一种电动汽车低温环境下电池保温系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车低温环境下电池保温系统及其控制方法，包括换热箱、控制器、启动开关、保护开关、限温/保温开关、保温指示灯、加热指示灯、电加热器、循环动力源和温度检测装置，在低温度环境下通过开启电加热器对流经电加热器的传热介质进行加热，然后循环动力源驱动传热介质通过传热管道在电加热器与换热箱之间循环往复，传热介质在进入换热箱后与电池组进行热交换，由于传热介质温度较高此时温度会从传热介质传递给换热箱内的电池组，然后完成热交换的传热介质重新进入电加热器进行加热，从而对电池组持续进行加热；因此本发明专利技术能对低温环境下的电池持续进行加热及保温，从而大大缩短电池组处于低温环境的时间，延长电池组的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车低温环境下电池保温系统及其控制方法
本专利技术涉及一种电池保温系统及其控制方法，具体是一种电动汽车低温环境下电池保温系统及其控制方法。
技术介绍
作为电动汽车核心技术之一的动力电池，其性能直接影响电动汽车的性能，占有非常重要的地位。若动力电池长时间置于低温环境下，会造成电池内部结构破坏，容量衰减，寿命降低，大大降低了电动汽车的续航里程，甚至使电动汽车无法启动，严重影响了电动汽车的推广应用。传统的电池热管理系统，主要注重电动汽车运行时电池的散热以及低温环境下启动时的临时加热，而对于电池长时间置于低温环境下的持续保温却未有研究，因此如何对长时间置于低温环境下电池进行持续保温是本行业亟需解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种电动汽车低温环境下电池保温系统及其控制方法，能对低温环境下的电池持续进行加热及保温，从而大大缩短电池组处于低温环境的时间，延长电池组的使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电动汽车低温环境下电池保温系统，包括换热箱、控制器、启动开关、保护开关、限温/保温开关、保温指示灯、加热指示灯、电控三通阀、电加热器、循环动力源和温度检测装置，电池组设置在换热箱内，电控三通阀的两个端口分别通过传热管道与换热箱的流出口和电加热器的进入口连通，电加热器的流出口通过传热管道与循环动力源的进入口连通，循环动力源的流出口通过传热管道与换热箱的进入口连通；所述换热箱及传热管道内充入传热介质；所述电池组、启动开关、保护开关、限温/保温开关和电加热器依次串联形成回路，保护开关为常闭开关，启动开关和限温/保温开关均为常开开关；保温指示灯串联一限流电阻R1后并联在限温/保温开关的两端，加热指示灯串联一限流电阻R2后并联在电加热器的两端，其中限流电阻R1与限流电阻R2的阻值相等；所述控制器分别与温度检测装置、启动开关、保护开关和限温/保温开关连接，电池组为控制器、电控三通阀、电加热器和循环动力源供电。进一步，所述循环动力源为循环泵或风机。进一步，所述电池组为多节锂电池串并联组成。进一步，所述温度检测装置由温度传感器a、温度传感器b和温度传感器c组成，温度传感器a设置在换热箱的外部，用于实时监测环境温度；温度传感器b设置在电池组表面，用于实时监测电池组温度；温度传感器c设置在传热管道表面，用于实时监测传热介质温度。进一步，所述传热介质为水或空气或导热油。进一步，所述传热管道外均包裹有保温层。一种电动汽车低温环境下电池保温系统的控制方法，具体步骤为：Ⅰ、先设定最低温度T1的值和最高温度T2的值，然后将其存储在控制器内；Ⅱ、控制器首先检测车载系统的工作状态，若车载系统处于未工作状态，则控制器控制启动开关闭合，此时控制器实时接收温度检测装置传来的环境温度值、电池组温度值和传热介质温度值；Ⅲ、由于环境温度和传热介质温度严重影响电池组保温的效率，当环境温度突然变化时，传热介质传递到电池组的热量会发生很大变化。另外在保温系统工作时，电加热器产生的热量传递到电池组使电池组保温的过程存在迟滞效应，因此需要利用环境温度、电池组温度和传热介质温度对电池组未来温度进行预测；控制器将检测的环境温度值、电池组温度值和传热介质温度值进行实时分析计算，从而得到电池组预测温度值T；具体过程为：首先对检测到的环境温度、电池组温度和传热介质温度信息采用已知神经网络算法进行筛选分析，建立电池组温度历史信息，从而建立基于已知神经网络算法的电池组温度预测模型；通过该模型可以预测电池组预测温度值；当控制器运行该预测模型时，该预测模型将实时检测到的环境温度值、电池组温度值和传热介质温度值进行融合，从而估算出电池组下一时刻的温度值，即电池组预测温度值T；Ⅳ、控制器将计算得到的电池组预测温度值T与最低温度T1和最高温度T2进行比对，若电池组预测温度值T低于最低温度T1，则控制器控制限温/保温开关闭合，此时电池组为电加热器供电使电加热器开始以功率P1工作，同时控制器控制循环动力源开启，使传热介质通过传热管道在电加热器与电池组之间循环往复，从而对电池组开始加热，在加热过程中加热指示灯处于点亮状态，由于保温指示灯并联在限温/保温开关两端，当限温/保温开关处于闭合时，此时保温指示灯被短路处于未点亮状态；当控制器计算得到的电池组预测温度值T大于最高温度T2时，控制器控制限温/保温开关断开，此时保温指示灯和限流电阻R1连入回路，由于限流电阻R1远大于电加热器的内阻，因此会降低回路中的电流进而使电加热器以功率P2工作，即功率P2远小于功率P1，同时循环动力源仍然开启，使电池组进入保温状态，由于加热指示灯点亮所需的点亮电流大于限流后的回路中的电流，因此加热指示灯处于未点亮状态，保温指示灯处于点亮状态；Ⅴ、若控制器接收到的电池组实时温度值大于最高温度T2持续一段时间后(该时间与加热功率和设置的最高温度T2有关)，则控制器控制保护开关断开，从而切断电加热器与电池组的连接状态，此时加热指示灯和保温指示灯均处于未点亮状态。