RU2144869C1 - Electric car power supply system - Google Patents

Electric car power supply system Download PDF

Info

Publication number
RU2144869C1
RU2144869C1 RU98119372A RU98119372A RU2144869C1 RU 2144869 C1 RU2144869 C1 RU 2144869C1 RU 98119372 A RU98119372 A RU 98119372A RU 98119372 A RU98119372 A RU 98119372A RU 2144869 C1 RU2144869 C1 RU 2144869C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
traction motor
control unit
heat exchanger
radiator
Prior art date
Application number
RU98119372A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.М. Пашов
В.А. Мищенко
А.И. Груздев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы" filed Critical Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы"
Priority to RU98119372A priority Critical patent/RU2144869C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2144869C1 publication Critical patent/RU2144869C1/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transport engineering; electric cars. SUBSTANCE: in proposed power supply system, battery forced cooling system is made form of closed liquid circulation circuit with heat exchangers of battery, traction motor and control units, circulating pump, flow governor and radiator. Battery heat exchanger is made in form of separate sections placed battery cells or groups of cells. Heat exchangers of traction motor and control unit are mounted either on common or separate pipelines shunting the radiator. Circulating pump can be used as flow governor. Circulation circuit can be provided with starting heater mounted on pipeline shunting battery heat exchanger and with temperature sensors to control flow rate. EFFECT: convenience in operation, enhanced electric characteristics and increased service life. 7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при изготовлении транспортного средства - электромобиля с электрической тягой. The invention relates to the field of transport engineering and can be used in the manufacture of a vehicle - an electric vehicle with electric traction.

Известна система энергопитания транспортного средства, содержащая аккумуляторную батарею, зарядное устройство, систему управления и защиты (патент США, 3939435, B 60 L 11/18, 1976). A known vehicle power supply system comprising a battery, a charger, a control and protection system (US Pat. No. 3,939,435, B 60 L 11/18, 1976).

Недостатком известной системы энергопитания является возможность перегрева аккумуляторной батареи и связанное с этим снижение ресурса. A disadvantage of the known power supply system is the possibility of overheating of the battery and the associated reduction in resource.

Известна система энергопитания транспортного средства, содержащая аккумуляторную батарею, блок управления, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем и систему принудительного воздушного охлаждения с вентилятором (патент США, 4135593, B 60 L 11/18, 1979). A known vehicle power supply system comprising a battery, a control unit, a device for connecting a battery to a traction motor and a forced air cooling system with a fan (US Pat. No. 4,135,593, B 60 L 11/18, 1979).

Недостатком известной системы энергопитания является низкая эффективность охлаждения аккумуляторной батареи и возможность ее перегрева при форсированных режимах нагрузки. A disadvantage of the known power supply system is the low cooling efficiency of the battery and the possibility of overheating it under forced load conditions.

Наиболее близкой к описываемой является система энергопитания электромобиля, содержащая аккумуляторную батарею, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем, систему принудительного охлаждения аккумуляторной батареи, выполненную в виде замкнутого жидкостного контура с теплообменником аккумуляторной батареи, циркуляционным насосом и радиатором, и блок управления (заявка ФРГ, 4408960, H 01 M 10/50, 1995). Closest to the described one is an electric vehicle’s power supply system containing a battery, a device for connecting the battery to the traction motor, a battery forced cooling system made in the form of a closed liquid circuit with a battery heat exchanger, a circulation pump and a radiator, and a control unit (application from Germany, 4408960, H 01 M 10/50, 1995).

Недостаток указанной системы связан с невысокими техническими и эксплуатационными показателями. The disadvantage of this system is associated with low technical and operational indicators.

