TWI618643B - Electric vehicle battery temperature management system - Google Patents
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Abstract
一種電動車電池溫度管理系統，包含一溫度管理模組、一加熱模組、一冷卻模組，及一控制模組。該溫度管理模組包括一對應一電池模組設置且供一溫度調節液流動循環的冷熱媒管路、及一設置於該冷熱媒管路的熱交換器。該控制模組分別控制該加熱模組及該冷卻模組以經由該熱交換器提供及帶走該溫度調節液熱能。藉由設置該溫度管理模組、該加熱模組、該冷卻模組，並搭配使用該控制模組進行控制，可以使該電池模組的溫度維持在該工作溫度區間中，而不會因該電池模組充放電或是氣溫寒冷而導致該電池模組過高/低溫而無法正常運作。
Description
本發明是有關於一種溫度管理系統，特別是指一種電動車電池溫度管理系統。
目前一般電動車電池的工作溫度區間約為10~40℃，而極限區間則約為0~50℃，若超過此極限區間，會導致電動車電池的充放電異常，然而，由於電動車電池在充放電的過程中即會產生熱能，容易導致溫度上升而超過極限區間，而在氣候不佳極度寒冷的時候，又會導致溫度低於該極限區間，造成電動車電池無法正常運作。
因此，本發明之目的，即在提供一種可解決上述問題的電動車電池溫度管理系統。
於是，本發明電動車電池溫度管理系統，適用於應用於一電池模組，該電動車電池溫度管理系統包含一溫度管理模組、一加熱模組、一冷卻模組，及一控制模組。
該溫度管理模組包括一對應該電池模組設置的冷熱媒管路、及一設置於該冷熱媒管路的熱交換器，該冷
熱媒管路用以供一溫度調節液流動循環以提供及帶走該電池模組熱能。
該加熱模組連接該熱交換器，受控制以經由該熱交換器提供該溫度調節液熱能。
該冷卻模組連接該熱交換器，受控制以經由該熱交換器帶走該溫度調節液之熱能。
該控制模組分別電連接該加熱模組及該冷卻模組，以分別控制該加熱模組及該冷卻模組以經由該熱交換器提供及帶走該溫度調節液熱能。
本發明之功效在於：藉由設置該溫度管理模組、該加熱模組、該冷卻模組，並搭配使用該控制模組進行控制，可以使該電池模組的溫度維持在該工作溫度區間中，而不會因該電池模組充放電或是氣溫寒冷而導致該電池模組過高/低溫而無法正常運作。
2‧‧‧溫度管理模組
4‧‧‧冷卻模組
21‧‧‧冷熱媒管路
41‧‧‧冷媒管路
22‧‧‧熱交換器
42‧‧‧壓縮機
23‧‧‧泵浦
43‧‧‧調節閥
24‧‧‧電池溫度感測器
44‧‧‧膨脹閥
25‧‧‧調節液溫度感測器
5‧‧‧控制模組
3‧‧‧加熱模組
6‧‧‧加水模組
31‧‧‧熱媒管路
8‧‧‧電池模組
32‧‧‧調節閥
9‧‧‧直流轉換器
33‧‧‧動力裝置
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明電動車電池溫度管理系統之一實施例的示意圖。
參閱圖1，本發明電動車電池溫度管理系統之實施例適用於應用於一電池模組8及一直流轉換器9，該電動車電池溫度管理系統包含一溫度管理模組2、一加熱模組3
、一冷卻模組4、一控制模組5、及一加水模組6。
該溫度管理模組2包括一對應該電池模組8設置的冷熱媒管路21、一設置於該冷熱媒管路21的熱交換器22、一設置於該冷熱媒管路21的泵浦23、一電池溫度感測器24，及一調節液溫度感測器25。
該冷熱媒管路21用以供一溫度調節液流動循環以提供及帶走該電池模組8熱能，且該泵浦23、該熱交換器22、該電池模組8、該直流轉換器9分別依溫度調節液流動循環方向依序設置。
