专利名称：一种电动汽车动力电池热管理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动汽车动力电池管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力电
池热管理装置。
背景技术：
目前，电动汽车的动力电池的容量和温度有直接关系，当温度低于一定值时会造成动力电池容量下降。在实际应用中，动力电池在低温下循环使用会造成动力电池的使用寿命缩短。考虑到季节更替带来的温度变化，有必要设计一种电动汽车动力电池热管理装置，在冬季低温下保证动力电池在合适的温度范围内工作。 中国专利公开号CN1606189，
公开日2005年04月13日，发明的名称为动力电池管理系统，该申请案公开了一种动力电池管理系统，它包括一组可充电电池模块、主电源监控装置、输入显示装置和连接各部件的通讯总线。主电源监控装置设有220VAC充电端口、电源输出端口和车载12V电源端口，该主电源监控装置可监视和控制各电池模块的充放电过程。每个电池模块设有独立的充放电电路，该充放电电路包括充电回路、放电回路及一微控制单元MCU，该微控制单元MCU连接并控制电流信号采集电路、电压信号采集电路、温度信号采集电路、充电保护控制电路和放电保护控制电路。其不足之处是，当环境温度较低时，无法保证动力电池的工作温度在允许的温度范围内，造成动力电池容量下降，使用寿命缩短。
实用新型内容本实用新型的目的是克服当动力电池在环境温度低于其允许最低温度值下工作时，动力电池容量下降，使用寿命缩短的技术问题，提供了一种电动汽车动力电池热管理装置，其在动力电池工作时能够采集动力电池的温度，当动力电池温度低于其允许的最低温度值时，对动力电池进行加热，使动力电池的工作温度在允许的温度范围内，保证了动力电池的使用性能，延长了动力电池的使用寿命。为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现本实用新型的一种电动汽车动力电池热管理装置，包括中央处理单元、供电电源、加热模块、加热控制模块和温度检测模块，所述中央处理单元分别与加热控制模块和温度检测模块相连，所述加热模块分别与供电电源和加热控制模块相连，所述温度检测模块和加热模块设置在电动汽车动力电池上。在本技术方案中，供电电源为加热模块供电。温度检测模块检测动力电池的温度值，并将其发送到中央处理单元，中央处理单元对接收到的温度值进行判断。当温度值低于设定的阈值时，中央处理单元发送启动信号给加热控制模块，加热控制模块启动加热模块加热动力电池；当温度值高于设定的阈值时，中央处理单元发送停止信号给加热控制模块，加热控制模块控制加热模块停止加热动力电池。作为优选，所述加热控制模块包括开关管和开关管驱动电路，所述供电电源、加热模块和开关管串联成一个加热回路，所述开关管驱动电路一端与开关管控制端相连，开关管驱动电路另一端与中央处理单元相连。中央处理单元通过开关管驱动电路控制开关管的通断，从而控制加热模块的工作。作为优选，所述开关管为N沟道增强型场效应管。N沟道增强型场效应管具有噪声小、功耗低、安全工作区域宽的优点。作为优选，所述一种电动汽车动力电池热管理装置还包括保险管，所述供电电源、加热模块、保险管和开关管串联成一个加热回路。保险管在加热回路中起过流保护作用。作为优选，所述加热控制模块还包括开关管驱动隔离电路，所述开关管驱动隔离电路的一端与开关管驱动电路输入端相连，开关管驱动隔离电路的另一端与中央处理单元相连，所述开关管驱动电路输出端与开关管控制端相连。开关管驱动隔离电路能抑制系统噪声，提闻抗干扰能力。作为优选，所述加热控制模块还包括回路检测电路，所述回路检测电路一端与中央处理单元相连，回路检测电路的另一端与加热模块的一端相连。回路检测电路检测加热回路是否正常导通。作为优选，所述加热控制模块还包括回路检测隔离电路，所述回路检测隔离电路一端与回路检测电路输出端相连，回路检测隔离电路的另一端与中央处理单元相连，所述回路检测电路输入端与加热模块的一端相连。回路检测隔离电路能抑制系统噪声，提高抗干扰能力。作为优选，所述一种电动汽车动力电池热管理装置还包括电压检测模块，所述电压检测模块与中央处理单元相连，所述供电电源由电动汽车的若干个动力电池串联组成，所述电压检测模块通过电压采集线与若干个动力电池相连。电压检测模块检测每个动力电池的电压，当有I个或I个以上动力电池电压值低于最低放电电压时，加热模块不工作，避免损坏动力电池。作为优选，所述温度检测模块和电压检测模块为电动汽车内管理电池的BMS系统的一部分，所述中央处理单元通过CAN收发电路与BMS系统的主控芯片相连，所述温度检测模块和电压检测模块分别与主控芯片相连。BMS系统监测每个动力电池的电压和温度信息，并通过CAN收发电路与中央处理单元通信，发送加热控制命令。作为优选，所述加热模块为PTC加热器。PTC加热器具有恒温发热、节能、安全性能好、使用寿命长的优点。本实用新型的有益效果是在动力电池工作时能够采集动力电池的温度，当动力电池温度低于其允许的最低温度值时，对动力电池进行加热，使动力电池的工作温度在允许的温度范围内，保证了动力电池的使用性能，延长了动力电池的使用寿命。
