一种电动汽车锂电池保温系统的制作方法

本发明涉及一种电池保温系统，特别是涉及一种电动汽车的锂电池保温系统。

背景技术

申请号为cn103779631a、发明名称为“锂电池保温装置”的专利，公开一种锂电池保温装置，包括本体与盖体，盖体盖设于本体的一端。本体包括导热层、水袋层、顶部保温层、底部保温层与外壳，导热层具有用于收容锂电池的至少一个收容腔，水袋层包覆于导热层的外围，水袋层主要有薄膜袋与充满于薄膜袋内的纯水组成，顶部保温层与底部保温层分别设置于导热层的两端，顶部保温层具有与收容腔一一对应并相连通的通道，外壳用于收容水袋层、导热层、顶部保温层与底部保温层。上述锂电池保温装置，结构简单，价格便宜，导热层的温度不会随环境的温度持续降低，使锂电池的充放电性能免受低温环境影响。水袋层能够吸收大部分热量，有效的缓解了高温环境对锂电池的冲击。

申请号为cn102522609a、发明名称为“一种锂电池保温装置及其控制方法”的专利，公开一种锂电池保温装置和控制方法。保温装置包括用于盛放锂电池的绝缘盒，和由所述锂电池供电并用于自动控制所述锂电池周围环境温度的温度控制电路，所述温度控制电路设置在所述绝缘盒内。所述温度控制电路包括温度检测模块、温控自动开关模块和调温装置，所述温度检测模块与所述温控自动开关模块连接，所述温控自动开关模块与所述调温装置串联。本发明解决了现有锂电池严重受使用环境温度局限的问题，使普通锂电池不仅能在常温下正常使用，在极其寒冷的环境和高温中同样能正常使用，具有结构简单、易于制造、使用方便和适应好的优点。

申请号为cn203607515u、发明名称为“一种移动式锂电池保温器”的专利，公开了一种移动式锂电池保温器，包括由塑料制成的底座，所述底座中设有锂电池本体，底座上设有用于盖住锂电池本体的网罩，网罩上设有若干根碘钨灯管，底座的侧面上设有插座，碘钨灯管与插座为电连接。本实用新型结构简单、使用方便，且在寒冷的环境下锂电池也能正常工作，安装方便。

申请号为cn204680706u、发明名称为“一种电动车电池保温箱”的专利，公开了一种电动车电池保温箱，所述电池保温箱包括：电池本体、包裹所述电池本体的塑料密封容器、设置于电池本体与塑料密封容器间的保温材料。所述塑料密封容器包括第一保温容器、第二保温容器，第一保温容器、第二保温容器均设有凹槽；所述第一保温容器、第二保温容器配合后，第一保温容器、第二保温容器的凹槽围成的空间内设置电池本体，第一保温容器、第二保温容器内设置保温材料。本实用新型提出的电动车电池保温箱，可更好地保持电池的工作温度，防止由于汽车其他部件或环境温度过高或过低降低电池性能。

电动汽车以节能、环保的优势赢得人们的青睐，在汽车领域所占比重越来越大。电动汽车锂电池的充放电特性和可用容量的大小受外界温度的影响较大，在夏冬季节尤为明显。气温低的条件下，电池的可用容量减小，放电量减小，导致电动汽车的续航里程减少；气温高的条件下，锂电池输出功率增大，自放电率变大，损害电池的性能；温度过高会导致电池内部化学平衡遭到破坏，降低电池的循环寿命。本发明设计的电动汽车的锂电池保温系统分为冷控系统和温控系统两部分，所述的保温系统能够实现对锂电池不同环境温度的调节，以实现最佳工作温度保持在20℃-35℃的合理范围内，极具实用性。通过冷控系统与温控系统对锂电池温度的调节，减缓温度对锂电池的损伤，延长电源系统寿命，增加续航里程。

技术实现要素：

本发明的目的是，本发明的电动汽车锂电池保温系统，通过采集各处温度传感器采集的温度信息，对冷控系统和温控系统进行判断智能控制，以实现锂电池保持最佳工作温度的功能；温控系统是在锂电池环境温度低时，对锂电池进行加热；冷控系统是在锂电池环境温度高时，对锂电池进行降温，以实现最佳工作温度保持在合理范围内，通过冷控系统与温控系统对锂电池温度的调节，减缓温度对锂电池的损伤，延长电源系统寿命，增加续航里程。