其中，該溫度調節液可使用水作為實施，或是選用合適的冷媒或熱媒作為實施，並不限於此。
該泵浦23用以提供該溫度調節液流動之動能，該電池溫度感測器24用以感測該電池模組8之溫度並傳送至該控制模組5。
該調節液溫度感測器25設置於該熱交換器22的溫度調節液流動出口處，用以感測該溫度調節液之溫度並傳送至該控制模組5。
該加熱模組3連接該熱交換器22，受控制以經由該熱交換器22提供該溫度調節液熱能，並包括一連接該熱交換器22且供一熱媒循環流通的熱媒管路31、一設置於該熱媒管路31的調節閥32，及一設置於該熱媒管路31的動力裝置33。
該調節閥32受該控制模組5控制以調節所流通過的熱媒之流量。
該動力裝置33用以提供該熱媒熱能，於本實施例中，該動力裝置33為引擎(圖未示)，該熱媒管路31則連通用以冷卻引擎的冷卻水管路(圖未示)，如此，可以直接將引擎的廢熱回收作為熱能來源。
該冷卻模組4連接該熱交換器22，受控制以經由該熱交換器22帶走該溫度調節液之熱能，並包括一連接該熱交換器22且供一冷媒循環流通的冷媒管路41，及設置於該冷媒管路41的一壓縮機42、一調節閥43，及一膨脹閥44，該調節閥43受該控制模組5控制以調節所流通過的冷媒之流量。
該控制模組5分別電連接該加熱模組3及該冷卻模組4的調節閥32、43，以分別控制該加熱模組3及該冷卻模組4經由該熱交換器22提供及帶走該溫度調節液熱能。
該加水模組6連通該冷熱媒管路21，於該冷熱媒管路21中的液量低於一預定值時，該加水模組6加溫度調節液至該冷熱媒管路21中，如此，可以避免因為該冷熱媒管路21中的溫度調節液逸失而導致功能異常。
一般使用時，該電池溫度感測器24感測該電池模組8的溫度並傳送至該控制模組5，該控制模組5於該電池模組8之溫度小於一下限值時，控制該加熱模組3的調節閥32使該熱媒管路31的熱媒流經該熱交換器22，此時，該熱媒管路31中的熱媒會將該動力裝置33的熱能經由該熱交換器22提供至該冷熱媒管路21中的該溫度調節液
，該溫度調節液於流經該電池模組8時，再將熱能傳遞至該電池模組8，如此，即可提升該電池模組8的溫度至所需的溫度區間。
而在該電池模組8之溫度大於一上限值時，該
控制模組5控制該冷卻模組4的調節閥43使該冷媒管路41的冷媒流經該熱交換器22，此時，該冷媒管路41中的冷媒會經由該熱交換器22帶走該冷熱媒管路21中的該溫度調節液的熱能，而降低溫度後的該溫度調節液於流經該電池模組8時再帶走該電池模組8的熱能，如此，即能降低該電池模組8的溫度至所需的溫度區間。
於本實施例中，該下限值及該上限值分別為10
℃及40℃，但亦可依實際需求而有不同的設定值，並不限於此。
該控制模組5還可藉由接收該調節液溫度感測
器25所感測之該溫度調節液溫度，觀測該溫度調節液之溫度是否確實在調節該等調節閥32、43後即隨之而上升或下降，以判斷該加熱模組3及該冷卻模組4的運作是否正常，另外，在該溫度調節液之溫度大於一調節液上限值時，該控制模組5控制該加熱模組3的調節閥32關閉以停止提供該溫度調節液熱能；於該溫度調節液之溫度小於一調節液下限值時，該控制模組5控制該冷卻模組4的調節閥43關閉以停止帶走該溫度調節液之熱能，藉此，以形成安全保護機制，避免因為該溫度調節液過熱/過冷而造成該電池模組8或是週邊元件損壞。
值得一提的是，由於該直流轉換器9亦為電動
車中容易發熱的元件之一，因此於本實施例中將該直流轉換器9設置於該冷熱媒管路21上接續該電池模組8後，如此，該溫度調節液於流經該電池模組8後會接著流經該直流轉換器9，由於該直流轉換器9的工作溫度為70~80℃，高於該電池模組8的工作溫度10~40℃，故無論是在加熱或冷卻該電池模組8的情況下，流經該電池模組8後的該溫度調節液都可以接著對該直流轉換器9進行降溫。
