CN109818106A - 一种汽车动力电池冷却系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种汽车动力电池冷却系统，动力电池的壳体上盘绕固定有冷却管路，所述壳体内固定有温度检测控制装置，所述温度检测控制装置输出温度信号至电池管理系统，所述冷却管路的通过第一冷却管路与水壶、水泵、一体热交换器构成循环回路，所述电池管理系统输出驱动信号至水泵，所述温度检测控制装置和电池管理系统均有两路供电，一路为车辆蓄电池12V供电，一路为动力电池。本发明既可以满足电动车在行车或充电下的系统冷却需求，同时也能满足电动车在高温室外停放的电池系统冷却需求，使得电动车的安全性提升，同时也对电池的使用寿命带来有利的影响。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池冷却领域。
背景技术
目前，由于汽车数量的增加，环境污染日益加重，全球能源与环境问题日益突出，现在新能源汽车越来越受关注，并已上升到国家战略高度。电动车上主要零部件包括驱动电机、电机控制器、DC/DC、充电机、动力电池等，零部件工作时，都将产生大量热量，此时电动车需要有冷却系统进行散热，特别是动力电池，如电池过热，将会导致热失控，发生安全问题。
目前，电动车冷却系统主要是以液冷冷却为主，CN101596856A一种电动车冷却系统控制方法、CN101018595A一种电动车冷却系统及其控制方法、CN202138214U电动车冷却循环系统都介绍了在行程或充电时，采用优化的冷却系统可保障零部件散热提高效率、使用寿命及安全。但均未考虑到电动车停放在室外高温情况下的电池过热的安全问题。室外高温下停放电动车，可能会导致电池包内热量积累，超过电池可工作的温度范围，热量不能及时散发传递出去，可能会由于电池过热造成热失控，诱发电池燃烧甚至爆炸，存在严重的安全隐患。同时，也会影响电池温度一致性，导致电池性能差异越来越大，电池一致性变差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种不仅能确保电动车在行程或充电时零部件散热而且能防止电动车在室外高温停放导致电池过热而导致热失控的冷却系统和控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车动力电池冷却系统，动力电池的壳体上盘绕固定有冷却管路，所述壳体内固定有温度检测控制装置，所述温度检测控制装置输出温度信号至电池管理系统，所述冷却管路的通过第一冷却管路与水壶、水泵、一体热交换器构成循环回路，所述电池管理系统输出驱动信号至水泵，所述温度检测控制装置和电池管理系统均有两路供电，一路为车辆蓄电池12V供电，一路为动力电池。
所述第一冷却管路上设有电加热器，所述电池管理系统输出驱动信号至电加热器。
所述第一冷却管路内以水和乙二醇混合液作为冷却介质进行循环冷却。
所述一体热交换器为汽车空调的一部分，所述一体热交换器通过第二冷却管路连接电磁阀和空调系统构成循环回路，所述第二冷却管路内以冷媒介质进行循环冷却。
所述汽车为纯电动汽车，或混合动力汽车。
一种基于所述汽车动力电池冷却系统的控制方法：
车辆正常行车或充电工况下：温度检测控制装置和电池管理系统由车辆蓄电池供电，当温度检测控制装置检查到动力电池温度高于第一设定值时，启动水泵，当温度高于第二设定值时，电池管理系统发送请求给空调系统控制器，空调系统开启制冷，通过一体热交换器进行热交换，当温度低于第一设定值时，关闭空调系统，当温度低于第三设定值时，关闭水泵；
其中第三设定值＜第一设定值＜第二设定值；
车辆停放工况下：温度检测控制装置和电池管理系统由动力电池供电，当温度检测控制装置检查到动力电池温度高于第一设定值时，电池管理系统启动水泵，当温度低于第三设定值时，关闭水泵。
所述车辆停放工况下：如果温度继续上升超过第二设定值或维持在第一设定值和第二设定值之间超过设定时间，电池管理系统唤醒空调系统控制器，给出需求制冷请求，空调系统开启制冷，当温度下降至第一设定值以下后，空调系统停止工作。
所述车辆停放工况下：电池管理系统处于休眠状态，温度检测控制装置处于低功率运行状态，当温度检测控制装置检查到动力电池温度高于第一设定值时，先唤醒电池管理系统，关闭水泵后电池管理系统再次进入休眠状态。
所述车辆正常行车或充电工况下，当动力电池温度低于第四设定值，启动设备和电加热器，当动力电池温度高于第四设定值时，关闭水泵和电加热器，其中第四设定值＜第五设定值＜第三设定值。
所述第一设定值为40摄氏度，所述第二设定值为45摄氏度，所述的第三设定值为35摄氏度，所述第四设定值为0摄氏度，所述第五设定值为5摄氏度。
本发明既可以满足电动车在行车或充电下的系统冷却需求，同时也能满足电动车在高温室外停放的电池系统冷却需求，使得电动车的安全性提升，同时也对电池的使用寿命带来有利的影响。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是汽车动力电池冷却系统的原理示意图；
图2是汽车动力电池冷却系统的控制方法流程示意图；
