一种电动汽车电池组热管理系统及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电动汽车电池热管理领域，更具体涉及一种电动汽车电池组热管理系统，适用于动力电池在充电放电过程中的热管理。
【背景技术】
[0002]电池是电动汽车的关键部件，直接影响到电动汽车的性能。而电池的工作温度对于电池的使用寿命和电池的性能有着至关重要的影响。温度过低会使电池放电功率和容量受到影响，导致整车性能大幅降低；温度过高，电池循环寿命将受到影响，因此对电池进行热管理是非常必要的。
[0003]中国专利文献公开了申请号为201110210364.9的电池热管理系统，该系统由电池包、水箱、水泵和散热器构成的第一液循环回路，在水泵和电池包之间依次连接冷却结构和加热器以构成第二液循环回路，在第一液循环回路和第二液循环回路上设有只控制各自液循环回路的电磁阀，在电池包上设有温度传感器，电池管理单元、温度传感器、水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、冷却结构和加热器均与整车控制器连接，整车控制器接收温度传感器的检测信号并控制水泵、两个电磁阀、冷却结构、加热器和电池管理单元工作，从而使电池包在合理的温度工作。但是该发明存在以下不足:1、该发明采用电加热方式作为电池组加热的唯一加热方式，在冷启动的情况下，没有详细解释加热装置的能量来源；2、该发明将加热装置与制冷器装置串联在同一回路中并且没有采取保温措施，同时，整个循环管路较长，因此，在外界环境温度较低的情况下，由于冷却装置和循环管路的散热效果会造成能量的损失，降低系统的工作效率；3、该系统在同时启用空调制冷冷却和散热器冷却的情况下，冷却装置和散热器处于并联的位置关系，而在该发明中没有对流经冷却装置和散热器的液体流量进行控制，导致对冷却过程的控制不完善。
[0004]目前，大多数热管理系统的加热装置为电加热方式，而在低温环境下，电加热装置的能量来源有很大的问题，如果采用电池组自身的电量对其加热的话，由于电池组一开始达不到适宜的工作温度，因此会对电池组产生较大的伤害，同时由于电量的消耗，也降低了电动车的续航能力。
[0005]同时，不同电池单体之间的温度差异对整个电池组的工作寿命也有很大的影响，虽然已经有一些方法去解决这一问题，但是电池单体间的温度均衡问题仍有待于进一步得到解决。另外，对于低温环境下如何快速使电池达到合适的工作温度从而满足电动汽车的行驶条件也是一个需要解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车电池组热管理系统及其工作方法，使电池系统在充电状态以及不同的行驶状态下始终保持在良好的工作温度下，保证各电池单体之间的温度均衡以及降低电池系统的热管理能耗，从而保证在不同的车辆状态下都能够采用合理的热管理方式对电池系统进行热管理，延长电池系统的使用寿命，降低电动车电池的使用成本以及整车能耗。
[0007]为解决上述问题，本文所采用的电动车电池热管理系统的技术方案是，结合附图:
[0008]一种电动汽车电池组热管理系统，包括电池箱体1、电池组2、控制单元19，电池组2安装在电池箱体I内，电池组2由至少两个电池模块组成，每个电池模块包括至少两个电池单体；该系统包括位于电池箱体I内部的箱内液体循环路径和位于电池箱体I外部的箱外液体循环路径；
[0009]其中，箱内液体循环路径包括加热单元A3、热交换器A4、液压泵A5、三通阀A6及流量分配单元7 ;加热单元A3与热交换器A4连接，热交换器A4与电池组2的电池单体紧密贴合，并将流过其中的热交换流体的热量与电池单体的热量进行交换；三通阀A6入口与液压泵A5相连，一个出口与加热单元A3连接，另一个出口通向电池箱体I的箱外液体循环路径；流量分配单元7对流过其中的热交换流体进行流量分配，流量分配单元7入口与液压泵A5相连接，出口与热交换器A4相连接；