Задачей изобретения является создание системы энергопитания электромобиля, обладающей повышенными электрическими и ресурсными характеристиками и удобством эксплуатации. The objective of the invention is the creation of a power supply system for an electric vehicle with improved electrical and resource characteristics and ease of use.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе энергопитания электромобиля, содержащей аккумуляторную батарею, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем, систему принудительного охлаждения аккумуляторной батареи, выполненную в виде замкнутого жидкостного контура циркуляции с теплообменником аккумуляторной батареи, циркуляционным насосом и радиатором, и блок управления, теплообменник аккумуляторной батареи выполнен в виде отдельных секций, размещенных между аккумуляторами батареи или группой аккумуляторов, а контур циркуляции дополнительно содержит теплообменники тягового электродвигателя и блока управления и снабжен регулятором расхода. The specified technical result is achieved by the fact that in the known power supply system of an electric vehicle comprising a battery, a device for connecting the battery to the traction motor, a forced cooling system of the battery made in the form of a closed liquid circulation loop with a battery heat exchanger, a circulation pump and a radiator, and a unit control, the heat exchanger of the battery is made in the form of separate sections located between the batteries battery or group of batteries, and the circulation circuit further comprises a heat exchanger drive motor and control unit and provided with a flow regulator.

Секционное выполнение теплообменника аккумуляторной батареи позволяет улучшить условия теплоотвода и выровнить поле температур по аккумуляторной батарее. Охлаждение тягового электродвигателя и блока управления позволяет повысить ресурс работы системы. Снабжение контура циркуляции регулятором расхода дает возможность изменять расход циркулирующего хладагента в зависимости от нагрузки и поддерживать оптимальный температурный режим. The sectional design of the battery heat exchanger makes it possible to improve the heat removal conditions and even out the temperature field with the battery. Cooling the traction motor and control unit allows you to increase the life of the system. The supply of the circulation circuit with a flow regulator makes it possible to change the flow rate of the circulating refrigerant depending on the load and maintain optimal temperature conditions.

Целесообразно дополнительные теплообменники располагать на трубопроводе, шунтирующем радиатор. Такое размещение теплообменников позволяет обеспечить оптимальные режимы охлаждения аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления. It is advisable to place additional heat exchangers on the pipeline shunting the radiator. This arrangement of heat exchangers allows for optimal cooling modes of the battery, traction motor and control unit.

Целесообразно теплообменники тягового электродвигателя и блока управления располагать на разных отдельных трубопроводах, шунтрирующих радиатор. Это связано с тем, что рабочие температуры двигателя и блока управления отличаются и в разных ветвях охлаждения можно установить оптимальные для данного агрегата (тягового электродвигателя, блока управления) значения температуры. It is advisable to place the heat exchangers of the traction motor and the control unit on different separate pipelines shunting the radiator. This is due to the fact that the operating temperatures of the engine and the control unit are different and in different cooling branches it is possible to set the optimal temperature for a given unit (traction motor, control unit).

Целесообразно в качестве регулятора расхода использовать циркуляционный насос. Изменяя производительность насоса, можно регулировать в необходимых пределах расход циркулирующего хладагента. It is advisable to use a circulation pump as a flow controller. By changing the pump capacity, it is possible to adjust the flow rate of the circulating refrigerant within the required limits.

Целесообразно контур циркуляции снабдить датчиками температуры аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления, включенными в цепь управления регулятором расхода. Наличие указанных датчиков температуры позволяет поддерживать оптимальный тепловой режим аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления. It is advisable to provide the circulation circuit with temperature sensors of the battery, traction motor and control unit included in the control circuit of the flow regulator. The presence of these temperature sensors allows you to maintain optimal thermal conditions of the battery, traction motor and control unit.

Целесообразно контур циркуляции снабдить пусковым нагревателем. Наличие указанного нагревателя позволяет прогреть необходимые агрегаты системы энергопитания при ее запуске при отрицательных окружающих температурах и обеспечить оптимальные характеристики системы энергопитания. It is advisable to provide a circulation loop with a starting heater. The presence of the specified heater allows you to warm up the necessary units of the power supply system when it is started at negative ambient temperatures and to ensure optimal characteristics of the power supply system.

Целесообразно пусковой нагреватель разместить на трубопроводе, шунтрирующем теплообменник аккумуляторной батареи. Указанное размещение нагревателя позволяет быстро прогреть аккумуляторную батарею, циркулируя нагреваемый хладагент только через теплообменник аккумуляторной батареи и пусковой нагреватель. Остальные агрегаты системы разогреваются в процессе работы за счет внутреннего тепловыделения. It is advisable to place the starting heater on the pipeline shunting the heat exchanger of the battery. The specified location of the heater allows you to quickly warm up the battery, circulating the heated refrigerant only through the heat exchanger of the battery and the starting heater. The remaining units of the system are heated during operation due to internal heat generation.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже представлена принципиальная схема жидкостного контура циркуляции системы энергопитания электромобиля. The drawing shows a schematic diagram of the liquid circuit of the circulation of the power system of an electric vehicle.

