CN213322740U - 动力电池包温度调节系统及具有其的车辆 - Google Patents

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Abstract

动力电池包温度调节系统及具有其的车辆，该动力电池包温度调节系统包括电池包液冷循环回路、空调循环回路、发动机循环回路、温度采集单元及热管理控制单元。电池包液冷循环回路包括连接成回路的动力电池包、双向加压装置、加热器、第一换热器及第二换热器，空调循环回路通过第一换热器参与电池包液冷循环回路的温度调节，发动机循环回路通过第二换热器参与电池包液冷循环回路的温度调节。热管理控制单元在控制加热器、空调循环回路和/或发动机循环回路参与冷却或加热时，通过双向加压装置对循环介质正向或反向加压，使循环介质交替正向或反向流动。这能够平衡循环介质在液冷系统上下游的冷却或加热能力，提高电池包内电芯温度的一致性。

Description

动力电池包温度调节系统及具有其的车辆
技术领域
本实用新型涉及汽车动力电池领域，尤其是一种动力电池包温度调节系统及具有其的车辆。
背景技术
随着技术的发展，锂离子动力电池能量密度越来越高，当动力电池充放电时，其动力电池的温度控制愈发困难。动力电池包的充放电能力是由包内最低充放电能力的电池决定的，也即动力电池包的充放电能力是由包内中最低温或最高温的电池决定。锂离子动力电池的充放电能力对温度变化极其敏感，因此，通过合理的电池包温度调节方案将动力电池的温度控制在一定范围内，是维持动力电池包充放电能力并提升其工作寿命的重要方式。现有的动力电池温度调节方案中，一般采用冷却介质单向循环对电池进行加热或冷却，这不可避免地会导致冷却介质在动力电池包内部液冷系统上游的冷却能力或加热能力大于下游的冷却能力或加热能力，从而引起电池包的温差，进而不能很好地释放动力电池包的充放电性能，甚至降低其工作寿命。
实用新型内容
本实用新型提供了一种动力电池包温度调节系统及具有其的车辆，该动力电池包温度调节系统能够平衡循环介质在动力电池包内液冷系统上下游的冷却或加热能力，提高电池包内电芯温度的一致性，进而释放动力电池包的的充放电能，并提升动力电池包的工作寿命。
本实用新型提供一种动力电池包温度调节系统，包括电池包液冷循环回路、空调循环回路、发动机循环回路、温度采集单元及热管理控制单元，所述电池包液冷循环回路包括连接成回路的动力电池包、双向加压装置、加热器、第一换热器及第二换热器，所述空调循环回路通过所述第一换热器连接到所述电池包液冷循环回路中，并通过所述第一换热器参与所述电池包液冷循环回路的温度调节，所述发动机循环回路通过所述第二换热器连接到所述电池包液冷循环回路中，并通过所述第二换热器参与所述电池包液冷循环回路的温度调节，所述温度采集单元、所述双向加压装置、所述加热器、所述空调循环回路及所述发动机循环回路均与所述热管理控制单元相连，所述温度采集单元设置在所述动力电池包内，采集所述动力电池包的温度，并将该温度信息传递至所述热管理控制单元，所述热管理控制单元根据所述动力电池包的温度，控制所述加热器、所述空调循环回路和/或所述发动机循环回路参与所述电池包液冷循环回路的冷却或加热，并通过所述双向加压装置对循环介质正向或反向加压，使所述动力电池包调节回路内的循环介质交替正向或反向流动。
进一步地，所述空调循环回路包括第一控制阀、乘员舱、节流阀、冷凝器及压缩机，所述节流阀、所述冷凝器、所述压缩机及所述乘员舱串联成第一冷却支路，所述第一换热器、所述第一控制阀、所述节流阀、所述冷凝器及所述压缩机串联形成第二冷却支路，所述热管理控制单元与所述第一控制阀电性相连，所述热管理控制单元通过所述第一控制阀控制所述第一换热器参与所述电池包液冷循环回路的冷却。
