一种纯电动车用电池包加热系统的制作方法

本实用新型涉及纯电动汽车技术领域，特别涉及一种纯电动车用电池包加热系统。

背景技术：

随着全球石油资源的枯竭和国家排放法规的严苛，电动汽车由于使用可再生的电能资源、清洁无污染，越来越受到国内各大整车厂的重视。各大整车厂竞相投入巨大的人力物力去研发混合动力车、纯电动车、插电式混合动力车等，但由于混合动力车、插电式混合动力车技术门槛较高，纯电动车被视为国内整车厂弯道超车的一个方向，目前国内汽车市场涌现出一大批纯电动汽车。

国内纯电动汽车普遍采用无加热功能的风冷大容量电池包，但目前大容量电池包存在着低温性能衰减严重、动力不足、效率低，并且低温充电时间过长、充不满等问题，由于风冷电池包无加热功能也就无法有效改善这些问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种纯电动车用电池包加热系统。所述技术方案如下：

提供了一种纯电动车用电池包加热系统，包括：

电驱动系统管路，所述电驱动系统用于为整车提供驱动力，所述电驱动系统管路与循环泵一、阀门一、散热器连通形成冷循环回路；

第一加热循环回路，由所述冷循环回路支路入口、循环泵二、阀门二、热交换器、所述冷循环回路支路出口连通构成；

电池包系统内循环回路，由电池包系统管路与所述热交换器连通构成。

优选地，所述电驱动系统包括驱动电机、LE、DCDC和电动空调，所述阀门一为双通阀，所述阀门一的两阀口分别与所述散热器入水口和所述电动空调入水口连通，所述电动空调出水口与所述散热器入水口连通。

优选地，所述电池包系统管路是由循环泵三、电池包管路、充电机管路连通构成。

优选地，所述系统还包括：第二加热循环回路，由电制热器、阀门三、循环泵四、所述热交换器连通构成。

优选地，所述电制热器与阀门四、循环泵五、暖风换热器连通构成暖风循环回路。

优选地，所述热交换器为双通道热交换器。

优选地，所述系统还包括平衡罐设备，所述平衡罐设备与所述电驱动系统管路、第一加热循环回路、第二加热循环回路、暖风循环回路和/或电池包系统内循环回路连通，所述平衡罐设备用于进行所述热循环介质的自动补偿操作和排气操作。

优选地，所述系统还包括控制装置，该控制装置与系统内包括所述散热器、热交换器、循环泵一、循环泵二、阀门一、阀门二的所有电气装置电连接，所述控制装置用于控制整个系统管路内热循环介质的流向和流量。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的电池包加热系统，在电驱动系统的冷循环回路之外增加新的加热循环回路，该加热循环回路与电池包系统管路连通，利用电驱动系统产生的废热为电池包加热，相比现有技术取得了如下优良技术效果：

1、通过与电驱动系统冷循环回路连通的加热循环回路，改变了目前纯电动车电池包风冷技术不能加热的技术缺陷，实现了对电池包的有效加热，解决整车在低温下行驶时，电池包充放电能力衰减严重，动力不足、效率低的技术问题，从而提高整车低温行驶性能和效率；

2、由于利用电驱动系统工作产生的废热作为热源加热电池包，不消耗整车能量，达到了合理利用车内能源、节约能源的良好效果；

3、只需在电驱动系统冷循环回路外增设一加热循环回路，便可实现对电池包的有效加热功能，结构简单，操作方便，成本较小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电池包加热系统的电驱动系统冷循环回路操作控制流程图；

图3是本实用新型实施例提供的电池包加热系统的第一加热循环回路操作控制流程图；

图4是本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的电池包加热系统的第二加热循环回路操作控制流程图；

图6是本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的电池包加热系统的加热操作控制流程图。

其中，附图标记说明如下：

循环泵一-P1，循环泵二-P2，循环泵三-P3，循环泵四-P4，循环泵五-P5，阀门一-阀门1，阀门二-阀门2，阀门三-阀门3，阀门四-阀门4。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，“第一”、“第二”、“部件一”、“部件二”、“步骤A”、“步骤a”等术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型实施例提供了一种纯电动车用电池包加热系统，在电驱动系统的冷循环回路之外增加新的加热循环回路，该加热循环回路与电池包系统管路连通，利用电驱动系统产生的废热为电池包加热，使得电池包保持较适合的温度，保障电池包系统性能，避免因电池包温度过低而产生的低温性能衰减严重、动力不足、效率低、低温充电时间过长、充不满等问题，并且达到了合理利用车内能源、节约能源的良好效果，可广泛应用于大容量电池包加热尤其是纯电动车的电池包加热的相关技术领域。