Контур циркуляции включает секционный теплообменник, секции 2 которого расположены между аккумуляторами 1 батареи, циркуляционный насос 3, теплообменник 4 тягового электродвигателя и теплообменник 5 блока управления, расположенные на трубопроводе 6, шунтрирующем радиатор 7, регулятор расхода 8, который может быть совмещен с циркуляционным насосом 3, датчики температуры аккумуляторной батареи 9, тягового двигателя 10 и блока управления 11, пусковой нагреватель 12, установленный на трубопроводе 13, шунтрирующем теплообменник аккумуляторной батареи. The circulation circuit includes a sectional heat exchanger, sections 2 of which are located between the batteries 1 of the battery, a circulation pump 3, a heat exchanger 4 of the traction motor and a heat exchanger 5 of the control unit located on the pipe 6 shunting the radiator 7, a flow regulator 8, which can be combined with the circulation pump 3 , temperature sensors of the battery 9, the traction motor 10 and the control unit 11, a starting heater 12 mounted on a pipe 13 shunting the heat exchanger of the battery yards.

Система энергопитания работает следующим образом. При разряде аккумуляторной батареи в аккумуляторах 1 выделяется тепло, которое отводится хладагентом, циркулирующим через секции 2 теплообменника. Циркуляция хладагента осуществляется циркуляционным насосом 3. Тепло от тягового двигателя и блока управления отводится хладагентом, циркулирующим через теплообменник 4 и 5 соответственно, установленные на байпасном трубопроводе 6. Отведенное тепло сбрасывается в радиаторе 7, который при необходимости обдувается вентилятором (на схеме не показан). Для контроля рабочих температур аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления они снабжены датчиками температуры 9, 10 и 11, соответственно. Чтобы обеспечить оптимальные значения температур для каждого из указанных агрегатов системы энергопитания, датчики температуры включены в цепь управления регулятора расхода 8, который может быть функционально совмещен с насосом. По сигналу этих датчиков температуры осуществляется необходимое регулирование расхода хладагента через соответствующие теплообменники. Для обеспечения запуска системы энергопитания транспортного средства при отрицательных окружающих температурах контур циркуляции снабжен пусковым нагревателем 12, установленным на трубопроводе 13, шунтрирующем теплообменник аккумуляторной батареи. Такое включение нагревателя позволяет быстро разогреть аккумуляторную батарею до необходимой температуры, отключив остальной контур и обеспечивая прокачку хладагента только через нагреватель и теплообменник аккумуляторной батареи. При необходимости можно обеспечить разогрев всего контура, прокачивая по нему и через пусковой нагреватель хладагент. Теплообменники тягового электродвигателя и блока управления, а также пусковой нагреватель могут располагаться и в основном контуре циркуляции, а не на байпасных трубопроводах, как показано на чертеже. The power supply system operates as follows. When the battery is discharged, heat is generated in the batteries 1, which is removed by the refrigerant circulating through the heat exchanger sections 2. The refrigerant is circulated by the circulation pump 3. Heat from the traction motor and the control unit is removed by the refrigerant circulating through the heat exchanger 4 and 5, respectively, installed on the bypass pipe 6. The removed heat is discharged into the radiator 7, which, if necessary, is blown by a fan (not shown in the diagram). To control the operating temperatures of the battery, traction motor and control unit, they are equipped with temperature sensors 9, 10 and 11, respectively. To ensure optimal temperatures for each of these units of the power supply system, temperature sensors are included in the control circuit of the flow controller 8, which can be functionally combined with the pump. The signal from these temperature sensors provides the necessary control of the flow of refrigerant through the respective heat exchangers. To ensure the launch of the vehicle’s power supply system at negative ambient temperatures, the circulation circuit is equipped with a starting heater 12 mounted on a pipe 13 shunting the battery heat exchanger. This inclusion of the heater allows you to quickly warm up the battery to the required temperature, turning off the rest of the circuit and ensuring that the refrigerant is pumped only through the heater and the heat exchanger of the battery. If necessary, it is possible to ensure the heating of the entire circuit by pumping refrigerant along it and through the starting heater. The heat exchangers of the traction motor and control unit, as well as the starting heater, can also be located in the main circulation circuit, and not on bypass pipelines, as shown in the drawing.