为了实现上述的，本发明采用以下技术方案：

一种电动汽车锂电池保温系统，包括进出水管、水箱、散热片、排气扇、门扇、动力泵、冷凝管、抽风机、风机、ecu微处理模块、太阳能电池板、电池箱、锂电池、cpu系统、ram/rom存储模块，其中，水箱连接动力泵,所述的动力泵连通散热片,所述的散热片连通冷凝管,所述的冷凝管连接所述的水箱，放置在电池箱内的锂电池上均匀分布冷凝管；锂电池通过电缆线联接ecu微处理模块、风机、抽风机、排气扇及动力泵；太阳能电池板安装在前挡玻璃下方的工作台上，所述的太阳能电池板通过电缆线联接排气扇、所述的排气扇联接ecu微处理模块，受到所述的ecu微处理模块的控制；太阳能电池板将太阳能转化为电能，通过太阳能板的智能升压及整流电路为电池充电；门扇安装在电池箱上，所述的门扇状态分为门扇开和门扇关，所述门扇开，能进行气体流通，所述的气体是热风或冷风，所述门扇关，气体不能流通，对锂电池起到保温作用；锂电池保温系统分为冷控系统和温控系统两部分，在ecu微处理模块的cpu系统、ram/rom存储模块通过对称性滞回特性方法，智能控制锂电池保温系统工作，使电池箱内温度控制在20℃-35℃内；

ecu微处理模块的cpu系统、ram/rom存储模块通过对称性滞回特性方法，智能控制锂电池保温系统的温控系统工作：

当电池箱内从温度≤20℃上升，再到20℃-25℃之间时，温控系统工作，使电池箱内温度上升，当电池箱内温度≥25℃时，所述的温控系统停止工作，电池箱进入保温状态；

电池箱内从温度≥25℃降低，再到20℃-25℃之间的过程，所述的温控系统停止工作，电池箱进入保温或温度降低状态，直至温度≤20℃，所述的温控系统工作，为电池箱加热；

温度在20℃-25℃之间，锂电池保温系统保持原工况或状态，遵循对称性滞回特性。

ecu微处理模块的cpu系统、ram/rom存储模块通过对称性滞回特性方法，智能控制锂电池保温系统的冷控系统工作：

当电池箱内从温度≥35℃下降，再到30℃-35℃之间时，冷控系统工作，使电池箱内温度下降；当电池箱内温度≤30℃时，冷控系统停止工作，电池箱进入保温状态；

电池箱内从温度≤30℃升高，再到30℃-35℃之间时的过程，冷控系统不工作，电池箱进入保温状态或升温状态，直至温度≥35℃，冷控系统工作，使电池箱内温度下降；

电池箱温度在30℃-35℃之间，冷控系统保持原工况或状态，遵循对称性滞回特性。

其有益效果是，冷凝管均匀缠绕在电池箱内的锂电池的表面。

其有益效果是，冷凝管均匀分布在锂电池内部各电池模块内隔中。

其有益效果是，ecu微处理模块包括cpu系统、ram/rom存储模块、太阳能电池输入端、信息采集输入模块、锂电池输入端、太阳能动力部件接线柱、锂电池动力部件接线柱。

其有益效果是，cpu系统是所述的ecu微处理模块运算处理中心，起到ecu微处理模块运算的控制作用。

其有益效果是，ram/rom存储模块是所述的ecu微处理模块的数据交换与存储单元。

其有益效果是，锂电池包括电池模块、锂电池管理系统。

其有益效果是，温控系统是在电池箱温度传感器检测电池箱内温度≤20℃时，在ecu微处理模块的cpu系统、ram/rom存储模块的控制下，温控系统工作；在电机周围热气达到20℃时，抽风机在ecu微处理模块的cpu系统、ram/rom存储模块的控制下抽取电机周围的热气对锂电池加热；当电池箱内温度≥25℃时，温控系统停止工作，电池箱进入保温状态。