进一步地，所述发动机循环回路包括第二控制阀、发动机和散热器，所述第二换热器与所述第二控制阀相连，所述散热器及所述发动机并联后，其两端分别与所述第二换热器及所述第二控制阀相连，所述散热器与所述发动机组成一散热支路，所述第二换热器、所述第二控制阀及所述发动机组成一加热支路，所述第二控制阀与所述热管理控制单元电性相连，所述热管理控制单元通过所述第二控制阀控制所述第二换热器参与所述电池包液冷循环回路的加热。
进一步地，所述温度采集单元为温度传感器。
进一步地，所述双向加压装置包括第三控制阀、第一加压泵、第四控制阀及第二加压泵，所述第三控制阀与所述第一加压泵设置在第一支路上，所述第四控制阀及所述第二加压泵设置在第二支路上，所述第一支路与所述第二支路先并联后连接至所述电池包液冷循环回路上，所述第一加压泵和所述第二加压泵的加压方向相反，所述热管理控制单元与所述第三控制阀、所述第一加压泵、所述第四控制阀及所述第二加压泵电性相连，所述热管理控制单元通过控制所述第一加压泵及所述第二加压泵的启停，以及所述第三控制阀及所述第四控制阀的开闭，使所述循环介质交替进行正向及反向流动。
进一步地，所述双向加压装置为双向加压泵，所述双向加压泵串联至所述电池包液冷循环回路上，所述双向加压泵与所述热管理控制单元电性相连，所述热管理控制单元通过控制所述双向加压泵的加压方向使所述循环介质交替进行正向及反向流动。
进一步地，所述动力电池包温度调节系统还包括计时器，当所述电池包液冷循环回路在进行加热或冷却时，所述热管理控制单元控制所述双向加压装置正向加压，持续第一预设时间，在控制双向加压装置停止工作，持续第二预设时间，最后控制双向加压装置逆向加压，持续第三预设时间，并不断重复上述步骤直至加热或冷却完成。
进一步地，所述热管理控制单元内存储有最大温差阈值，当所述电池包温度调节系统进行加热或冷却时，当所述温度采集单元采集到温度，表明电池包内电芯最大温差大于所述最大温差阈值时，所述管理控制单元控制所述双向加压装置改变所述循环介质的流向。
进一步地，所述热管理控制单元内存储有最大温度阈值及最小温度阈值，当所述温度采集单元采集到的最大温度大于所述最大温度阈值时，所述热管理控制单元控制所述第一换热器参与所述电池包液冷循环回路的冷却，当所述温度采集单元采集到的最小温度小于所述最小温度阈值时，所述热管理控制单元控制所述加热器和/或所述第二换热器参与所述电池包温度回路的加热。
本实用新型还提供一种车辆，该车辆包括上述的动力电池包温度调节系统。
综上所述，本实用新型的实施例中，通过双向加压装置的设置，可以根据动力电池包内电芯温差，实现动力包温度调节回路中循环介质交替正向及反向循环，这能够平衡循环介质在动力电池包内液冷系统上下游的冷却或加热能力，提高电池包内电芯温度的一致性，进而释放动力电池包的的充放电能，并提升动力电池包的工作寿命。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1所示为本实用新型第一实施例提供的动力电池包温度调节系统的结构示意图。
图2所示为图1中动力电池包温度调节系统的系统框图。
图3所示为图1中双向加压装置的结构示意图。
图4所示为本实用新型第二实施例中动力电池包温度调节系统的系统框图。
图5所示为本实用新型第三实施例中双向加压装置的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型进行详细说明如下。
本实用新型提供了一种动力电池包温度调节系统及具有该系统的车辆，该动力电池包温度调节系统能够平衡循环介质在动力电池包内液冷系统上下游的冷却或加热能力，提高电池包内电芯温度的一致性，进而释放动力电池包的的充放电能，并提升动力电池包的工作寿命。
