车辆动力电池冷启动加热系统及车辆技术方案

本实用新型专利技术公开一种车辆动力电池冷启动加热系统及车辆，其中，该系统包括：太阳能光伏电池板、系统控制器、DC/DC直流变压器和蓄电池形成供电回路，组成太阳能光伏电池电力系统；电子水泵、HV‑PTC水暖加热器、液冷电池包形成液体工质循环回路，组成液冷动力电池加热系统；温度传感器与系统控制器相连接，形成温度检测控制回路，用于检测液冷电池包的环境温度。本实用新型专利技术提供的系统及车辆，在液冷电池包的温度较低时，利用液冷动力电池以外的太阳能光伏电池板来产生电能为液冷电池包加热实现冷启动，使得液冷电池包的液体工质加热使电池维持在最佳工作温度工作，可有效延长动力电池包的循环寿命，提高汽车在低温环境时的续航里程。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池管理
，具体涉及车辆领域的电池包管理技术，尤其涉及一种车辆动力电池冷启动加热系统及车辆。
技术介绍
动力电池是电动汽车的动力源，但是当动力电池长期在低温环境0℃以下使用时，锂电池的能量会急剧损失，整车的续航里程平均会衰减40％以上，同时电池包循环寿命也会急剧缩短。这样就限制了电动汽车在寒冷气候和高海拔地区的使用，同时由低温环境带来的能量损失也需要更大更贵的电池包来进行汽车冷启动、充电和制动能量回收，严重增加了汽车的使用成本。目前动力电池的热管理系统大多使用自然冷却方案，有主动冷却方案的热管理系统设计为风冷或水冷等结构。为了改善锂离子电池的低温性能，风冷方案一般是使用HV-PTC直接给电池模组加热后使电池包升温到最佳工作温度；而水冷方案的动力电池包通常会将热管理系统与空调系统相连，采用热泵等空调系统在制热循环模式下通过热水循环来给电池包加热。但是，上述方案缺点如下：只能解决在有电源的情况下充电时汽车的冷启动加热问题，特别是低温环境0℃以下天气时在室外没有电源的情况下，用电池包的电量给电池包本身加热仍然会导致电池包循环寿命急剧减短；在低温环境0℃以下，开空调本身就需要耗费电池包相当大的电量，同时，电池包的电量再用来给电池包本身加热也需要耗费很大的电量，这样就会导致整车续航里程急剧降低。因此，有必要研究一种新型的车辆动力电池冷启动加热系统以解决现有技术存在的上述技术问题。
技术实现思路
本技术要解决的一个技术问题是如何使用一种新型的动力电池冷启动加热系统以提高动力电池的使用寿命来降低整车的使用成本。本技术提供车辆动力电池冷启动加热系统，包括：太阳能光伏电池板、系统控制器、DC/DC直流变压器、蓄电池、电子水泵、高压正温度系数HV-PTC水暖加热器、液冷电池包、温度传感器；其中，太阳能光伏电池板、系统控制器、DC/DC直流变压器和蓄电池形成供电回路，组成太阳能光伏电池电力系统；电子水泵、HV-PTC水暖加热器、液冷电池包形成液体工质循环回路，组成液冷动力电池加热系统；温度传感器与所述系统控制器相连接，形成温度检测控制回路，用于检测液冷电池包的环境温度。进一步地，温度传感器检测液冷电池包的环境温度是否低于设定温度，其中，所述设定温度包括0摄氏度；若液冷电池包的环境温度低于设定温度时，系统控制器用于控制太阳能光伏电池板来产生电能为液冷电池包加热以实现冷启动，液冷电池包的液体工质加热使电池包得以维持在设定工作温度范围工作，进而可以有效延长动力电池包的循环寿命；若液冷电池包的环境温度不低于设定温度时，系统控制器用于控制太阳能光伏电池板来产生直流电直接给液冷电池包和蓄电池充电。进一步地，还包括：所述太阳能光伏电池板设置在车辆顶部。进一步地，车辆利用所述太阳能光伏电池板发电产生的电能供电。进一步地，所述太阳能光伏电池板使用大于设定的光电转换效率单晶硅实现光电转换，将太阳或灯光的光能转换为直流电能，其中，所述设定光电转换效率为17％。进一步地，所述系统控制器还用于检测蓄电池和液冷电池包的充电状态以实现蓄电池或液冷电池包防过充保护；其中，所述蓄电池为12V蓄电池。进一步地，所述DC/DC直流变压器与整车DC/DC直流变压器共用，用于将输入电压范围为250V～440V的电压转换成12V电压给12V蓄电池充电。进一步地，所述电子水泵采用高效无刷直流BLDC电机及驱动电路，其中，所述驱动电路具有脉宽调制PWM信号控制调速功能，控制液体工质保持在恒定流量以保证液体工质加热的连续一致性。进一步地，所述HV-PTC水暖加热器包括蜂窝型水流道、HV-PTC导热条、双层绝缘膜以及HV-PTC加热片，其中，所述HV-PTC水暖加热器采用水电分离加热方式，将HV-PTC加热片夹在经过防腐处理的铝合金水槽中间，经过电极板、双重绝缘板、铝合金水槽给水槽内的循环水加热。进一步地，所述HV-PTC加热片以HV-PTC半导体陶瓷材料作发热元件，采用水电分离的方式在水槽的外壁加热，使电能以面状形式与液体工质的分子键结合转化热能。进一步地，所述液冷电池包通过管道特殊结构设计将冷却管道紧贴到电池包每个电芯的圆柱侧面，通过所述冷却管道形成液体工质制热回路。本技术还提供一种车辆，该车辆包括如上所述的车辆动力电池冷启动加热系统；其中，所述车辆包括纯电动汽车、混和动力汽车。本技术提供车辆动力电池冷启动加热系统及车辆，在液冷电池包的温度较低时，利用液冷动力电池以外的太阳能光伏电池板来产生电能为液冷电池包加热实现冷启动，使得液冷电池包的液体工质加热使电池维持在最佳工作温度工作，可有效延长动力电池包的循环寿命，提高汽车在低温环境时的续航里程。