其有益效果是，冷控系统是在电池箱内温度≥35℃时，在ecu微处理模块的cpu系统、ram/rom存储模块的控制下,风机送冷风工作状态，电池箱内温度降低，在电池箱内温度≤30℃时，处于风机停的工作状态，电池箱进行保温状态。

其有益效果是，冷控系统是在电池箱内温度≥35℃时，在ecu微处理模块的cpu系统、ram/rom存储模块的控制下，水箱内的冷凝水通过动力泵的推动下进入冷凝管，为锂电池降温；当电池箱内温度≤30℃时，在ecu微处理模块的cpu系统、ram/rom存储模块的控制下，动力泵停止工作，依靠不流动地冷凝水和电池箱实现较长时间的锂电池保温。

本发明的有益效果是：

一种电动汽车锂电池保温系统，所述的保温系统是使锂电池工作在设计的温度范围内，由于温度对锂电池的充放电特性和可用容量大小影响较大，在工作温度的不适宜时，易导致电动汽车的行驶里程缩小和锂电池性能的降低。本发明设计的电动汽车的锂电池保温系统分为冷控系统和温控系统两部分，冷控系统与温控系统的实施是ecu微处理模块对各温度传感器采集信息分析的结果，在冬季气温低下，通过风机对锂电池吹热风进行加热，使温度快速升高，当电机周围被加热的空气≥20℃时，抽风机抽取电机周围的热气，用于锂电池的加热。在夏季，电动汽车锂电池在非工作状态下的温度可达60℃以上，工作状态下的温度升高加剧，对锂电池的性能造成较大的影响，利用太阳能电池板把丰富的太阳能转化为电能，为排气扇提供电能，通过气体交换实现锂电池的冷却降温，并通过风机吹冷风进行降温冷却，同时通过冷却的冷凝水对锂电池进行降温，利用水比热容大的优势，能够在较长时间下减缓锂电池温度的升高。不仅保证了锂电池处于最佳温度的范围内，提升了电动汽车的性能，而且其系统设计遵循简单易操作、节约能源的原则，具有很强的实用性。

附图说明：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的锂电池箱剖视图；

图3是本发明的排气扇结构示意图；

图4是本发明的水箱结构示意图；

图5是本发明的散热片结构示意图；

图6是本发明的动力泵结构示意图；

图7是本发明的ecu微处理模块示意图。

图中1.进水管，2.水箱，2a.水箱进水口，2b.水箱出水口，3.散热片，3a.散热片进水口,3b.散热片出水口,4.排气扇，5.门扇，6.出水管，7.动力泵温度传感器，8.太阳能电池板，9.动力泵，9a.动力泵进水口,9b.动力泵出水口，10.冷凝管，11.ecu微处理模块，12.电池箱温度传感器，13.电机，14.电机温度传感器，15.电池箱，16.进气管，17.进气管过滤网，18.抽风机，19.风机，20.锂电池，21.排气扇过滤网，22.太阳能电池输入端，23.cpu系统，24.信息采集输入模块，25.锂电池输入端，26.太阳能动力部件接线柱，27.锂电池动力部件接线柱，28.ram/rom存储模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明的新型锂电池保温系统，如附图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，其中包括：进水管1，水箱2，水箱进水口2a，水箱出水口2b，散热片3，散热片进水口3a,散热片出水口3b,排气扇4，门扇5，出水管6，动力泵温度传感器7，太阳能电池板8，动力泵9，动力泵进水口9a,动力泵出水口9b，冷凝管10，ecu微处理模块11，电池箱温度传感器12，电机13，电机温度传感器14，电池箱15，进气管16，进气管过滤网17，抽风机18，风机19，锂电池20,排气扇过滤网21，太阳能电池输入端22，cpu系统23，信息采集输入模块24，锂电池输入端25，太阳能动力部件接线柱26，锂电池动力部件接线柱27，ram/rom存储模块28。

