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CN112768803B - 风冷电池热管理方法 - Google Patents

风冷电池热管理方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种电池热管理系统及方法，其中，该系统包括空气调节系统、风道、负压风扇风冷电池。其中，空气调节系统包括加热机构、制冷机构和出风管路，出风管路的一端分别与加热机构和制冷机构相连；风道与出风管路的另一端连通；负压风扇与风道分别设置于风冷电池的两侧，负压风扇启动运行时，可以提供动力以便于加快风道的出风速度，增加气体流速，实现了对电池的强制冷却或加热，提升电池的冷却或加热效率，满足了电池热管理系统的要求。

Description

风冷电池热管理方法
技术领域
本申请涉及动力电池热管理技术领域，尤其涉及一种风冷电池热管理方法。
背景技术
纯电动、燃料电池、增程等新能源车新搭载动力电池时，需要考虑电池的冷却加热效果，一般采用间接水冷/加热、直接风冷、冷媒直接冷却等方式。采用水冷系统时，需要考虑水泵、散热器、PTC等附件，系统布置比较复杂，造价也比较高；采用传统直接风冷时，随着电池功率密度增加，环境风温不能满足电池散热和加热要求；采用冷媒直接冷却，系统复杂度和造价也比较高，因此需要对电池冷却系统进行升级。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电池热管理系统及方法，以解决上述现有技术中的问题，提升电池的冷却加热效率，满足电池热管理系统的要求。
本申请的第一方面提供了一种电池热管理系统，其中，包括：
空气调节系统，所述空气调节系统包括加热机构、制冷机构和出风管路，所述出风管路的一端分别与所述加热机构和所述制冷机构相连；
风道，与所述出风管路的另一端连通；
风冷电池；
负压风扇，所述负压风扇与所述风道分别设置于所述风冷电池的两侧。
在一种可能的实现方式中，所述加热机构为暖风芯体，所述制冷机构为蒸发器。
在一种可能的实现方式中，所述空气调节系统还包括水泵和膨胀水箱，所述暖风芯体的出水口与所述膨胀水箱的进水口连通，所述膨胀水箱的出水口与所述水泵的进水口连通，所述水泵的出水口与所述暖风芯体的进水口连通。
在一种可能的实现方式中，空气调节系统还包括压缩机和冷凝器，所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口连通个，所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口连通，所述冷凝器的出口与所述蒸发器的入口连通。
在一种可能的实现方式中，所述蒸发器和所述冷凝器之间设置有截止阀。
在一种可能的实现方式中，所述风道和所述出风管路中均设置有散热翅片。
本申请的第二方面还提供了一种电池热管理方法，其中，采用本申请第一方面提供的电池热管理系统，包括如下步骤：
检测车外环境温度是否为第一温度阈值；
如果是，启动负压风扇和空气调节系统，以通过加热机构和所述出风管路向所述风冷电池输入热风，并控制电池温度为第一电池温度阈值；
如果否，检测车外环境温度是否为第二温度阈值，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值；
如果是，启动负压风扇，控制电池温度为第二电池温度阈值；
如果否，检测车外环境温度是否为第三温度阈值，所述第三温度阈值大于所述第二温度阈值；
如果是，启动负压风扇和所述空气调节系统，以通过制冷机构和所述出风管路向所述风冷电池输入冷风，并控制电池温度为第三电池温度阈值。
在一种可能的实现方式中，所述第一温度阈值为大于或等于-40℃且小于0℃。
在一种可能的实现方式中，所述第二温度阈值为大于或等于0℃且小于30℃。
在一种可能的实现方式中，所述第三温度阈值为大于或等于30℃且小于40℃。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请提供的电池热管理系统及方法，实现了对电池的强制冷却或加热，提升电池的冷却或加热效率，满足了电池热管理系统的要求。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电池热管理系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的电池管热理方法的流程图。
附图标记：
1-暖风芯体；
2-蒸发器；
3-出风管路；
4-风道；
5-负压风扇；
6-风冷电池；
7-水泵；
8-膨胀水箱；
9-压缩机；
10-冷凝器；
11-截止阀。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
如图1所示，本申请实施例提供了一种风冷电池6热管理系统，其包括空气调节系统、风道4、负压风扇5和风冷电池6。其中，空气调节系统包括加热机构、制冷机构和出风管路3，出风管路3的一端分别与加热机构和制冷机构相连；风道4与出风管路3的另一端连通；风冷电池6负压风扇5与风道4分别设置于风冷电池6的两侧，负压风扇5启动运行时，可以提供动力以便于加快风道4的出风速度，增加气体流速，实现了对风冷电池6的强制冷却或加热，提升风冷电池6的冷却或加热效率，满足了风冷电池6热管理系统的要求。其中，负压风扇5可以设置于风冷电池6的任一侧。
作为一种具体的实现方式，加热机构为暖风芯体1，制冷机构为蒸发器2。其中，暖风芯体1可以将周围空间加热，以便于向出风管路3中输入热空气，实现对风冷电池6的加热。蒸发器2可以将液态物质转化为气态，以降低空气温度，便于向出风管路3中输入冷空气，实现对风冷电池6的降温。