图I是本实用新型的一种电路原理连接框图。图中1、中央处理单元，2、供电电源，3、加热模块，4、加热控制模块，5、温度检测模块，6、开关管，7、开关管驱动电路，8、保险管，9、开关管驱动隔离电路，10、回路检测电路，
11、回路检测隔离电路，12、电压检测模块，13、动力电池，14、BMS系统，15、CAN收发电路，16、主控芯片。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的一种电动汽车动力电池热管理装置，如图I所示，包括I个中央处理单元I、I个供电电源2、I个CAN收发电路15、I个BMS系统14、6个加热模块3及与加热模块3相对应的6个加热控制模块4和6个保险管8，供电电源2由电动汽车的6个动力电池13串联组成，加热控制模块4包括开关管6、开关管驱动电路7、开关管驱动隔离电路9、回路检测电路10和回路检测隔离电路11，BMS系统14包括主控芯片16、温度检测模块5和电压检测模块12,加热模块3为PTC加热器,开关管6为N沟道增强型场效应管。供电电源2的正极与6个加热模块3 —端相连,6个加热模块3的另一端分别与其对应的保险管8 —端相连，6个保险管8的另一端分别与其对应的开关管6的漏极相连，6个开关 管6的源极与供电电源2的负极相连。中央处理单元I的输出端通过6个开关管驱动隔离电路9与6个开关管驱动电路7的输入端相连，6个开关管驱动电路7的输出端分别与其对应的开关管6的栅极相连，中央处理单元I的输入端通过6个回路检测隔离电路11与6个回路检测电路10的输出端相连，6个回路检测电路10的输入端分别与其对应的开关管6的漏极相连。中央处理单元I通过CAN收发电路15与主控芯片16通信，主控芯片16分别与温度检测模块5和电压检测模块12相连，6个加热模块3分别安装在对应的动力电池13上，温度检测模块5中的6个温度传感器分别安装在对应的动力电池13上，电压检测模块12通过电压采集线与6个动力电池13相连。每个加热模块3加热I个动力电池13，保险管8在加热回路中起过流保护作用。BMS系统14中的温度检测模块5和电压检测模块12分别监测每个动力电池13的温度信息和电压信息，并将其发送到主控芯片16，主控芯片16对接收到的温度值和电压值进行判断。当每个动力电池13的电压都高于2. 8V (最低放电电压)，且有I个或I个以上动力电池13的温度低于5°C时，主控芯片16通过CAN收发电路15向中央处理单元I发送加热控制命令，中央处理单元I对温度低于5°C的动力电池13所对应的加热控制模块4中的开关管驱动电路7发送控制信号，开关管驱动电路7在对应的开关管6的栅极上施加正向电压，供电电源2与加热模块3、保险管8和开关管6串联成的加热回路导通，加热模块3开始工作，加热对应的动力电池13。同时，对应的回路检测电路10检测该加热回路是否正常导通，并通过回路检测隔离电路11发送信号给中央处理单元I。当加热回路没有正常导通，中央处理单元I控制开关管驱动电路7停止在对应的开关管6的栅极上施加电压，断开加热回路，并通过CAN收发电路15向主控芯片16发送报警信息。当每个动力电池13的温度都高于5°C，或者有I个或I个以上动力电池13的电压低于2. 8V (最低放电电压)时，主控芯片16通过CAN收发电路15向中央处理单元I发送停止加热命令，中央处理单元I发送停止信号给开关管驱动电路7，开关管驱动电路7在开关管6的栅极上停止施加电压，供电电源2与加热模块3、保险管8和开关管6串联成的加热回路断开，加热模块3停止工作，停止加热动力电池13。同时，回路检测电路10检测每个加热回路是否正常断开，并通过回路检测隔离电路11发送信号给中央处理单元I。当加热回路没有正常断开，中央处理单元I通过CAN收发电路15向主控芯片16发送报警信息。[0025]本实用新型使动力电池13工作时的温度在允许的温度范围内，在动力电池13的电压低于最低放电电压时停止加热工作，保证了动力电池13的使用性能，延长了动力电池 13的使用寿命。