上述图中的标记均为：1-动力电池系统；2-温度检测控制装置；3-电池管理系统；4-电加热器；5-水壶；6-水泵；7-第一冷却管路；8-一体热交换器；9-第二冷却管路；10-空调系统；11-电磁阀。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1，本发明提供一种电动车冷却系统，包括动力电池系统1、温度检测控制装置2TMS、电池管理系统3BMS、电加热器4PTC、水壶5、水泵6、第一冷却管路7、一体热交换器8、第二冷却管路9、空调系统10、电磁阀11。将乙醇和水的混合液通过水壶5,加注到第一冷却管路7中，通过水泵6将乙醇和水的混合液进行循环，流经一体热交换器8、PTC4、动力电池系统1；第二冷却管路9中为冷媒，通过空调系统10加注，通过空调系统10中的压缩机进行冷却循环；当电池需要加热时，PTC4工作，水泵6将加热后的乙二醇和水的混合液循环，对电池系统进行热交换加热；当电池需要冷却时，水泵6工作，循环乙二醇和水的混合液，空调系统10工作，进入制冷模式，压缩机工作，乙二醇和水的混合液与冷媒在一体热换器8中进行热交换，使得乙二醇和水的混合液温度降低，流经电池内部冷却管路进行热交换冷却。
如图2，车辆正常行车或充电工况下：此工况下，BMS和TMS均由车辆小蓄电池供电，当TMS检查到电池温度高于40℃时，启动水泵，进行冷却液的循环，(1)如果温度继续上升，高于45℃时，BMS发送请求给空调系统控制器，空调系统开启制冷，通过一体热交换器进行热交换，降低电池冷却回路中冷却介质温度，以达到降低电池包的温度。(2)当温度低于40℃时，关闭空调系统，电池冷却回路的水泵仍继续运行，(3)当温度降到35℃以下，关闭水泵。当电池温度小于0℃时，BMS启动水泵，启动PTC，进行加热，加热后当温度上升至5℃时，关闭PTC，关闭水泵。
车辆停放在室外高温环境时：此工况下，BMS和TMS由电池包内部供电，BMS处于休眠状态，TMS处于低功率运行状态。当TMS检测到电池包内部温度高于40℃时，唤醒BMS，BMS执行启动水泵，进行冷却液的循环(1)如果温度下降至35℃，则关闭水泵，BMS进入休眠状态；(2)如果温度继续上升超过45℃或维持在40-45℃之间超过10分钟，BMS唤醒空调系统控制器，给出需求制冷请求，空调系统开启制冷，当温度下降至40℃后，空调系统停止工作，下降至35℃后关闭水泵，BMS进入休眠状态。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车动力电池冷却系统，动力电池的壳体上盘绕固定有冷却管路，所述壳体内固定有温度检测控制装置，所述温度检测控制装置输出温度信号至电池管理系统，其特征在于：所述冷却管路的通过第一冷却管路与水壶、水泵、一体热交换器构成循环回路，所述电池管理系统输出驱动信号至水泵，所述温度检测控制装置和电池管理系统均有两路供电，一路为车辆蓄电池12V供电，一路为动力电池。
2.根据权利要求1所述的汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述第一冷却管路上设有电加热器，所述电池管理系统输出驱动信号至电加热器。
3.根据权利要求2所述的汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述第一冷却管路内以水和乙二醇混合液作为冷却介质进行循环冷却。
4.根据权利要求1、2或3所述的汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述一体热交换器为汽车空调的一部分，所述一体热交换器通过第二冷却管路连接电磁阀和空调系统构成循环回路，所述第二冷却管路内以冷媒介质进行循环冷却。
5.根据权利要求4所述的汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述汽车为纯电动汽车，或混合动力汽车。
6.一种基于权利要求1-5中任一所述汽车动力电池冷却系统的控制方法，其特征在于：
车辆正常行车或充电工况下：温度检测控制装置和电池管理系统由车辆蓄电池供电，当温度检测控制装置检查到动力电池温度高于第一设定值时，启动水泵，当温度高于第二设定值时，电池管理系统发送请求给空调系统控制器，空调系统开启制冷，通过一体热交换器进行热交换，当温度低于第一设定值时，关闭空调系统，当温度低于第三设定值时，关闭水泵；
其中第三设定值＜第一设定值＜第二设定值；
车辆停放工况下：温度检测控制装置和电池管理系统由动力电池供电，当温度检测控制装置检查到动力电池温度高于第一设定值时，电池管理系统启动水泵，当温度低于第三设定值时，关闭水泵。
7.根据权要求6所述的控制方法，其特征在于：所述车辆停放工况下：如果温度继续上升超过第二设定值或维持在第一设定值和第二设定值之间超过设定时间，电池管理系统唤醒空调系统控制器，给出需求制冷请求，空调系统开启制冷，当温度下降至第一设定值以下后，空调系统停止工作。
8.根据权要求7所述的控制方法，其特征在于：所述车辆停放工况下：电池管理系统处于休眠状态，温度检测控制装置处于低功率运行状态，当温度检测控制装置检查到动力电池温度高于第一设定值时，先唤醒电池管理系统，关闭水泵后电池管理系统再次进入休眠状态。
9.根据权要求6、7或8所述的控制方法，其特征在于：所述车辆正常行车或充电工况下，当动力电池温度低于第四设定值，启动设备和电加热器，当动力电池温度高于第四设定值时，关闭水泵和电加热器，其中第四设定值＜第五设定值＜第三设定值。
10.根据权要求9所述的控制方法，其特征在于：所述第一设定值为40摄氏度，所述第二设定值为45摄氏度，所述的第三设定值为35摄氏度，所述第四设定值为0摄氏度，所述第五设定值为5摄氏度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
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Effective date of abandoning: 20221206 |