一种适用于寒冷地区纯电动客车的电池热管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种适用于寒冷地区纯电动客车的电池热管理系统。包括依次设置的水箱、循环水泵和电池箱，上述部件通过水管路连接成回路，水箱内设有加热装置和第一温度传感器，电池箱内设有第二温度传感器，第一温度传感器与第二温度传感器与控制器相连，控制器的输出端与显示器相连，电池箱及水箱外分别包裹有保温装置，电池箱的一侧侧壁上设有散热片，散热片的进液口与循环水泵相连，散热片的出液口与水箱相连。由上述技术方案可知，本发明专利技术的循环水泵将水箱中的液体带进水管路，再经过各个电池箱，并由散热片将液体的热量传递到电池箱中，使得电池箱中的温度达到设定的温度，并可始终保持在一个适合锂离子电池工作的温度区间。

Battery thermal management system suitable for pure electric bus in cold area

The invention relates to a battery thermal management system suitable for a pure electric bus in cold area. Including water tank, circulating water pump and a battery box are arranged, the parts are connected into a loop through the water pipe, the water tank is provided with a heating device and a first temperature sensor, a battery box is provided with a temperature sensor second, the first temperature sensor and the temperature sensor second is connected with the controller, the output end of the controller and the display is connected, the battery box and the outside of the water tank are respectively wrapped a thermal insulation device, one side wall of the battery box is provided with a radiating fin, the liquid inlet is connected with the circulating water pump radiator, radiator outlet connected with the water tank. The technical scheme of the invention, the circulating water pump in the water tank of the liquid inlet pipe, and then after each battery box, and a heat sink of the liquid heat transfer to the battery box, the battery box temperature reaches the set temperature, and can be kept in a suitable for lithium ion batteries temperature range.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于寒冷地区纯电动客车的电池热管理系统。
技术介绍