附图说明图1示出本技术一个实施例的车辆液冷动力电池冷启动加热系统结构示意图。图2示出本技术一个实施例的液冷电池包结构主视图。图3示出本技术一个实施例的电子水泵结构主视图。图4示出本技术一个实施例的HV-PTC结构主视图。图5示出本技术一个实施例的车辆的结构框图。具体实施方式下面参照附图对本技术进行更全面的描述，其中说明本技术的示例性实施例。图1示出本技术一个实施例的车辆液冷动力电池冷启动加热系统结构示意图，如图1所示，该车辆动力电池冷启动加热系统包括太阳能光伏电池板101、系统控制器102、DC/DC(DirectCurrent/DirectCurrent，直流变压器)直流变压器103、蓄电池104、、电子水泵105、HV-PTC(HighVoltage-PositiveTemperatureCoefficient，高压正温度系数)水暖加热器106、液冷电池包107、温度传感器108，其中，太阳能光伏电池板101、系统控制器102、DC/DC直流变压器103和蓄电池104形成供电回路，组成太阳能光伏电池电力系统；电子水泵105、HV-PTC水暖加热器106、液冷电池107包形成液体工质循环回路，组成液冷动力电池加热系统；温度传感器108与所述系统控制器102相连接，形成温度检测控制回路，用于检测液冷电池包107的环境温度；系统控制器102基于温度传感器108确定系统工作方式。在一个实施例中，温度传感器108检测液冷电池包107的环境温度是否低于设定温度，其中，所述设定温度包括0摄氏度；若液冷电池包107的环境温度低于设定温度时，系统控制器102用于控制太阳能光伏电池板101来产生电能为液冷电池包107加热以实现冷启动，液冷电池包107的液体工质加热使液冷电池包得以维持在设定工作温度范围工作，进而可以有效延长动力电池包的循环寿命；若液冷电池包107的环境温度不低于设定温度时，系统控制器102用于控制太阳能光伏电池板来产生直流电直接给液冷电池包和蓄电池充电。具体的需要根据电池包所用电芯的低温性能来确定该设定温度的值，例如可以设定为-15℃到4℃之间，具体地，可以为-1℃、0、或1℃，所述环境温度为电池包内部电芯温度，如果车辆处在低温环境，但是液冷电池包由于处在工作状态，液冷电池包的环境温度高于设定温度，则可以不用启动加热系统；当然，如果车辆环境温度较低，但是电池包温度低于设定温度值，则需要启动液体冷却系统，给电池包降温。在一个实施例中，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆动力电池冷启动加热系统，其特征在于，包括：太阳能光伏电池板、系统控制器、DC/DC直流变压器、蓄电池、电子水泵、高压正温度系数HV‑PTC水暖加热器、液冷电池包、温度传感器；其中，太阳能光伏电池板、系统控制器、DC/DC直流变压器和蓄电池形成供电回路，组成太阳能光伏电池电力系统；电子水泵、HV‑PTC水暖加热器、液冷电池包形成液体工质循环回路，组成液冷动力电池加热系统；温度传感器与所述系统控制器相连接，形成温度检测控制回路，用于检测液冷电池包的环境温度。

【技术特征摘要】
1.一种车辆动力电池冷启动加热系统，其特征在于，包括：太阳能光伏电池板、系统控制器、DC/DC直流变压器、蓄电池、电子水泵、高压正温度系数HV-PTC水暖加热器、液冷电池包、温度传感器；其中，太阳能光伏电池板、系统控制器、DC/DC直流变压器和蓄电池形成供电回路，组成太阳能光伏电池电力系统；电子水泵、HV-PTC水暖加热器、液冷电池包形成液体工质循环回路，组成液冷动力电池加热系统；温度传感器与所述系统控制器相连接，形成温度检测控制回路，用于检测液冷电池包的环境温度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：温度传感器检测液冷电池包的环境温度是否低于设定温度，其中，所述设定温度包括0摄氏度；若液冷电池包的环境温度低于设定温度时，系统控制器用于控制太阳能光伏电池板来产生电能为液冷电池包加热以实现冷启动，液冷电池包的液体工质加热使电池包得以维持在设定工作温度范围工作以有效延长动力电池包的循环寿命；若液冷电池包的环境温度不低于设定温度时，系统控制器用于控制太阳能光伏电池板来产生的直流电直接给液冷电池包和蓄电池充电。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：所述太阳能光伏电池板设置在车辆顶部；和\\或车辆利用所述太阳能光伏电池板发电产生的电能供电；和\\或所述太阳能光伏电池板使用大于设定的光电转换效率单晶硅实现光电转换，将太阳或灯光的光能转换为直流电能，其中，所述设定光电转换效率包括17％。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统控制器还...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐，沈海寅，
申请(专利权)人：智车优行科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11