与现有技术相比，本专利技术采用换热箱、控制器、启动开关、保护开关、限温/保温开关、保温指示灯、加热指示灯、电控三通阀、电加热器、循环动力源和温度检测装置相结合方式，在低温度环境下通过开启电加热器对流经电加热器的传热介质进行加热，然后通过循环动力源驱动传热介质通过传热管道在电加热器与换热箱之间循环往复，传热介质在进入换热箱后与电池组进行热交换，由于传热介质温度较高此时温度会从传热介质传递给换热箱内的电池组，然后完成热交换的传热介质重新进入电加热器进行加热，从而对电池组持续进行加热；因此本专利技术能对低温环境下的电池持续进行加热及保温，从而大大缩短电池组处于低温环境的时间，延长电池组的使用寿命。附图说明图1是本专利技术与电池组的电原理图；图2是本专利技术的结构示意图；图3是本专利技术的控制流程图；图4是本专利技术中电池组预测温度值的计算流程图。图中：101-保温系统；102-电池组；103-车载系统；201-传热管道；202-启动开关；203-保护开关；204-限温/保温开关；205-控制器；206-保温指示灯；207-加热指示灯；208-电控三通阀；209-电加热器；210-循环动力源；211-温度传感器a；212-温度传感器b；213-温度传感器c。具体实施方式下面将对本专利技术做进一步说明。如图所示，一种电动汽车低温环境下电池保温系统，包括换热箱、控制器205、启动开关202、保护开关203、限温/保温开关204、保温指示灯206、加热指示灯207、电控三通阀208、电加热器209、循环动力源210和温度检测装置，电池组102设置在换热箱内，电控三通阀208的两个端口分别通过传热管道201与换热箱的流出口和电加热器209的进入口连通，电加热器209的流出口通过传热管道201与循环动力源210的进入口连通，循环动力源210的流出口通过传热管道201与换热箱的进入口连通；所述换热箱及传热管道201内充入传热介质；所述电池组102、启动开关202、保护开关203、限温/保温开关204和电加热器209依次串联形成回路，保护开关203为常闭开关，启动开关202和限温/保温开关204均为常开开关；保温指示灯206串联一限流电阻R1后并联在限温/保温开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车低温环境下电池保温系统，其特征在于，包括换热箱、控制器、启动开关、保护开关、限温/保温开关、保温指示灯、加热指示灯、电控三通阀、电加热器、循环动力源和温度检测装置，电池组设置在换热箱内，电控三通阀的两个端口分别通过传热管道与换热箱的流出口和电加热器的进入口连通，电加热器的流出口通过传热管道与循环动力源的进入口连通，循环动力源的流出口通过传热管道与换热箱的进入口连通；所述换热箱及传热管道内充入传热介质；所述电池组、启动开关、保护开关、限温/保温开关和电加热器依次串联形成回路，保护开关为常闭开关，启动开关和限温/保温开关均为常开开关；保温指示灯串联一限流电阻R1后并联在限温/保温开关的两端，加热指示灯串联一限流电阻R2后并联在电加热器的两端，其中限流电阻R1与限流电阻R2的阻值相等；所述控制器分别与温度检测装置、启动开关、保护开关和限温/保温开关连接，电池组为控制器、电控三通阀、电加热器和循环动力源供电。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车低温环境下电池保温系统，其特征在于，包括换热箱、控制器、启动开关、保护开关、限温/保温开关、保温指示灯、加热指示灯、电控三通阀、电加热器、循环动力源和温度检测装置，电池组设置在换热箱内，电控三通阀的两个端口分别通过传热管道与换热箱的流出口和电加热器的进入口连通，电加热器的流出口通过传热管道与循环动力源的进入口连通，循环动力源的流出口通过传热管道与换热箱的进入口连通；所述换热箱及传热管道内充入传热介质；所述电池组、启动开关、保护开关、限温/保温开关和电加热器依次串联形成回路，保护开关为常闭开关，启动开关和限温/保温开关均为常开开关；保温指示灯串联一限流电阻R1后并联在限温/保温开关的两端，加热指示灯串联一限流电阻R2后并联在电加热器的两端，其中限流电阻R1与限流电阻R2的阻值相等；所述控制器分别与温度检测装置、启动开关、保护开关和限温/保温开关连接，电池组为控制器、电控三通阀、电加热器和循环动力源供电。2.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境下电池保温系统，其特征在于，所述循环动力源为循环泵或风机。3.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境下电池保温系统，其特征在于，所述电池组为多节锂电池串并联组成。4.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境下电池保温系统，其特征在于，所述温度检测装置由温度传感器a、温度传感器b和温度传感器c组成，温度传感器a设置在换热箱的外部，用于实时监测环境温度；温度传感器b设置在电池组表面，用于实时监测电池组温度；温度传感器c设置在传热管道表面，用于实时监测传热介质温度。5.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境下电池保温系统，其特征在于，所述传热介质为水或空气或导热油。6.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境下电池保温系统，其特征在于，所述传热管道外均包裹有保温层。7.一种根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶中浩，周艳磊，霍宇涛，张晓，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32