随着全球石油等不可再生能源的持续消耗以及化石燃料在使用过程中产生的严重的环境污染问题，越来越多的国家在注重经济发展的同时更注重环境保护。汽车是一个国家工业化水平的标志，同时也是化石燃料的消耗大户，因此越来越多的国家将发展新能源汽车作为国家的可持续发展战略之一。随着我国对新能源汽车的大力支持，新能源汽车行业获得了空前的发展，越来越多的纯电动车和混合动力车奔跑在祖国多数城市的大街小巷，然而这些城市都是南方以及中部的城市，北方寒冷地区很少有混合动力车，几乎没有纯电动车，其根本原因是锂离子电池的本身的低温特性决定了其很难在北方寒冷地区广泛应用。针对锂离子电池低温性能较差的问题，锂离子电池相关的技术人员作出了大量的努力，例如研发出低温条件下具有良好离子导电性的电解液、负极材料使用硬碳、正极磷酸铁锂或者三元材料做到纳米级别等来改善电池的低温性能，也获得了不小的进步，然而与电池的常温性能还是存在较大的差距，这是由电池本身在低温条件下的低的离子导电率和低的化学反应速率以及较严重的极化以及其他方面的诸多因素造成的，要从根本上解决锂离子电池低温性能差的问题是不可能的。在此背景下，诸多电池生产厂家的做法是在电池包里面加装电加热膜，在气温较低时采取电加热膜给电池加热，当温度上升到一定温度时开始充电或者放电。通过电加热膜的加装在一定程度上解决了纯电动车或者混合动力车在低温条件下的使用问题，但是在北方寒冷地区，即使通过加热膜提升电池的温度使电池的放电性能接近常温的水平，但是电池包的温度也会很快降低下来，如采取动力电池本身的电能进行加热势必会快速消耗电能使得车辆续驶里程大大减少，而且加热膜的布置在现有的技术水平上很难达到电池箱内部温度场的均衡，单体电池温度的不均衡导致各个电池循环寿命的差异，在反复的充放电过程中加速了这种差异，使得电池组寿命缩短，因此纯电动车或者混合动力车即使加装了加热膜也很难在北方地区运营开来，而且加热膜的价格不菲。因此，在现有的电池技术水平和PACK水平下，需要有一种新的方式来解决北方寒冷地区电车的运营问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于寒冷地区纯电动客车的电池热管理系统，该管理系统可使电池箱的温度始终保持在适合锂电池工作的温度区间，保证车辆的有效运行。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：包括依次设置的水箱、循环水泵和电池箱，上述部件通过水管路连接成回路，所述的水箱内设有加热装置和第一温度传感器，所述电池箱内设有第二温度传感器，所述的第一温度传感器与第二温度传感器与控制器相连，控制器的输出端与显示器相连，所述的电池箱及水箱外分别包裹有保温装置，所述电池箱的一侧侧壁上设有散热片，所述散热片的进液口与循环水泵相连，散热片的出液口与水箱相连，所述散热片的上方和下方分别设有散热口。所述的加热装置包括在车辆运行过程中给水箱加热的燃油加热装置以及在车辆停止运行时给水箱加热的电加热装置。所述的燃油加热装置采用燃油锅炉或燃油加热器对水箱中的液体进行加热。所述的电加热装置包括置于水箱内的加热棒，所述的加热棒与变频器相连，变频器与设置在客车上的电源插座相连。所述的保温装置为包裹电池箱或水箱的隔热箱，所述的隔热箱为层状结构，包括由内向外依次设置的发泡隔热层、防火棉层和环氧板层，所述隔热箱的底部设有固定脚。所述水箱中的液体为低凝固点的防冻液。所述的水管路由对防冻液有惰性的金属材料制成。所述的发泡隔热层是在防火棉层上直接喷涂发泡剂形成的具有一定厚度的层状物。所述的电池箱可串联设置多个，前一电池箱散热片的出液口与下一电池箱散热片的进液口相连。所述的显示器布置在司机驾驶位置的周边。由上述技术方案可知，本专利技术的循环水泵将水箱中的液体带进水管路，再经过各个电池箱，并由散热片将液体的热量传递到电池箱中，使得电池箱中的温度达到设定的温度，并可始终保持在一个适合锂离子电池工作的温度区间；两套相对独立的电加热装置和燃油加热装置可以使电池箱一天二十四小时都保持在合适的温度范围内，保证车辆的有效运行。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术电池箱及保温装置的结构示意图；图3是本专利技术保温装置的断面图；图4是本专利技术电池箱内散热片的结构示意图；图5是本专利技术加热装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：如图1、图4所示的一种适用于寒冷地区纯电动客车的电池热管理系统，其特征在于：包括依次设置的水箱1、循环水泵2和电池箱3，上述部件通过水管路4连接成回路，水箱1内设有加热装置和第一温度传感器5，电池箱3内设有第二温度传感器6，第一温度传感器5与第二温度传感器6与控制器相连，控制器的输出端与显示器相连，电池箱3及水箱1外分别包裹有保温装置，保温装置在夏季炎热时可拆除；电池箱3的一侧侧壁上设有散热片7，散热片7的进液口71与循环水泵2相连，散热片7的出液口72与水箱1相连，散热片7的上方和下方分别设有散热口73，即散热片的散热口为上下出风，这样可以使电池箱内部的温度各处均衡，不因某处温度的过高或者过低而影响电池的性能。