图1所示为本实用新型第一实施例提供的动力电池包温度调节系统的结构示意图，图2所示为图1中动力电池包温度调节系统的系统框图。如图1 及图2所示，本实用新型实施例提供的动力电池包温度调节系统包括电池包液冷循环回路100、空调循环回路200、发动机循环回路300、温度采集单元 400及热管理控制单元500。该电池包液冷循环回路100包括连接成回路的动力电池包110、双向加压装置120、加热器140、第一换热器131及第二换热器132。空调循环回路200通过第一换热器131连接到电池包液冷循环回路 100中，并通过第一换热器131参与电池包液冷循环回路100的温度调节。发动机循环回路300通过第二换热器132连接到电池包液冷循环回路100中，并通过第二换热器132参与电池包液冷循环回路100的温度调节。温度采集单元400设置在动力电池包110内，用于采集动力电池包110的温度，双向加压装置120对循环介质进行正向或反向加压，使循环介质沿电池包液冷循环回路100正向或反向循环流动。温度采集单元400、双向加压装置120、加热器140、空调循环回路200及发动机循环回路300均与热管理控制单元500 电性相连。温度采集单元400将采集到的动力电池包110的温度信息传递至热管理控制单元500，热管理控制单元500根据温度采集单元400采集到的动力电池包110的温度，控制各部件参与冷却或加热调节过程，同时控制双向加压装置120使循环介质在电池包液冷循环回路100中正向及反向交替流动。
在本实施例中。通过双向加压装置120的设置，可以根据动力电池包110 内电芯温差的不同，实现动力电池包温度调节回路中循环介质交替正向及反向循环，这能够平衡循环介质在动力电池包110内冷却系统上下游的冷却或加热能力，提高电池包内电芯温度的一致性，进而释放动力电池包110的的充放电能，并提升动力电池包110的工作寿命。
进一步地，空调循环回路200还包括第一控制阀210、乘员舱220、节流阀230、冷凝器240及压缩机250，节流阀230、冷凝器240、压缩机250及乘员舱220串联形成第一冷却支路，第一换热器131、第一控制阀210、节流阀230、冷凝器240及压缩机250形成第二冷却支路。第一控制阀210与热管理控制单元500电性相连，热管理控制单元500通过第一控制阀210控制第一换热器131参与电池包液冷循环回路100的冷却。在需要对电池包液冷循环回路100进行冷却时，第一控制阀210开启，空调循环回路200产生的冷却源一部分用于调节车辆乘员舱220的温度，另一部分提供给电池包液冷循环回路100；在达到调节目标后，第一控制阀210关闭，空调循环回路200 不再参与电池包液冷循环回路100的冷却，车辆不需要另外增加冷却装置，优化车辆系统。
发动机循环回路300包括第二控制阀310、发动机320和散热器330，第二换热器132与第二控制阀310并联接入发送机循环回路300。散热器330 与发动机320组成一散热支路，第二换热器132、第二控制阀310及发动机 320组成一加热支路，第二控制阀310与热管理控制单元500电性相连。在电池包液冷循环回路100需要加热时，热管理控制单元500通过第二控制阀 310控制第二换热器132参与电池包液冷循环回路100的加热。
本实施例中，温度采集单元400均可以为温度传感器。
进一步地，热管理控制单元500中设有最大温度阈值及最小温度阈值。当温度采集单元400采集到的最大温度大于最大温度阈值时，热管理控制单元500控制第一换热器131参与电池包液冷循环回路100的冷却，并控制双向加压装置120交替进行正向加压及反向加压(此时加热器140不介入电池包液冷循环回路100)。当温度采集单元400采集到的最小温度小于最小温度阈值时，热管理控制单元500控制加热器140和/或发动机循环回路300参与电池包液冷循环回路100的加热，并控制双向加压装置120交替进行正向加压及反向加压(加热循环中，第一控制阀210控制第一换热器131不接入电池包液冷循环回路100)。
