的出水口与外壳12的出水口Ⅱ18相连通，水箱15的进水口与进水口Ⅱ17相连接，水泵14和水箱15都与冷机13和加热器16连接，出水口Ⅱ18分为若干支路Ⅰ分别与若干电池子系统2的进水口Ⅰ5相连接，本实施例的出水口Ⅱ18分为三条支路Ⅰ分别与三个电池子系统2的进水口Ⅰ5相连接，在每条支路Ⅰ上都设有电磁阀19，每个电池子系统2的出水口Ⅰ6都与进水口Ⅱ17相连接，系统控制单元3的端口Ⅱ分为两路，其中一路通过通讯总线Ⅱ20与通讯口Ⅱ21与冷却设备1的冷机13的控制端和加热器16的控制端连接，另一路与在每条支路Ⅰ上的电磁阀19相连接，所述的加热装置24包括接触器22和加热器件23，接触器22与加热器件23串联在一起，控制子单元的端口通过接触器与加热器件23的控制开关连接，所述的加热器件23设置为聚醯亚胺加热膜、硅橡胶加热膜、PTC加热板或环氧板加热膜，所述的系统控制单元3设置为单片机，所述的通讯总线Ⅰ10为CAN通讯总线，所述的通讯总线Ⅱ20为CAN通讯总线。

本实用新型的使用原理为：系统控制单元3设置为单片机为单片机，控制子单元8实时采集电池状态信息，并将水温数据、电池温度上传给系统控制单元3，系统控制单元3收集电池子系统2的控制子单元8发送的信息以及冷却设备1发出的的信息，系统控制单元3根据接收到的控制子单元8信息控制电池子系统2外部的电磁阀19进行冷却动作、电池子系统2内部加热装置24的接触器22进行加热动作，冷却设备1的加热器16可根据用户需要选配。冷却设备1根据系统控制单元3的指令进行水冷却和加热动作，并能实时调整冷机13的制冷量、液体流动的速度，并将系统的状态反馈给系统控制单元3，系统控制单元3在根据冷却设备1和电池子系统2的信息，实时控制一个或多个电池子系统2的加热和冷却，并能够根据各个电池子系统2的数据信息分析冷却和加热动作状态和效果，及时调整冷机13的输出功率，当发现所有电池子系统2温度偏低和偏高时，系统控制单元3启动冷却设备1进行制冷或加热，当发现任一电池子系统2和其他系统相比存在温度偏高或偏低时，可通过控制电磁阀19单独对该电池子系统2进行液体冷却或电池子系统2内部的加热装置24的接触器22进行加热，进行温度调平。当系统发现电池子系统2温度不能够调节温度时，将报警状态上报给整车系统，提醒进行售后维护。

Claims (7)

1.适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，其特征是它包括有冷却设备（1）、若干电池子系统（2）和系统控制单元（3），所述的每个电池子系统（2）包括壳体（4），在壳体（4）的一侧设有进水口Ⅰ（5）和出水口Ⅰ（6），在壳体（4）内分布有若干电池单元（7）、导热装置（8）和加热装置（24），若干电池单元（7）串联而成，在若干电池单元（7）上设有控制子单元（11），控制子单元（11）的输入端与若干电池单元（7）和导热装置（8）连接，控制子单元（11）的输入/输出端通过通讯口Ⅰ（9）和通讯总线Ⅰ（10）与系统控制单元（3）的端口Ⅰ连接，所述的冷却设备（1）包括外壳（12），在外壳（12）内分布有冷机（13）、水泵（14）、水箱（15）和加热器（16），在外壳（12）的外部设有进水口Ⅱ（17）和出水口Ⅱ（18），水泵（14）的出水口与外壳（12）的出水口Ⅱ（18）相连通，水箱（15）的进水口与进水口Ⅱ（17）相连接，水泵（14）和水箱（15）都与冷机（13）和加热器（16）连接，出水口Ⅱ（18）分为若干支路Ⅰ分别与若干电池子系统（2）的进水口Ⅰ（5）相连接，在每条支路Ⅰ上都设有电磁阀（19），每个电池子系统（2）的出水口Ⅰ（6）都与进水口Ⅱ（17）相连接，系统控制单元（3）的端口Ⅱ分为两路，其中一路通过通讯总线Ⅱ（20）与通讯口Ⅱ（21）与冷却设备（1）的冷机（13）的控制端和加热器（16）的控制端连接，另一路与在每条支路Ⅰ上的电磁阀（19）相连接。

2.根据权利要求1所述的适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，其特征是所述的导热装置（8）设置为水冷板、绝缘导热垫或者热管。

3.根据权利要求1所述的适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，其特征是所述的加热装置（24）包括接触器（22）和加热器件（23），接触器（22）与加热器件（23）串联在一起，控制子单元（11）的端口通过接触器（22）与加热器件（23）的控制开关连接。

4.根据权利要求3所述的适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，其特征是所述的加热器件（23）设置为聚醯亚胺加热膜、硅橡胶加热膜、PTC加热板或环氧板加热膜。

5.根据权利要求1所述的适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，其特征是所述的系统控制单元（3）设置为单片机。

6.根据权利要求1所述的适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，其特征是所述的通讯总线Ⅰ（10）为CAN通讯总线。

7.根据权利要求1所述的适用电动汽车的分布式温度控制电池系统，其特征是所述的通讯总线Ⅱ（20）为CAN通讯总线。