进一步的，加热装置包括在车辆运行过程中给水箱1加热的燃油加热装置10以及在车辆停止运行时给水箱1加热的电加热装置。进一步的，如图5所示，燃油加热装置采用燃油锅炉83或燃油加热器对水箱1中的液体进行加热，燃油可选用汽油或柴油。进一步的，电加热装置包括置于水箱1内的加热棒8，加热棒8与变频器81相连，变频器81与设置在客车上的电源插座相连。即在车上安装一个交流插座，插上交流电后经过变频器转变成直流电，利用直流电对水箱进行加热，使之达到设定温度。进一步的，如图2（图2仅示意出隔热箱一侧箱壁的结构）、图3所示，保温装置9为包裹电池箱3或水箱1的隔热箱，隔热箱为层状结构，包括由内向外依次设置的发泡隔热层91、防火棉层92和环氧板层93；环氧板层93可以起到防潮防腐的固定作用；防火棉层92的材料是由纳米二氧化硅等物质为原料制成的防火绝热棉，该防火棉层具有绝佳的耐高温和阻燃效果；发泡隔热层91是在防火棉层92上直接喷涂发泡剂形成的具有一定厚度的层状物，发泡隔热层91与防火棉层92一起形成阻燃隔热保温层；隔热箱的底部设有固定脚94。进一步的，水箱1中的液体为低凝固点的防冻液。进一步的，水管路4由对防冻液有惰性的金属材料制成。进一步的，电池箱3可串联设置多个，前一电池箱散热片的出液口与下一电池箱散热片的进液口相连。也就是循环水泵将水箱中的水带进水管路，再经过各个电池箱，并由散热片将液体的热量传递到电池箱中，使得电池箱中的温度达到设定的温度，散热片的作用主要是将热量传递到电池箱内。进一步的，显示器布置在司机驾驶位置的周边，便于司机随时了解水箱和电池箱的温度，使之运行在合理的温度区间内。本专利技术各部件的作用如下：隔热箱是形成一个对电池箱有阻燃隔热作用的环境仓，其主要作用是给电池箱一个密封性及隔热效果极佳的环境；水箱的主要作用是给传递热量的液体提供一个存储空间，水箱的热量通过自身向外界散去，水箱外部设置的隔热箱在夏季炎热时可拆除；水管路和散热片的作用是通过水管路中液体的循环将水箱中的热量通过散热片带到电池箱内，使电池箱内的温度始终维持在一个合理的范围内，确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于寒冷地区纯电动客车的电池热管理系统，其特征在于：包括依次设置的水箱（1）、循环水泵（2）和电池箱（3），上述部件通过水管路（4）连接成回路，所述的水箱（1）内设有加热装置和第一温度传感器（5），所述电池箱（3）内设有第二温度传感器（6），所述的第一温度传感器（5）与第二温度传感器（6）与控制器相连，控制器的输出端与显示器相连，所述的电池箱（3）及水箱（1）外分别包裹有保温装置（9），所述电池箱（3）的一侧侧壁上设有散热片（7），所述散热片（7）的进液口（71）与循环水泵（2）相连，散热片（7）的出液口（72）与水箱（1）相连，所述散热片（7）的上方和下方分别设有散热口（73）。

【技术特征摘要】
1.一种适用于寒冷地区纯电动客车的电池热管理系统，其特征在于：包括依次设置的水箱（1）、循环水泵（2）和电池箱（3），上述部件通过水管路（4）连接成回路，所述的水箱（1）内设有加热装置和第一温度传感器（5），所述电池箱（3）内设有第二温度传感器（6），所述的第一温度传感器（5）与第二温度传感器（6）与控制器相连，控制器的输出端与显示器相连，所述的电池箱（3）及水箱（1）外分别包裹有保温装置（9），所述电池箱（3）的一侧侧壁上设有散热片（7），所述散热片（7）的进液口（71）与循环水泵（2）相连，散热片（7）的出液口（72）与水箱（1）相连，所述散热片（7）的上方和下方分别设有散热口（73）。2.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于：所述的加热装置包括在车辆运行过程中给水箱（1）加热的燃油加热装置以及在车辆停止运行时给水箱（1）加热的电加热装置。3.根据权利要求2所述的电池热管理系统，其特征在于：所述的燃油加热装置采用燃油锅炉（83）或燃油加热器对水箱（1）中的液体进行加热。4.根据权利要求2所述的电池热管理系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：周元，陈顺东，丁传记，刘超，李兵，杨正兴，
申请(专利权)人：安徽安凯汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34