一种动力电池热管理系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种动力电池热管理系统，包括：电池箱、主进油管、主出油管、第一出油管、温度传感器以及外部循环系统。主进油管上设置有主进油槽，主出油管上开设有主出油槽，主出油槽的宽度能够进行调节。第一出油管上设置有第一出油槽，第一出油槽的位置能够相对于第一出油管长度方向前后调节。冷却液通过出油槽进入电池箱内与电池组换热，并根据温度传感器测量的温度值，调节出油槽的宽度和第一出油出油槽的位置，使冷却液从主出油槽和第一出油出油槽流出，以增大特定区域冷却液的流量。本发明专利技术还提供了一种动力电池热管理控制方法。本发明专利技术能够保证电池组工作在理想的温度范围内，并且保证各个单体间的温度差异在理想的范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池热管理系统及控制方法
本专利技术涉及动力电池换热
，特别涉及一种动力电池热管理系统及其控制方法。
技术介绍
由于新能源汽车具有对环境污染小，所用能源可再生等优点，现已成为汽车工业发展的主要方向之一。而电动汽车作为新能源汽车主要形式中的一种，目前已越来越受到人们的关注。与传统汽车不同，电动汽车是以动力电池作为能量来源。因此，动力电池的品质直接关乎到电动汽车的性能。根据动力电池的反应原理不同，可分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。无论何种电池，都要求工作在一定的温度范围之内。以动力锂离子电池为例，其工作范围在-20℃～60℃。当锂离子电池的工作环境温度低于-20℃时，会造成电池内阻增大、放电效率迅速变低和难以正常充电等问题。当锂离子电池的工作环境温度高于60℃时，其内部的化学反应速率将迅速提高，温度会继续大幅度升高。高温容易造成极板损坏，将严重影响电池的使用寿命。当温度继续升高时，甚至将出现起火、爆炸等危险情况。当电池成组工作时，温度对电池的影响更为明显。动力电池组由于排列紧密，结构紧凑，会致使处于电池组内部的电池单体散热效果不好，产生的热累积不断增大，同样会发生高温爆炸等危险。除此之外，由于电池组中电池单体所处的位置不同，散热效果也会存在差异。若不同区域的电池工作在不同的温度范围内，则会引起电池单体间的性能差异，将导致整体电池组使用性能的下降。不同的温度差异会使各个电池单体充放电容量不同，这将导致电池组整体寿命的下降以及电动汽车续航里程的下降。因此需要引入电池组热管理系统会改善电池组工作时的环境温度。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中电池组加热或冷却时电池单体之间温度不均衡的缺陷，提供了一种动力电池热管理系统及控制方法，在冷却或加热的同时保证电池单体之间温度的均衡性，提高了电池组的使用性能。本专利技术提供的技术方案为：一种动力电池热管理系统，包括：电池箱，其内放置有电池组；主进油管，其设置于所述电池箱内的第一侧，所述主进油管侧壁上沿长度方向开设有主进油槽；主出油管，其设置于所述电池箱内的第二侧，所述第二侧与第一侧平行，所述主出油管侧壁上沿长度方向开设有主出油槽，所述主出油槽的开口宽度能够进行调节；以及第一出油管，其设置于所述电池箱内的第二侧，所述第一出油管侧壁上设置有第一出油槽，所述第一出油槽的位置能够沿着第一出油管长度方向变化调节；温度传感器，其设置于电池箱内，用于检测电池箱内的温度；外部循环系统，其用于冷却液的循环；其中，冷却液通过主进油管的主进油槽进入电池箱内与电池组换热，并根据温度传感器测量的温度值，调节主出油槽的开口宽度和第一出油槽的位置，使冷却液从主出油槽和第一出油出油槽流出，以增大其对应区域冷却液的流量。优选的是，还包括：第二出油管，其设置于所述电池箱内的第三侧，所述第二出油管侧壁上设置有第二出油槽，所述第二出油槽的位置能够沿着第二出油管长度方向左右调节；第三出油管，其设置于所述电池箱内的第四侧，所述第三出油管侧壁上设置有第三出油槽，所述第三出油槽的位置能够沿着第三出油管长度方向左右调节。其中，所述第三侧和第四侧平行，并且所述第三侧垂直于所述第一侧。