一种大容量锂离子电池组温度管理系统的制作方法

文档序号:14678425发布日期:2018-06-12 21:50阅读:196来源:国知局

本实用新型涉及电池组温度管理的技术领域,特别地,涉及一种大容量锂离子电池组温度管理系统。



背景技术:

全电动型公交车是一种环保型汽车,当今全球环保要求十分严格,公共交通电动化是全球的一个发展方向,动力型大容量锂离子电池组是大功率电动汽车的储能部件,目前,性能较好的动力型大功率锂离子电池对使用环境有一定的要求,动力型电池在使用过程中,其自身也会发热。因此,只有使用环境满足电池的使用条件时,电池才能发挥其优秀的储能和放电功能;如果使用环境不符合电池的使用要求,可能使电池组不能正常使用,甚至出现危及人身安全的情况。如果电池的使用环境温度过低,则电池不能以额定的功率放电,输出能量不足,汽车不能正常使用。如电池的使用环境温度过高时,电池组可能自燃甚至爆炸,造成危险。

基于上述原因,以锂离子电池作为大容量储能部件的电池组需要一种温度管理系统,使之能适用于各种使用环境。



技术实现要素:

本实用新型目的在于提供一种大容量锂离子电池组温度管理系统,以解决全电动型公交车上的锂离子电池组的温度无法自动调节的技术问题。

为实现上述目的,本实用新型提供了一种大容量锂离子电池组温度管理系统,包含压缩机、双向节流阀、电辅助加热模块、通风部件、温度传感器以及与各个组件数据连接的控制模块,所述温度传感器安装在电池箱内部的各个电池单元中部,位于电池箱外部的第一热交换组件通过压缩机、双向节流阀连接到电池箱侧壁上的第二热交换组件,所述电辅助加热模块和通风部件均设置在电池箱内侧壁上,所述通风部件的空气对流两端分别与第一热交换组件、第二热交换组件位于同一平面;

所述第一热交换组件、第二热交换组件为双向水冷管道结构;

所述电辅助加热模块为遍布在电池箱内壁上的电阻丝,电阻丝在远离电池单元的内壁上的分布面积是距离电池单元较近的内壁上的分布面积的2-4倍。

优选的,各组件上设置有指示灯。

优选的,所述管理系统为一个有外壳的整体装置,或者各个组件独立安装。

优选的,所述控制模块与网络接口进行数据连接。

优选的,压缩机电机采用永磁电机。

优选的,所述电阻丝在电池箱内壁上的分布形状为平行直线或者螺旋形。

本实用新型具有以下有益效果:

1、通过温度传感器,当检测到的电池单元的温度高于设定的温度值时,系统制冷,给电池降温;受环境影响,当电池单元的温度低于电池的最佳工作温度范围时,系统制热,给电池箱升温。如果检测的温度处于设定的温度范围,系统进入自检或待机模式,制冷与制热均不工作。

2、通风部件的空气对流两端分别与第一热交换组件、第二热交换组件位于同一平面;不仅强制内部空气掠过位于电池箱侧壁上的第二热交换组件,降低或提高电池箱内电池单元的温度;还可以强制外部空气掠过位于电池箱外部的第一热交换组件,保持压缩机外机温度不会过高。

3、控制模块兼容电池单元自带的温度传感器,也使用外配的温度传感器,根据整车需要,可灵活配置。

4、系统有通用网络接口与车辆主控通信,便于整车控制中心掌握电池组的状态,根据电池组的状态优化车辆运用控制,提高行车安全性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

图1是本实用新型优选实施例的内部结构示意图;

其中,1、电源,2、控制模块,3、通风部件,4、第一温度传感器,5、第二温度传感器,6、压缩机,7、第一热交换组件,8、双向节流阀,9、第二热交换组件,10、电池单元,11、电辅助加热装置,12、电池箱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1,一种大容量锂离子电池组温度管理系统,包含压缩机6、双向节流阀8、电辅助加热模块11、通风部件3、温度传感器以及与各个组件数据连接的控制模块2。所述温度传感器安装在电池箱12内部的各个电池单元中部,以近距离及时获取电池单元的真实温度数据,传送给控制模块2。控制模块兼容电池单元自带的温度传感器,也使用外配的温度传感器,根据整车需要,可灵活配置。电源1连接压缩机和控制模块2以供电,控制模块上还可以有LCD显示板,显示当前系统的工作状态。

位于电池箱12外部的第一热交换组件7通过压缩机6、双向节流阀8连接到电池箱侧壁上的第二热交换组件9,所述电辅助加热模块11和通风部件3均设置在电池箱内侧壁上。通风部件的空气对流两端分别与第一热交换组件、第二热交换组件位于同一平面;不仅强制内部空气掠过位于电池箱侧壁上的第二热交换组件9,降低或提高电池箱内电池单元的温度;还可以强制外部空气掠过位于电池箱外部的第一热交换组件7,保持压缩机外机温度不会过高。压缩机电机可采用永磁电机,系统根据工况使压缩机电机和通风电机工作于最佳工作点,有利于节能降耗。

所述第一热交换组件、第二热交换组件为双向水冷管道结构,通过流动的液体将电池箱内的热量带到电池箱外部,或者将电池箱外的热量带到电池箱内部,实现温度交换。

所述电辅助加热模块11为遍布在电池箱内壁上的电阻丝,电阻丝在远离电池单元的内壁上的分布面积是距离电池单元较近的内壁上的分布面积的2-4倍,使得电阻丝在发热时,不会引起电池单元附近空气急剧升温,带来安全隐患,而是缓慢的逐渐将电池箱内的温度提升起来。电阻丝在电池箱内壁上的分布形状为平行直线、螺旋形或者其他不规则形状,也都不影响实施例的实现。

所述控制模块与网络接口进行数据连接,便于整车掌握电池组的状态,根据电池组的状态优化车辆运用控制,提高行车安全性。

另外,各组件上设置有指示灯,可指示其工作状态,方便操作和监管。

所述管理系统为一个有外壳的整体装置,或者各个组件独立安装,可根据现场的实际情况进行灵活选择。例如,一个热交换组件、电辅助加热装置、电池温度传感器安装在电池箱上,调节电池箱内温度,其它所有功能模块安装在另一个箱体内,组成温度管理系统外机。

当电池组内某个电池单元的温度达到、或超过电池许用温度范围时(或电池箱设定温度阈值),控制模块驱动制冷或制热系统工作,自动调节电池箱内的温度,使各个电池单元的温度在整个工作过程始终处于许用温度范围内。

整车长时间工作后停止工作时,控制模块依据环境温度以及电池组的状态,对电池箱的温度进行管理,如高温环境下,长时间工作后停车时应保持降温一段时间;而低温环境下长时间工作停车后,则应根据电池单元的温度,停车时长,环境温度等因素决定系统的工作模式。

压缩机模块将制冷剂压缩,双向节流阀有两个作用:①决定制冷剂的蒸发部件,选择为电池箱降温或升温;②控制液态制冷剂流量。当选择为电池箱升温时(制冷剂外部蒸发),还可以使用电辅助加热模块,主要在低温环境中提高电池箱内温度。双向节流阀、电辅助加热模块均由控制组件控制。

因此,当电池温度升高,超过设置的阈值时,系统制冷,降低电池温度;当环境温度较低,且电池温度低于设置的阈值时,系统制热,升高电池温度;当环境温度适当,且电池温在设置和阈值范围内,系统处于自循环状态,制冷与制热均不工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。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。

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