作为一种具体的实现方式，空气调节系统还包括水泵7和膨胀水箱8，暖风芯体1的出水口与膨胀水箱8的进水口连通，膨胀水箱8的出水口与水泵7的进水口连通，水泵7的出水口与暖风芯体1的进水口连通。
其中，水泵7、膨胀水箱8和暖风芯体1可以形成一种加热回路。其中，由于系统水的热胀冷缩作用，当热水升温时，系统中的水容积增加，当无处容纳水的这部分膨胀量时，系统内的水压增高，将影响正常运行。由膨胀水箱8容纳系统的水膨胀量，可减小系统因水的膨胀而造成的水压波动，提高了系统运行的安全、可靠性，当系统由于某种原因漏水或系统降温时，膨胀水箱8水位下降，为系统补水。膨胀水箱8还可以起到稳定系统的压力和排除水在加热过程中所释放出来的空气。
作为一种具体的实现方式，空气调节系统还包括压缩机9和冷凝器10，蒸发器2的出口与压缩机9的入口连通个，压缩机9的出口与冷凝器10的入口连通，冷凝器10的出口与蒸发器2的入口连通。其中，蒸发器2、压缩机9和冷凝器10构成一种制冷回路。
作为一种具体的实现方式，蒸发器2和冷凝器10之间设置有截止阀11，以便于导通或阻断冷却水。
作为一种具体的实现方式，为了提升散热效果，风道4和出风管路3中均设置有散热翅片。
如图2所示，本申请实施例还提供了一种电池热管理方法，其采用本申请任意实施例提供的风冷电池6热管理系统，该方法包括如下步骤：
步骤S1、检测电池温度是否为第一温度阈值；如果是，进入步骤S2；如果否，进入步骤S3。
其中，该第一温度阈值可以为大于或等于-20℃且小于10℃。即在寒冷的冬季，可以通过该风冷电池6热管理系统对风冷电池6加热。
步骤S2、启动负压风扇5和空气调节系统，以通过加热机构和出风管路3向风冷电池6输入热风，并控制风冷电池6温度为第一电池温度阈值。
其中，加热机构可以对空气加热，并通过出风管路3输入至风冷电池6，以使风冷电池6温度维持在第一电池温度阈值，该第一电池温度阈值可以为20℃～40℃。
步骤S3、检测电池温度是否为第二温度阈值，第二温度阈值大于第一温度阈值；如果是，进入步骤S4；如果否，进入步骤S5。
其中，该第二温度阈值可以为大于或等于20℃且小于30℃。即在春季或秋季，气候温度适宜，此时可以无需启动空气调节系统，使风冷电池6温度维持在与环境温度相当的温度水平即可保证风冷电池6正常工作。
步骤S4、启动负压风扇5，控制风冷电池6温度为第二电池温度阈值。
其中，该第二电池温度阈值可以为20℃～30℃。
步骤S5、检测电池温度是否为第三温度阈值，第三温度阈值大于第二温度阈值；如果是，进入步骤S6。
其中，该第三温度阈值可以为大于或等于45℃。即在炎热的夏季，气候温度较高，此时可以通过空气调节系统降低风冷电池6温度。
步骤S6、启动负压风扇5和空气调节系统，以通过制冷机构和出风管路3向风冷电池6输入冷风，并控制风冷电池6温度为第三电池温度阈值。
其中，第三电池温度阈值可以为20℃～40℃。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种风冷电池（6）热管理方法，其特征在于，采用风冷电池热管理系统，所述风冷电池（6）热管理系统包括：
空气调节系统，所述空气调节系统包括加热机构、制冷机构和出风管路（3），所述出风管路（3）的一端分别与所述加热机构和所述制冷机构相连；
风道（4），与所述出风管路（3）的另一端连通；
风冷电池（6）；
负压风扇（5），所述负压风扇（5）与所述风道（4）分别设置于所述风冷电池（6）的两侧；
所述加热机构为暖风芯体（1），所述制冷机构为蒸发器（2）；
所述空气调节系统还包括水泵（7）和膨胀水箱（8），所述暖风芯体（1）的出水口与所述膨胀水箱（8）的进水口连通，所述膨胀水箱（8）的出水口与所述水泵（7）的进水口连通，所述水泵（7）的出水口与所述暖风芯体（1）的进水口连通；
空气调节系统还包括压缩机（9）和冷凝器（10），所述蒸发器（2）的出口与所述压缩机（9）的入口连通个，所述压缩机（9）的出口与所述冷凝器（10）的入口连通，所述冷凝器（10）的出口与所述蒸发器（2）的入口连通；
所述蒸发器（2）和所述冷凝器（10）之间设置有截止阀（11）；
所述风道（4）和所述出风管路（3）中均设置有散热翅片；
所述风冷电池（6）热管理方法包括如下步骤：
检测车外环境温度是否为第一温度阈值；
如果是，启动负压风扇（5）和空气调节系统，以通过加热机构和所述出风管路（3）向所述风冷电池（6）输入热风，并控制风冷电池（6）温度为第一风冷电池（6）温度阈值；
如果否，检测车外环境温度是否为第二温度阈值，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值；
如果是，启动负压风扇（5），控制风冷电池（6）温度为第二风冷电池（6）温度阈值；
如果否，检测车外环境温度是否为第三温度阈值，所述第三温度阈值大于所述第二温度阈值；
如果是，启动负压风扇（5）和所述空气调节系统，以通过制冷机构和所述出风管路（3）向所述风冷电池（6）输入冷风，并控制风冷电池（6）温度为第三风冷电池（6）温度阈值。
2.根据权利要求1所述的风冷电池（6）热管理方法，其特征在于，所述第一温度阈值为大于或等于-20℃且小于10℃。
3.根据权利要求1所述的风冷电池（6）热管理方法，其特征在于，所述第二温度阈值为大于或等于20℃且小于30℃。
4.根据权利要求1所述的风冷电池（6）热管理方法，其特征在于，所述第三温度阈值为大于或等于45℃。
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