在本实施例中，动力电池包温度调节系统可以包括计时器600，电池包液冷循环回路100在进行加热或冷却时。热管理控制单元500可以先控制双向加压装置120正向加压，持续第一预设时间t1；再控制双向加压装置120 停止工作，持续第二预设时间t2；双向加压装置120逆向加压，持续第三预设时间t3，重复上述冷却步骤，直至加热或冷却完成，使动力电池包110温度稳定在一定温度范围内。
图3所示为图1中双向加压装置的结构示意图。如图3所示，该双向加压装置120包括第三控制阀121、第一加压泵122、第四控制阀123及第二加压泵124，第三控制阀121和第一加压泵122设置在第一支路上，第四控制阀123和第二加压泵124设置在第二支路上，第一支路和第二支路先并联后再连接至电池包液冷循环回路100上，第一加压泵122和第二加压泵124的加压方向相反，用于控制电池包液冷循环回路100中的循环介质的流向。热管理控制单元500与第三控制阀121、第一加压泵122、第四控制阀123及第二加压泵124电性相连，通过控制第一加压泵122及第二加压泵124的启停，以及第三控制阀121及第四控制阀123的开闭，使循环介质交替进行正向及反向流动。
图4所示为本实用新型第二实施例中动力电池包温度调节系统的系统框图。当温度采集单元400采集到的最大温度大于最大温度阈值时，热管理控制单元500控制第一换热器131参与电池包液冷循环回路100的冷却；当温度采集单元400采集到的最小温度小于最小温度阈值时，热管理控制单元500 控制加热器140和/或第二换热器132参与电池包液冷循环回路100的加热。
热管理控制单元500内还存储有最大温差阈值，当温度采集单元400采集到的温度信息，表明电池包内电芯最大温差大于最大温差阈值时，热管理控制单元500控制双向加压装置120改变循环介质的流向。
图5所示为本实用新型第三实施例中双向加压装置120的结构示意图。如图5所示，在本实用新型的第三实施例中，该双向加压装置120为双向加压泵，该双向加压泵串联在该电池包液冷循环回路100上，用于控制电池包液冷循环回路100中的循环介质的流向，双向加压泵与热管理控制单元500 电性相连，通过控制双向加压泵的加压方向，使循环介质交替进行正向及反向流动。
综上所述，本实用新型的实施例中，通过双向加压装置120的设置，可以根据动力电池包110内电芯温度及温差的变化，实现动力包温度调节回路中循环介质交替正向及反向循环，这能够平衡循环介质在动力电池包110内液冷系统上下游的冷却或加热能力，提高电池包内电池温度的一致性，进而释放动力电池包110的的充放电能，并提升动力电池包110的工作寿命。
本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括上述的动力电池包温度调节系统，关于该车辆的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池包温度调节系统，其特征在于：包括电池包液冷循环回路、空调循环回路、发动机循环回路、温度采集单元及热管理控制单元，所述电池包液冷循环回路包括连接成回路的动力电池包、双向加压装置、加热器、第一换热器及第二换热器，所述空调循环回路通过所述第一换热器连接到所述电池包液冷循环回路中，并通过所述第一换热器参与所述电池包液冷循环回路的温度调节，所述发动机循环回路通过所述第二换热器连接到所述电池包液冷循环回路中，并通过所述第二换热器参与所述电池包液冷循环回路的温度调节，所述温度采集单元、所述双向加压装置、所述加热器、所述空调循环回路及所述发动机循环回路均与所述热管理控制单元相连，所述温度采集单元设置在所述动力电池包内，采集所述动力电池包的温度，并将该温度信息传递至所述热管理控制单元，所述热管理控制单元根据所述动力电池包的温度，控制所述加热器、所述空调循环回路和/或所述发动机循环回路参与所述电池包液冷循环回路的冷却或加热，并通过所述双向加压装置对循环介质正向或反向加压，使所述动力电池包调节回路内的循环介质交替正向或反向流动。