装配关系：

水箱2出水口2b通过进水管1用螺纹连接散热片3进水口3a，散热片3出水口3b通过出水管6用螺纹连接动力泵9进水口9a，动力泵9出水口9b通过冷凝管10用螺纹连接水箱2进水口2a；所述冷凝管10均匀缠绕在锂电池20的表面，所述冷凝管10均匀分布在锂电池20的内部各电池模块内隔中，放置在电池箱15内；风机19与电池箱15通过连接管连接；锂电池输入端25通过电缆线联接锂电池20；锂电池20放置在电池箱15内，锂电池20包括电池模块、锂电池管理系统；排气扇4经过排气扇过滤网21连接电池箱15；抽风机18经过进气管过滤网17通过进气管16用螺纹连接电池箱15；门扇5通过螺纹连接电池箱15；

ecu微处理模块11包括cpu系统23、ram/rom存储模块28、太阳能电池输入端22、信息采集输入模块24、锂电池输入端25、太阳能动力部件接线柱26、锂电池动力部件接线柱27；ecu微处理模块11经锂电池输入端25联接锂电池20并管理锂电池20的工作。

太阳能电池板8通过电缆线联接太阳能电池输入端22；太阳能电池板8安装在前挡玻璃下方的工作台上；太阳能动力部件接线柱26通过电线与数据线联接到排气扇4；

动力泵温度传感器7、电池箱温度传感器12、电机温度传感器14分别通过电线联接信息采集输入模块24；锂电池动力部件接线柱27通过电线与数据线分别联接到动力泵9、电机13、抽风机18、风机19。

锂电池通过电缆线联接ecu微处理模块，锂电池通过电缆线联接风机，锂电池通过电缆线联接抽风机，锂电池通过电缆线联接排气扇，锂电池通过电缆线联接动力泵；

本发明的设计原理如下：

锂电池的充放电特性、可用容量大小受温度影响较大,气温低的条件下，电池的可用容量减小、放电量减小，导致电动汽车的续航里程降低；气温高的条件下，锂电池输出功率增大、自放电率变大，损害电池的性能；温度过高会导致电池内部化学平衡遭到破坏，降低电池的循环寿命。

门扇的作用是通风时打开，不通风时关闭起到保温作用，门扇的状态分为门扇开和门扇关，所述门扇开，能进行热风或冷风的流通，为锂电池进行加热或降温；所述门扇关，不能进行热风或冷风的流通，为锂电池保温。

ecu微处理模块的控制功能：采集所有温度传感器信息与ram/rom存储模块进行数据处理，通过cpu系统控制动力泵、电机、抽风机、风机工作。所述所有温度传感器包括动力泵温度传感器、电池箱温度传感器、电机温度传感器。

为维持锂电池的最佳性能，电池箱内温度应控制在20℃-35℃内，锂电池保温系统分为冷控系统和温控系统两部分。

温控系统是在电池箱温度传感器检测电池箱内温度≤20℃时，在ecu微处理模块的控制下，门扇开，通过风机为锂电池吹热风进行加热，所述风机内部具有电热丝，所述风机状态分为风机停、风机送热风、风机送冷风，所述电热丝工作产生热量，可实现风机送热风；所述电热丝不工作，不产生热量，实现风机送冷风；ecu微处理模块通过各温度传感器采集的温度信息进行运算与处理，对风机状态进行智能控制,当电机温度传感器反馈电机周围热气达到20℃时，抽风机在ecu微处理模块的控制下抽取电机周围的热气对锂电池加热；当电池箱温度传感器检测电池箱内温度≥25℃时，门扇关、风机停、抽风机停止工作，停止对锂电池的加热，电池箱进行保温状态。

冷控系统是在电池箱温度传感器检测电池箱内温度≥35℃时，在ecu微处理模块的控制下,门扇开，风机处于风机送冷风工作状态，电池箱内温度≤30℃时，门扇关、风机停的工作状态，电池箱进行保温状态；

冷控系统是在电池箱温度传感器检测电池箱内温度≥35℃时，在ecu微处理模块的控制下，水箱内的冷凝水通过动力泵的推动下进入冷凝管，为锂电池降温，再流回到散热片降温；当电池箱内温度≤30℃时，在ecu微处理模块的控制下，动力泵停止工作，依靠不流动地冷凝水和电池箱实现较长时间的锂电池保温。

在环境温度≥20℃的驻车状态时，太阳能电池板将太阳能转化为电能为排气扇提供动力，排出电池箱内闷热的空气，通过空气的流通为锂电池进行降温；在ecu微处理模块的控制下，风机送冷风为锂电池进行降温；