На чертеже показан предпочтительный вариант выполнения контура циркуляции системы энергопитания транспортного средства, например, электромобиля. Приведенное выше описание работы заявляемого устройства показывает, что данное устройство может быть реализовано на практике. The drawing shows a preferred embodiment of the circuit of the power supply system of a vehicle, for example, an electric vehicle. The above description of the operation of the claimed device shows that this device can be implemented in practice.

Claims (7)

1. Система энергопитания электромобиля, содержащая аккумуляторную батарею, устройство соединения аккумуляторной батареи с тяговым электродвигателем, систему принудительного охлаждения аккумуляторной батареи, выполненную в виде замкнутого жидкостного контура циркуляции с теплообменником аккумуляторной батареи, циркуляционным насосом и радиатором, и блок управления, отличающаяся тем, что теплообменник аккумуляторной батареи выполнен в виде отдельных секций, размещенных между аккумуляторами батареи или группой аккумуляторов, а контур циркуляции дополнительно содержит теплообменники тягового электродвигателя и блока управления и снабжен регулятором расхода. 1. The power supply system of an electric vehicle containing a battery, a device for connecting the battery to the traction motor, a forced cooling system of the battery made in the form of a closed liquid circulation circuit with a battery heat exchanger, a circulation pump and a radiator, and a control unit, characterized in that the heat exchanger the battery is made in the form of separate sections located between the battery of the battery or a group of batteries, and ur circulation additionally contains heat exchangers for the traction motor and control unit and is equipped with a flow regulator. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что теплообменники тягового электродвигателя и блока управления расположены на трубопроводе, шунтирующем радиатор. 2. The system according to claim 1, characterized in that the heat exchangers of the traction motor and control unit are located on the pipeline shunting the radiator. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что теплообменники тягового электродвигателя и блока управления расположены на отдельных трубопроводах, шунтирующих радиатор. 3. The system according to claim 1, characterized in that the heat exchangers of the traction motor and control unit are located on separate pipelines shunting the radiator. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве регулятора расхода используется циркуляционный насос. 4. The system according to claim 1, characterized in that a circulation pump is used as a flow controller. 5. Система по одному из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что контур циркуляции снабжен датчиками температуры аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя и блока управления, включенными в цепь управления регулятором расхода. 5. The system according to one of paragraphs.1 to 4, characterized in that the circulation circuit is equipped with temperature sensors for the battery, traction motor and control unit included in the control circuit of the flow regulator. 6. Система по одному из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что контур циркуляции снабжен пусковым нагревателем. 6. The system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the circulation circuit is equipped with a starting heater. 7. Система по п.6, отличающаяся тем, что пусковой нагреватель расположен на трубопроводе, шунтирующем теплообменник аккумуляторной батареи. 7. The system according to claim 6, characterized in that the starting heater is located on the pipeline shunting the heat exchanger of the battery.
RU98119372A 1998-10-26 1998-10-26 Electric car power supply system RU2144869C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98119372A RU2144869C1 (en) 1998-10-26 1998-10-26 Electric car power supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98119372A RU2144869C1 (en) 1998-10-26 1998-10-26 Electric car power supply system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2144869C1 true RU2144869C1 (en) 2000-01-27