下面将结合实施例及附图对本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统作具体说明。

图1是本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统，包括：电驱动系统管路、第一加热循环回路和电池包系统内循环回路。

具体的，电驱动系统管路是围绕整车的电驱动系统设置的管路，用于为电驱动系统散热，电驱动系统主要用于为整车提供驱动力，电驱动系统管路与P1、阀门1、散热器连通形成冷循环回路，P1用于提供冷循环回路的冷循环动力，阀门1用于对冷循环回路的循环介质是否流通或流向进行控制。优选地，电驱动系统包括驱动电机、LE、DCDC和电动空调，阀门1为双通阀，阀门1的两阀口分别与散热器入水口和电动空调入水口连通，电动空调出水口与散热器入水口连通，散热器在对电驱动系统的其他部分进行散热的同时，通过阀门一的控制来决定是否对电动空调进行散热。

在上述冷循环回路的基础上增加第一加热循环回路，通过该加热循环回路能够对整车的电池包系统进行加热。该第一加热循环回路由上述冷循环回路支路入口、P2、阀门2、热交换器、上述冷循环回路支路出口连通构成。P2用于为第一加热循环回路提供循环动力，阀门2用于对第一加热循环回路的循环介质是否流通或流向进行控制。

另外，电池包加热系统还包括电池包系统内循环回路，由电池包系统管路与第一加热循环回路中的上述热交换器连通构成，电池包系统管路是围绕电池包系统设置的连通管路，用于对电池包系统的内的电池包等进行加热。

图2是本实用新型实施例提供的电池包加热系统的电驱动系统冷循环回路操作控制流程图，图3是本实用新型实施例提供的电池包加热系统的第一加热循环回路操作控制流程图。如图2所示，本实用新型实施例提供的电池包加热系统的电驱动系统冷循环回路操作控制流程可以按如下过程进行：

首先开启电驱动系统的冷循环，P1启动，阀门1通向散热器侧，然后判断电动空调是否需要降温，若是，则阀门1通向电动空调侧的阀口打开，若否，则回到上一步骤进行循环，直至结束。

如图3所示，本实用新型实施例提供的电池包加热系统的第一加热循环回路操作控制流程可以按如下过程进行：

首先正常启动电驱动系统冷循环，P2不启动，阀门2不导通，即处于关闭状态，然后判断电池包系统的电池包是否有加热需求，若否，回到上一步骤循环；若是，再进一步判断是否满足整车运行且电驱动系统冷却液温度高于电池包温度，若否回到上一步骤循环，若是，阀门2导通，即打开阀门2，直至结束。

本实用新型实施例通过提供上述设置的纯电动车用电池包加热系统，解决了传统的纯电动车用电池包风冷技术不能加热的技术缺陷，利用该种简单的加热循环回路不仅能够在低温时为电池包系统加热，从而保障电池包的使用性能，而且由于该加热循环回路的加热源来自于整车原有电驱动系统冷循环回路产生的废热，因此达到了合理利用整车能源的目的，减少了资源浪费。

优选地，上述电池包系统管路由P3、电池包管路、充电机管路连通构成。该电池包系统管路围绕电池包系统内电池包、充电机等设置的连通回路，循环泵3用于提供循环动力，加热后的电池包冷却液在循环的过程中给电池包加热，完成电池包系统内循环回路，循环路径为P3-电池包-热交换器-充电机-P3。电池包系统内电池包冷却液加热电池包的速率和加热均匀性可以通过调节P3功率来实现。

图4是本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统结构示意图。优选地，如图4所示，电池包加热系统还包括第二加热循环回路，由电制热器、阀门3、P4、上述第一加热循环回路的热交换器连通构成。P4用于提供循环动力，循环路径为电制热器出口-阀门3-P4-热交换器-电制热器入口，电制热器加热的冷却液通过热交换器对电池包冷却液进行再加热，电池包冷却液在电池包系统内进行循环从而对电池包进行加热，这样设置的目的是，在第一加热循环回路之外，再增加通过电制热器实现加热的第二加热循环回路，这样可以满足在电驱动系统不满足电池包加热条件或第一加热循环回路对电池包加热不足的情况下，保障对电池包的充分而适当的加热功能。

图5是本实用新型实施例提供的电池包加热系统的第二加热循环回路操作控制流程图。如图5所示，本实用新型实施例提供的电池包加热系统的第二加热循环回路操作控制流程可以按如下过程进行：