經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：
一、藉由設置該溫度管理模組2、該加熱模組3、該冷卻模組4，並搭配使用該控制模組5進行控制，可以使該電池模組8的溫度維持在該工作溫度區間中，而不會因該電池模組8充放電或是氣溫寒冷而導致該電池模組8過高/低溫而無法正常運作。
二、藉由直接使用電動車中的引擎來實施該動力裝置33，並將該熱媒管路31連通引擎的冷卻水管路，可以直接使用引擎的廢熱作為熱能的來源，一方面能節省加熱元件，一方面也可將引擎的廢熱回收利用，故在節省成本之餘亦具有環保的功效。
綜上所述，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，
皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
Claims (4)
- 一種電動車電池溫度管理系統，適用於應用於一電池模組，該電動車電池溫度管理系統包含：一溫度管理模組，包括一對應該電池模組設置的冷熱媒管路、及一設置於該冷熱媒管路的熱交換器，該冷熱媒管路用以供一溫度調節液流動循環以提供及帶走該電池模組熱能；一加熱模組，連接該熱交換器，受控制以經由該熱交換器提供該溫度調節液熱能；一冷卻模組，連接該熱交換器，受控制以經由該熱交換器帶走該溫度調節液之熱能；及一控制模組，分別電連接該加熱模組及該冷卻模組，以分別控制該加熱模組及該冷卻模組以經由該熱交換器提供及帶走該溫度調節液熱能；其中，該溫度管理模組還包括一電池溫度感測器，該電池溫度感測器用以感測該電池模組之溫度並傳送至該控制模組；該控制模組於該電池模組之溫度小於一下限值時，控制該加熱模組經由該熱交換器提供該溫度調節液熱能，以使該溫度調節液提供該電池模組熱能；該控制模組於該電池模組之溫度大於一上限值時，控制該冷卻模組經由該熱交換器帶走該溫度調節液之熱能，以使該溫度調節液帶走該電池模組之熱能；其中，該溫度管理模組還包括一調節液溫度感測器 ，該調節液溫度感測器用以感測該溫度調節液之溫度並傳送至該控制模組，該加熱模組包括一連接該熱交換器且供一熱媒循環流通的熱媒管路，及一設置於該熱媒管路的調節閥，該調節閥受該控制模組控制以調節所流通過的熱媒之流量，該冷卻模組包括一連接該熱交換器且供一冷媒循環流通的冷媒管路，及設置於該冷媒管路的一壓縮機、一調節閥，及一膨脹閥，該調節閥受該控制模組控制以調節所流通過的冷媒之流量；於該溫度調節液之溫度大於一調節液上限值時，該控制模組控制該加熱模組停止提供該溫度調節液熱能，該控制模組控制該加熱模組的調節閥關閉；於該溫度調節液之溫度小於一調節液下限值時，該控制模組控制該冷卻模組停止帶走該溫度調節液之熱能，該控制模組控制該冷卻模組的調節閥關閉；該調節液溫度感測器設置於該熱交換器的溫度調節液流動出口處。
- 如請求項1所述的電動車電池溫度管理系統，其中，該溫度管理模組還包括一設置於該冷熱媒管路的泵浦，且該泵浦、該熱交換器、該電池模組分別依溫度調節液流動循環方向依序設置。
- 如請求項1所述的電動車電池溫度管理系統，其中，該加熱模組還包括一設置於該熱媒管路的動力裝置，該動力裝置用以提供該熱媒熱能。
- 如請求項1所述的電動車電池溫度管理系統，還包含一 連通該冷熱媒管路的加水模組，於該冷熱媒管路中的液量低於一預定值時，該加水模組加溫度調節液至該冷熱媒管路中。
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