Family

ID=20211657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98119372A RU2144869C1 (en) 1998-10-26 1998-10-26 Electric car power supply system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2144869C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7771864B2 (en) 2004-08-25 2010-08-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of detecting and responding to a cooling system failure in a power supply device
US7939969B2 (en) 2006-07-18 2011-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system, vehicle with the same, temperature increase control method for power storage device and computer-readable recording medium bearing program causing computer to execute temperature increase control of power storage device
US8074753B2 (en) 2005-10-26 2011-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive device of vehicle
RU2459718C2 (en) * 2008-02-07 2012-08-27 Хонда Мотор Ко., Лтд. Automotive electric power supply
RU2487019C1 (en) * 2009-05-26 2013-07-10 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Vehicle storage battery cooling structure
RU2521589C1 (en) * 2010-04-01 2014-06-27 Дае-Кё ЛИ Device and method for power compensation in vehicle by means of capacitor with high capacitance
RU2564509C2 (en) * 2013-11-19 2015-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") Design of battery module with fluid thermal stabilisation of accumulators
US9160038B2 (en) 2006-10-13 2015-10-13 Enerdel, Inc. Battery assembly
US9853334B2 (en) 2007-11-07 2017-12-26 Enerdel, Inc. Battery assembly with temperature control device
RU2686604C2 (en) * 2014-06-05 2019-04-29 Либхерр-Майнинг Иквипмент Кольмар Сас Working machine, in particular quarry dump truck or truck

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7771864B2 (en) 2004-08-25 2010-08-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of detecting and responding to a cooling system failure in a power supply device
US8074753B2 (en) 2005-10-26 2011-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive device of vehicle
US7939969B2 (en) 2006-07-18 2011-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system, vehicle with the same, temperature increase control method for power storage device and computer-readable recording medium bearing program causing computer to execute temperature increase control of power storage device
US9160038B2 (en) 2006-10-13 2015-10-13 Enerdel, Inc. Battery assembly
US9853334B2 (en) 2007-11-07 2017-12-26 Enerdel, Inc. Battery assembly with temperature control device
RU2459718C2 (en) * 2008-02-07 2012-08-27 Хонда Мотор Ко., Лтд. Automotive electric power supply
RU2487019C1 (en) * 2009-05-26 2013-07-10 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Vehicle storage battery cooling structure
US9919591B2 (en) 2009-05-26 2018-03-20 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle battery cooling structure
RU2521589C1 (en) * 2010-04-01 2014-06-27 Дае-Кё ЛИ Device and method for power compensation in vehicle by means of capacitor with high capacitance
RU2564509C2 (en) * 2013-11-19 2015-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") Design of battery module with fluid thermal stabilisation of accumulators
RU2686604C2 (en) * 2014-06-05 2019-04-29 Либхерр-Майнинг Иквипмент Кольмар Сас Working machine, in particular quarry dump truck or truck

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2609577B2 (en) Heating system for the interior space of electric vehicles
JP6252186B2 (en) Thermal management system for vehicles
KR102361189B1 (en) device for cooling and heating of battery for a vehicle
JP6364926B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP5325259B2 (en) Thermal management system with dual-mode coolant loop
CN109895590A (en) The HVAC system of vehicle
US4532894A (en) Heating arrangement for electrically driven vehicles
US20160318370A1 (en) EV Muti-Mode Thermal Control System
EP3088230A1 (en) Electric vehicle multi-mode thermal control system
US20160318409A1 (en) EV Muti-Mode Thermal Control System
US4958766A (en) Appliance for heating motor vehicles, mainly buses driven with internal combustion engine
KR102320361B1 (en) Heat pump arrangement for vehicles with a vehicle cabin heating circuit and a battery heating circuit
JP6051984B2 (en) Thermal management system for vehicles
US20090249807A1 (en) HVAC and Battery Thermal Management for a Vehicle
CN106945537A (en) Fuel cell car heat management system
CN108944392B (en) Hybrid electric vehicle thermal management system and hybrid electric vehicle
JP2010284045A (en) Heat supply device
US20190210425A1 (en) Coolant circulation loop for vehicle
KR101751673B1 (en) Battery pack cooling system with preheating fuction
US20160318410A1 (en) EV Muti-Mode Thermal Control System
RU2144869C1 (en) Electric car power supply system
JP2009291008A (en) Heat management system of electric drive vehicle
JP2021082528A (en) Battery thermal management device
JP2019508311A (en) Thermal management system for hybrid motor vehicles in particular
KR20110131885A (en) Seat air conditioner for vehicle