2.根据权利要求1所述的动力电池包温度调节系统，其特征在于：所述空调循环回路包括第一控制阀、乘员舱、节流阀、冷凝器及压缩机，所述节流阀、所述冷凝器、所述压缩机及所述乘员舱串联成第一冷却支路，所述第一换热器、所述第一控制阀、所述节流阀、所述冷凝器及所述压缩机串联形成第二冷却支路，所述热管理控制单元与所述第一控制阀电性相连，所述热管理控制单元通过所述第一控制阀控制所述第一换热器参与所述电池包液冷循环回路的冷却。
3.根据权利要求1所述的动力电池包温度调节系统，其特征在于：所述发动机循环回路包括第二控制阀、发动机和散热器，所述第二换热器与所述第二控制阀相连，所述散热器及所述发动机并联后，其两端分别与所述第二换热器及所述第二控制阀相连，所述散热器与所述发动机组成一散热支路，所述第二换热器、所述第二控制阀及所述发动机组成一加热支路，所述第二控制阀与所述热管理控制单元电性相连，所述热管理控制单元通过所述第二控制阀控制所述第二换热器参与所述电池包液冷循环回路的加热。
4.根据权利要求1所述的动力电池包温度调节系统，其特征在于：所述温度采集单元为温度传感器。
5.根据权利要求1所述的动力电池包温度调节系统，其特征在于：所述双向加压装置包括第三控制阀、第一加压泵、第四控制阀及第二加压泵，所述第三控制阀与所述第一加压泵设置在第一支路上，所述第四控制阀及所述第二加压泵设置在第二支路上，所述第一支路与所述第二支路先并联后连接至所述电池包液冷循环回路上，所述第一加压泵和所述第二加压泵的加压方向相反，所述热管理控制单元与所述第三控制阀、所述第一加压泵、所述第四控制阀及所述第二加压泵电性相连，所述热管理控制单元通过控制所述第一加压泵及所述第二加压泵的启停，以及所述第三控制阀及所述第四控制阀的开闭，使所述循环介质交替进行正向及反向流动。
6.根据权利要求1所述的动力电池包温度调节系统，其特征在于：所述双向加压装置为双向加压泵，所述双向加压泵串联至所述电池包液冷循环回路上，所述双向加压泵与所述热管理控制单元电性相连，所述热管理控制单元通过控制所述双向加压泵的加压方向使所述循环介质交替进行正向及反向流动。
7.根据权利要求1所述的动力电池包温度调节系统，其特征在于：所述动力电池包温度调节系统还包括计时器，当所述电池包液冷循环回路在进行加热或冷却时，所述热管理控制单元控制所述双向加压装置正向加压，持续第一预设时间，在控制双向加压装置停止工作，持续第二预设时间，最后控制双向加压装置逆向加压，持续第三预设时间，并不断重复上述步骤直至加热或冷却完成。
8.根据权利要求1所述的动力电池包温度调节系统，其特征在于：所述热管理控制单元内存储有最大温差阈值，当所述电池包温度调节系统进行加热或冷却时，当所述温度采集单元采集到的温度信息，表明电池包内电芯最大温差大于所述最大温差阈值时，所述热管理控制单元控制所述双向加压装置改变所述循环介质的流向。
9.根据权利要求8所述的动力电池包温度调节系统，其特征在于：所述热管理控制单元内存储有最大温度阈值及最小温度阈值，当所述温度采集单元采集到的最大温度大于所述最大温度阈值时，所述热管理控制单元控制所述第一换热器参与所述电池包液冷循环回路的冷却，当所述温度采集单元采集到的最小温度小于所述最小温度阈值时，所述热管理控制单元控制所述加热器和/或所述第二换热器参与所述电池包温度回路的加热。
10.一种车辆，其特征在于：所述车辆包括权利要求1至9中任意一项所述的动力电池包温度调节系统。
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