[0010]箱外液体循环路径包括燃料加热器8、开关阀B9、开关阀C10、热交换器B11、开关阀A12、三通阀B13、散热器14、空调系统20、储液罐21及开关阀D22 ;开关阀B9和开关阀ClO均与三通阀A的同一个出口相连，开关阀B9另一端与燃料加热器8相连，开关阀ClO另一端与热交换器Bll相连；开关阀A12连接在空调系统20与热交换器Bll之间，构成空调系统20的液体回路；热交换器Bll同时与三通阀B13的入口连接，三通阀B13的两个出口分别连接散热器14和液压泵B16 ;开关阀D22 —端与加热单元A3连接，另一端与储液罐21和燃料加热器8相连；储液罐21分别连接燃料加热器8、液压泵B16和散热器14 ;散热器14配套有风扇15 ；
[0011]在电池箱体1、箱内液体循环路径和箱外液体循环路径内均分布有温度传感器；
[0012]该系统还包括充电机17，通过电磁开关18实现热管理系统电能的来源，当充电机17与电网连接时，电磁开关18与充电机17连接，通过电网侧电能为电池热管理系统供电，当充电机17不与电网连接时，电磁开关18与电池组2连接，通过电池组2为电池热管理系统供电。
[0013]所述的一种电动汽车电池组热管理系统的改进方案，所述热交换器A4由多个热交换模块组成，每个热交换模块对应一个电池模块，各交换模块之间独立工作，为对应的电池模块进行热管理。
[0014]所述的一种电动汽车电池组热管理系统的改进方案，所述流量分配单元7设有一个入口和多个出口，每个出口与热交换器A4的一个热交换模块对应连接，流量分配单元7对其各出口的流量进行分配。
[0015]所述的一种电动汽车电池组热管理系统的改进方案，所述加热单元采用电加热。
[0016]本发明同时提供一种电动汽车电池组热管理系统的工作方法，其包括并行的热管理过程和电池温度平衡控制过程；
[0017]其中，热管理过程包括以下步骤:
[0018]步骤一、判断系统的环境温度:预设四个温度阈值，四个温度阈值的温度值从低到高依次为第二温度阈值、第一温度阈值、第三温度阈值、第四温度阈值，将电池组2的温度与四个温度阈值进行实时比较；
[0019]步骤二、当电池组2温度低于第一温度阈值时，需要对电池组2进行加热:
[0020]I)首先检测电动车是否处于充电状态；
[0021]1.1)如果电动车处于充电状态:
[0022]启用第一循环系统:此时三通阀A6出口与加热单元A3联通，通过加热单元A3对热交换流体进行加热，并通过液压泵A5驱动热交换流体在电池箱内部循环，完成对电池组2的加热；
[0023]1.2)如果电动车不处于充电状态:
[0024]1.2.1)如果电池组2温度高于第二温度阈值，启动第一循环系统:通过加热单元A3对热交换流体进行加热，并通过液压泵A5驱动热交换流体在电池箱内部循环，完成对电池组2的加热；
[0025]1.2.2)如果电池组2的温度低于第二温度阈值，启动第二循环系统:此时三通阀A6出口连通至开关阀B9和开关阀ClO，而开关阀B开启，开关阀ClO关闭，开关阀D22开启，通过燃料加热器8对热交换流体进行加热，加热单元A3不工作，液压泵A5驱动热交换流体流过燃料加热器8，经过加热的热交换流体在流经热交换器A4的过程中对电池组2进行加执.^ ，
[0026]步骤三、当电池组2温度高于第三温度阈值时，对电池组2进行冷却:
[0027]I)如果电池组2温度高于第三温度阈值而低于第四温度阈值，启动第三循环系统:三通阀A6出口联通至开关阀B9和开关阀C10，而开关阀B9关闭，开关阀ClO开启，开关阀D22开启，三通阀B13入口与热交换器BI I联通，三通阀B13出口联通至散热器14，开关阀A12关闭；液压泵A5驱动热交换流体流过散热器14，实现对电池组2的降温；
[0028]2)如果电池组2温度高于第四温度阈值，启动第四循环系统:在所述第三循环系统的基础上，开关阀A