启动电制热器加热功能，P4不启动，阀门3不导通，然后判断是否需要电制热器加热，若否，回到上一步骤循环；若是，打开阀门3，阀门3导通，P4启动，直至结束。

图6是本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统结构示意图，另外优选地，如图6所示，电制热器与阀门4、P5、暖风换热器连通构成暖风循环回路，也就是说，电制热器在满足对电池包加热功能之外，还有另一作用是为整车提供暖风。进一步说，在原本为提供整车暖风而设置的电制热器中，可以增加另一循环回路即上述的第二循环回路，以便实现对电池包另一途径的加热。当然，如果在整车并未设置电制热器的情况下，同样也可以根据需要而增加电制热器和相应加热循环回路。电池包加热系统中这样的设置方式，能够在保障电池包加热功能的同时，进一步实现整车内能源的合理利用

优选地，本实用新型实施例提供的电池包加热系统中的热交换器采用双通道热交换器，根据整车运行状态、电池包温度情况进行合理分配，既能够同时使用两个热源对电池包冷却液加热，也可单独使用一个热源对电池包冷却液加热，便于整个电池包加热系统的更好实现和有利控制。需要说明的是，本实用新型实施例采用的双通道热交换器可以采用现有技术中任何可能实现的双通道热交换设备，本实用新型不对其加以特别限制。

图7是本实用新型实施例提供的纯电动车用电池包加热系统结构示意图。优选地，如图7所示，上述电池包加热系统还包括平衡罐设备，该平衡罐设备与电驱动系统管路、第一加热循环回路、第二加热循环回路、暖风循环回路和/或电池包系统内循环回路连通，该平衡罐设备用于进行热循环介质或循环冷却液的自动补偿操作和排气操作。另外优选地，整个系统管路采用的热循环介质或冷却液为50％水和50％乙二醇混合物。

优选地，上述电池包解热系统还包括控制装置，该控制装置与系统内包括所述散热器、热交换器、P1、P2、阀门1、阀门2的所有电气装置电连接，该控制装置用于通过控制上述电气装置来控制整个系统管路内热循环介质的流向和流量。优选地该控制装置可以是整车控制器或设置在整车控制器中。需要注意的是，本实用新型实施例电池包加热系统中采用的所有阀门、所有循环泵可以根据实际需要选择不同类型的阀门或泵，只要其能满足服务于本实用新型实施例的功能即可，例如阀门可以选择双通阀等，某些情况下减少阀门数量的同时，实现多通道选择控制。

图8是本实用新型实施例提供的电池包加热系统的加热操作控制流程图。如图8所示，当电池包加热系统集中了第一加热循环回路、第二加热循环回路、电池包系统内循环回路等多个循环回路时，如图8所示，本实用新型实施例提供的电池包加热系统加热操作控制流程可以按如下过程进行：

a、开启电驱动系统的冷循环回路，P2和P4处于关闭状态，阀门2和阀门3处于不导通状态；

b、P3启动预设低功率；

c、实时监控并判断电池包系统是否有加热需求，若否，回到步骤b循环；若是，进一步判断电池包温度是否低于预定限值，若是，进入d1步骤；若否，进入d2步骤，其中，

d1、提升P3至预设中功率，判断是否满足整车运行且电驱动系统冷却液温度高于电池包系统温度，若是，开启所述阀门2、P2；若否，开启阀门3、所述P4；

d2、提升P3至预设高功率，判断是否满足整车运行且电驱动系统冷却液温度高于电池包系统温度，若是，开启阀门2、P2、阀门3、P4；若否，开启阀门3、P4。

需要说明的是，根据电池包系统内循环电池包加热需求和流量的要求，可以通过调节P3的功率而达到调节循环流量的目的，这里的预设低功率、预设中功率和预设高功率是为了便于描述而定义的，预设高功率具有比预设中功率更高的功率值，预设中功率具有比预设低功率更高的功率值，其具体功率值可以根据实际情况来定，当然通过上述手段进行调节循环流量的具体方式不限于此种分类或定义。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本实用新型的可选实施例，在此不一一赘述。

综上所述，本实用新型实施例提供的电池包加热系统，在电驱动系统的冷循环回路之外增加新的加热循环回路，该加热循环回路与电池包系统管路连通，利用电驱动系统产生的废热为电池包加热，相比现有技术取得了如下优良技术效果：

1、通过与电驱动系统冷循环回路连通的加热循环回路，改变了目前纯电动车电池包风冷技术不能加热的技术缺陷，实现了对电池包的有效加热，解决整车在低温下行驶时，电池包充放电能力衰减严重，动力不足、效率低的技术问题，从而提高整车低温行驶性能和效率；

2、由于利用电驱动系统工作产生的废热作为热源加热电池包，不消耗整车能量，达到了合理利用车内能源、节约能源的良好效果；

3、只需在电驱动系统冷循环回路外增设一加热循环回路，便可实现对电池包的有效加热功能，结构简单，操作方便，成本较小。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。