在行车状态时，太阳能电池板将太阳能转化为电能，通过太阳能板的智能升压及整流电路为电池充电。

水箱是一个存储冷凝水的过度部件，有一定的容积，有助于冷凝水的存储。

电池箱具有保温功能，在气温低时阻止热量传出、散热而保持温度不降低，在气温高时阻止热量传入而保持温度不升高。

排气扇的功能是，通过ecu微处理模块的智能控制，吸入外界的空气，排出电池箱内闷热的空气，从而达到通风透气、降温的效果。

进气管过滤网和排气扇过滤网的功能是，防止外界空气中的杂质进入电池箱，避免对锂电池造成腐蚀。

动力泵的作用：推动水箱内的冷凝水循环，使经散热片降温的冷凝水循环不断的进入冷凝管为锂电池降温。

1.ecu微处理模块智能控制风机送热风的对称性滞回特性过程：

⑴.当电池箱内从温度≤20℃上升，再到在20℃-25℃之间时，门扇开，风机送热风而产生热量，保证热风的流通，为电池箱加热；当电池箱内温度≥25℃时，门扇关，风机停，电池箱进行保温状态；

⑵.电池箱内温度从≥25℃降低，再到在20℃-25℃之间的过程，门扇关，风机停，电池箱处于保温工况；直至温度≤20℃，门扇开，风机处于风机送热风状态，为电池箱加热；

⑶.温度在20℃-25℃之间，风机、门扇保持原工况或状态，遵循对称性滞回特性。

2.ecu微处理模块智能控制风机送冷风的对称性滞回特性过程：

⑴.当电池箱内从温度≥35℃下降，再到30℃-35℃之间时，门扇开，风机送冷风，保证冷风的流通，使电池箱内温度下降；当电池箱内温度≤30℃时，风机停止工作，门扇关，电池箱进行保温状态；

⑵.电池箱内从温度≤30℃升高，再到在30℃-35℃之间时的过程，风机停、门扇关，电池箱进行保温状态，直至温度≥35℃，门扇开，风机送冷风，使电池箱内温度下降；

⑶.电池箱温度在30℃-35℃之间，风机、门扇保持原工况或状态，遵循对称性滞回特性。

3.ecu微处理模块智能控制动力泵工作的对称性滞回特性过程：

⑴.当电池箱内从温度≥35℃下降，再到在30℃-35℃之间时，动力泵工作，推动水箱内的冷凝水循环，使经散热片降温的冷凝水循环不断的进入冷凝管为锂电池降温；当电池箱内温度降低至30℃时，动力泵停止工作，冷凝水不循环，起到保温作用。

⑵.当电池箱内从温度≤30℃上升，再到在30℃-35℃之间时，动力泵停止工作，冷凝水不循环，起到保温作用；当电池箱内温度上升为35℃，动力泵工作，推动水箱内的冷凝水循环，使经散热片降温的冷凝水循环不断的进入冷凝管为锂电池降温；

⑶.电池箱内温度在30℃-35℃之间，动力泵的工作状态保持原工况或状态，遵循对称性滞回特性。

4.当电机温度传感器反馈电机周围热气超过20℃时，ecu微处理模块智能控制抽风机工作的对称性滞回特性过程：

⑴.当电池箱内从温度≤20℃上升，再到在20℃-25℃之间时，抽风机在ecu微处理模块的控制下抽取电机周围的热气对锂电池加热，门扇开；当电池箱温度传感器检测电池箱内温度达到25℃时，门扇关、风机、抽风机停止工作，停止对锂电池的加热，依靠电池箱进行保温。

⑵.电池箱内从温度≥25℃降低，再到在20℃-25℃之间的过程，门扇关、抽风机处于不工作状态，电池箱处于保温工况，直至温度≤20℃，门扇开、抽风机处于工作状态，抽取电机周围的热气对锂电池加热；

⑶.电池箱温度在20℃-25℃之间，抽风机保持原工况或状态，遵循对称性滞回特性。

当电池箱内温度在25℃-30℃之间时，ecu微处理模块智能控制锂电池保温系统处于待机状态，电池箱进入保温状态。

以上所述乃是本发明具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所做的改变，其产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神，均在本发明专利的保护范围之内。