优选的是，所述主出油管包括主出油外管和主出油内管，所述主出油外管套设在主出油内管外侧，所述主出油外管上设置有外管出油槽，所述主出油内管上设置有内管出油槽，外管出油槽和内管出油槽形成所述主出油槽；所述主出油内管能够相对于所述主出油外管旋转，当外管出油槽和内管出油槽重合时使主出油槽开度最大，所述主出油内管旋转可使所述出油槽开度减小或者关闭。优选的是，所述第一出油管包括第一出油内管和第一出油外管，所述第一出油外管套设在第一出油内管外侧，所述第一出油外管侧壁上设置有外管槽，所述外管槽沿所述第一出油外管长度方向布置；所述第一出油内管侧壁上设置有内管槽，所述内管槽呈螺旋状设置在第一出油内管上，螺旋的缠绕角度小于360°，所述第一出油外管与电池箱固定连接，所述第一出油内管能够相对于第一出油外管旋转，所述外管槽与内管槽相配合组成第一出油槽，所述第一出油内管转动后能够改变第一出油槽的位置。优选的是，所述呈螺旋状内管槽螺旋缠绕角度为270°。优选的是，所述电池箱内可被平均划分为m×n个长方体区域，所述温度传感器设置于每个区域的中心，其中，m,n均为大于或等于2的整数。优选的是，所述外部循环系统包括：储油缸，其用于存储冷却液；循环泵，其与所述储油缸和主进油管连接，为所述冷却液的循环提供动力；以及加热器，其用于将冷却液加热；散热器，其用于将冷却液冷却；其中，所述冷却液采用变压器油。优选的是，所述第二出油管包括第二出油内管和第二出油外管，所述第二出油外管套设在第二出油内管外侧，所述第二出油外管侧壁上设置有外管槽，所述外管槽沿所述第二出油外管长度方向布置；所述第二出油内管侧壁上设置有内管槽，所述内管槽呈螺旋状设置在第二出油内管上，螺旋的缠绕角度小于360°，所述第二出油外管与电池箱固定连接，所述第二出油内管能够相对于第二出油外管旋转，所述外管槽与内管槽相配合组成第二出油槽，所述第二出油内管转动后能够改变第二出油槽的位置；所述第三出油管包括第三出油内管和第三出油外管，所述第三出油外管套设在第三出油内管外侧，所述第三出油外管侧壁上设置有外管槽，所述外管槽沿所述第三出油外管长度方向布置；所述第三出油内管侧壁上设置有内管槽，所述内管槽呈螺旋状设置在第三出油内管上，螺旋的缠绕角度小于360°，所述第三出油外管与电池箱固定连接，所述第三出油内管能够相对于第三出油外管旋转，所述外管槽与内管槽相配合组成第三出油槽，所述第三出油内管转动后能够改变第三出油槽的位置。优选的是，所述主进油管、主出油管、第一出油管、第二出油管、第三出油管均采用氮化硅材料制成。一种动力电池热管理控制方法，使用上述的动力电池热管理系统，并包括以下以下步骤：步骤一：使用温度传感器测量电池箱内m×n个区域的温度值；步骤二：当温度传感器测量的最低温度Tmin≤T1，且时，进入加热循环模式，直到时退出加热循环模式；当温度传感器测量的最高温度且时，进入冷却循环模式，直到时退出冷却循环模式；其中，为平均温度，T1为最低工作温度，T2为最高工作温度，ΔT为温度增量；步骤三：加热循环模式中开启加热器，并使循环泵转速v满足如其中，vmax为循环泵的最大转速；冷却循环模式中开启散热器，并使循环泵转速v满足如步骤四：在加热循环模式中，当温度均衡度ε满足时，则进入加热均衡模式，将主出油槽的开度减小，同时将第一出油槽的位置对准温度最低区域的所在的行，将第二出油槽和第三出油槽之中更靠近该区域的出油槽打开并将位置对准该区域所在的列；在冷却循环模式中，当温度均衡度ε满足时，则进入加热均衡模式冷却循环模式，将主出油槽的开度减小，同时将第一出油槽的位置对准温度最高区域的所在的行，将第二出油槽和第三出油槽之中更靠近该区域的出油槽打开并将位置对准该区域所在的列。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的动力电池热管理系统及控制方法，能够保证电池组工作在理想的温度范围内，在低温时能给电池组加热，在高温时能迅速给电池组散热，并且保证电池组内各个单体间的温度差异在理想的范围内，避免个体间工作性能差异过大。