权利要求1.一种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于包括中央处理单元(I)、供电电源(2)、加热模块(3)、加热控制模块(4)和温度检测模块(5)，所述中央处理单元(I)分别与加热控制模块(4 )和温度检测模块(5 )相连，所述加热模块(3 )分别与供电电源(2 )和加热控制模块(4)相连，所述温度检测模块(5)和加热模块(3)设置在电动汽车动カ电池(13)上。
2.根据权利要求I所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于所述加热控制模块(4)包括开关管(6)和开关管驱动电路(7)，所述供电电源(2)、加热模块(3)和开关管(6)串联成ー个加热回路，所述开关管驱动电路(7)—端与开关管(6)控制端相连，开关管驱动电路(7 )另一端与中央处理単元(I)相连。
3.根据权利要求2所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于所述开关管(6)为N沟道增强型场效应管。
4.根据权利要求2或3所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于还包括保险管(8)，所述供电电源(2)、加热模块(3)、保险管(8)和开关管(6)串联成ー个加热回路。
5.根据权利要求2或3所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于所述加热控制模块(4)还包括开关管驱动隔离电路(9)，所述开关管驱动隔离电路(9)的一端与开关管驱动电路(7)输入端相连，开关管驱动隔离电路(9)的另一端与中央处理单元(I)相连，所述开关管驱动电路(7)输出端与开关管(6)控制端相连。
6.根据权利要求2或3所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于所述加热控制模块(4)还包括回路检测电路(10)，所述回路检测电路(10)—端与中央处理单元(I)相连，回路检测电路(10)的另一端与加热模块(3)的一端相连。
7.根据权利要求6所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于所述加热控制模块(4)还包括回路检测隔离电路(11)，所述回路检测隔离电路(11) 一端与回路检测电路(10)输出端相连，回路检测隔离电路(11)的另一端与中央处理单元(I)相连，所述回路检测电路(10)输入端与加热模块(3)的一端相连。
8.根据权利要求I或2或3所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于还包括电压检测模块(12)，所述电压检测模块(12)与中央处理单元(I)相连，所述供电电源(2 )由电动汽车的若干个动カ电池(13 )串联组成，所述电压检测模块(12 )通过电压采集线与若干个动カ电池(13)相连。
9.根据权利要求8所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于所述温度检测模块(5)和电压检测模块(12)为电动汽车内管理电池的BMS系统(14)的一部分,所述中央处理单元(I)通过CAN收发电路(15)与BMS系统(14)的主控芯片(16)相连，所述温度检测模块(5)和电压检测模块(12)分别与主控芯片(16)相连。
10.根据权利要求I或2或3所述的ー种电动汽车动力电池热管理装置，其特征在于所述加热模块(3)为PTC加热器。
专利摘要本实用新型公开了一种电动汽车动力电池热管理装置。包括中央处理单元、供电电源、加热模块、加热控制模块和温度检测模块，所述中央处理单元分别与加热控制模块和温度检测模块相连，所述加热模块分别与供电电源和加热控制模块相连，所述温度检测模块和加热模块设置在电动汽车动力电池上。本实用新型在动力电池工作时能够采集动力电池的温度，当动力电池温度低于其允许的最低温度值时，对动力电池进行加热，使动力电池的工作温度在允许的温度范围内，保证了动力电池的使用性能，延长了动力电池的使用寿命。
文档编号H01M10/50GK202513261SQ201220102798
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者宋文涛, 陈东新 申请人:万向电动汽车有限公司, 万向集团公司