整个电池组热管理系统结构紧凑、重量轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池热管理系统，其特征在于，包括：电池箱，其内放置有电池组；主进油管，其设置于所述电池箱内的第一侧，所述主进油管侧壁上沿长度方向开设有主进油槽；主出油管，其设置于所述电池箱内的第二侧，所述第二侧与第一侧平行，所述主出油管侧壁上沿长度方向开设有主出油槽，所述主出油槽的开口宽度能够进行调节；以及第一出油管，其设置于所述电池箱内的第二侧，所述第一出油管侧壁上设置有第一出油槽，所述第一出油槽的位置能够沿着第一出油管长度方向变化调节；温度传感器，其设置于电池箱内，用于检测电池箱内的温度；外部循环系统，其用于冷却液的循环；其中，冷却液通过主进油管的主进油槽进入电池箱内与电池组换热，并根据温度传感器测量的温度值，调节主出油槽的开口宽度和第一出油槽的位置，使冷却液从主出油槽和第一出油出油槽流出，以增大其对应区域冷却液的流量。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池热管理系统，其特征在于，包括：电池箱，其内放置有电池组；所述电池箱呈长方体形状；主进油管，其设置于所述电池箱内的第一侧，所述主进油管侧壁上沿长度方向开设有主进油槽；主出油管，其设置于所述电池箱内的第二侧，所述第二侧与第一侧平行，所述主出油管侧壁上沿长度方向开设有主出油槽，所述主出油槽的开口宽度能够进行调节；以及第一出油管，其设置于所述电池箱内的第二侧，所述第一出油管侧壁上设置有第一出油槽，所述第一出油槽的位置能够沿着第一出油管长度方向变化调节；温度传感器，其设置于电池箱内，用于检测电池箱内的温度；外部循环系统，其用于冷却液的循环；其中，冷却液通过主进油管的主进油槽进入电池箱内与电池组换热，并根据温度传感器测量的温度值，调节主出油槽的开口宽度和第一出油槽的位置，使冷却液从主出油槽和第一出油槽流出，以增大其对应区域冷却液的流量。2.根据权利要求1所述的动力电池热管理系统，其特征在于，还包括：第二出油管，其设置于所述电池箱内的第三侧，所述第二出油管侧壁上设置有第二出油槽，所述第二出油槽的位置能够沿着第二出油管长度方向左右调节；第三出油管，其设置于所述电池箱内的第四侧，所述第三出油管侧壁上设置有第三出油槽，所述第三出油槽的位置能够沿着第三出油管长度方向左右调节；其中，所述第三侧和第四侧平行，并且所述第三侧垂直于所述第一侧。3.根据权利要求1所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述主出油管包括主出油外管和主出油内管，所述主出油外管套设在主出油内管外侧，所述主出油外管上设置有外管出油槽，所述主出油内管上设置有内管出油槽，外管出油槽和内管出油槽形成所述主出油槽；所述主出油内管能够相对于所述主出油外管旋转，当外管出油槽和内管出油槽重合时使主出油槽开度最大，所述主出油内管旋转可使所述主出油槽开度减小或者关闭。4.根据权利要求2所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述第一出油管包括第一出油内管和第一出油外管，所述第一出油外管套设在第一出油内管外侧，所述第一出油外管侧壁上设置有外管槽，所述外管槽沿所述第一出油外管长度方向布置；所述第一出油内管侧壁上设置有内管槽，所述内管槽呈螺旋状设置在第一出油内管上，螺旋的缠绕角度小于360°，所述第一出油外管与电池箱固定连接，所述第一出油内管能够相对于第一出油外管旋转，所述外管槽与内管槽相配合组成第一出油槽，所述第一出油内管转动后能够改变第一出油槽的位置。5.根据权利要求4所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述呈螺旋状内管槽螺旋缠绕角度为270°。6.根据权利要求1所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述电池箱内可被平均划分为m×n个长方体区域，所述温度传感器设置于每个区域的中心，其中，m,n均为大于或等于2的整数。7.根据权利要求1所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述外部循环系统包括：储液缸，其用于存储冷却液；循环泵，其与所述储液缸和主进油管连接，为所述冷却液的循环提供动力；以及加热器，其用于将冷却液加热；散热器，其用于将冷却液冷却；其中，所述冷却液采用变...

【专利技术属性】
技术研发人员：常成，宋传学，宋世欣，李少坤，王达，肖峰，李潇雄，于建新，刘旭东，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22