一种新能源汽车电池组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新能源汽车电池组管理系统及控制方法，将电池组安装在电池组内壳的空格内，通过冷却液换热，采用制冷压缩机制冷或加热，换热效率高，电池组温度可控，另外，还设计有汽油发电机，可以增加续航里程，电池组外壳用于冷却液的换热，在电池组内、外壳之间设置有隔热材料，隔热材料耐800℃以上高温，确保锂离子或镍氢电池电池不会燃烧，可以在低温和高温环境下正常工作。

Battery management system and control method for new energy automobile

The present invention discloses a kind of new energy vehicle battery management system and control method, the battery installed in the battery shell space, through the cooling liquid heat exchanger, the refrigeration compressor refrigeration or heating, high heat efficiency, battery temperature controlled, in addition, also designed a gasoline generator, can increase endurance mileage, battery case for the heat transfer of cooling liquid, between the battery and shell is provided with a heat insulation material, more than 800 DEG C high temperature resistant insulation materials, ensure that the lithium ion or NiMH battery will not burn, can work normally at low temperature and high temperature environment.

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法
本专利技术属于新能源汽车领域,特别是涉及一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法；本专利技术的系统和控制方法还可以用于其它需要使用充电电池的装置上，尤其是使用锂电池或镍氢电池的场合。
技术介绍
近年来，石化能源紧缺和环境污染的双重压力下，大力发展新能源汽车可有效缓解这种局势，随着电动车的迅速发展，动力电池的性能成为电动车普及的关键，锂离子电池和镍氢电池是电动汽车关键零部件之一，其温度敏感性已成为制约电动汽车发展的瓶颈。高温下运行会加速电池的寿命衰减，恶化其安全性能，甚至发生着火、爆炸等安全事故。此外，电动汽车电池模块由大量的电池单体串并联组成，各单体的温度不一致性也会加速电池寿命的衰减。以动力电池中的锂离子动力电池为例，锂离子电池组的使用环境为-30℃～55℃，而当温度为-30℃～-10℃，锂离子电池放电容量不足其在25℃的50％，此时充电还会导致锂离子电池组发生不可逆损坏，甚至有安全隐患；当锂离子电池在高于55℃环境下使用又会大大减少其使用寿命。锂离子动力电池在高温65℃以上充、放电时，电池气胀，造成电池失效或形成安全问题，而动力电池工作电流大，产热量大，需要快速把动力电池的热量传递散发出去，防止温度过高产生安全隐患；锂离子动力电池在低温条件下，车辆的启动性能会变差，因而纯电动汽车动力电池组需要保温或加温措施。目前高温散热及低温启动性能是电动汽车电源系统目前存在的主要问题之一。电动汽车的使用环境复杂，可能面临较低的环境温度，比如我国的东北地区，冬季环境温度一般在-10摄氏度以下，甚至可能降至-30摄氏度，电动汽车很难在东北应用；而在华东、华南地区，夏季的环境温度有机会超过40摄氏度，会有电池和汽车烧毁的危险，影像着人们选择电动汽车。锂电池处于零下20度以下气温时，工作效率会大幅下降，这使得在北方严寒天气下，很多车辆启动困难，如果没有加装预热装置，其锂电池很难正常发挥功能。
技术实现思路
新能源汽车使用的电池组主要是锂电池和镍氢电池，无论是那种电池都受使用温度限制，温度低供电能力明显降低，甚至不能供电；当电池供电时，电池会产生热量，如果不及时将热量散出，会影响供电，严重时会烧毁电池，甚至烧毁汽车。本专利技术提供一种电池组温度可控、可以在低温和高温环境下工作、无汽车燃烧危险、带充电装置的电池组管理系统和控制方法。本专利技术通过以下技术方案实现：一种新能源汽车电池组管理系统，包括电池组管理系统包括电池组内壳、电池组外壳、隔热材料、内冷却箱、外冷却箱、冷却泵A、冷却泵B、冷却泵C以及一个以上的电池组；所述的电池组由2个以上的电池串联或并联组合而成；电池组内壳上有带底的空格,电池组放置在电池组内壳的空格内；电池组内壳的壁上设置有互相连通的孔道；内冷却箱与电池组内壳相连，形成一个整体；电池组内壳的壁上的孔道的两端分别与内冷却箱和设置在内冷却箱内的冷却泵A相通；电池组外壳的壁上设置有互相连通的孔道，电池组外壳的外侧设置有散热翅片；电池组外壳的壁上的互相连通的孔道的两端分别与外冷却箱和设置在外冷却箱内的冷却泵B相通；冷却泵C的进出口分别与外冷却箱和内冷却箱相通；电池组内壳设置在电池组外壳所包围的的腔内，在电池组内壳和电池组外壳之间设置有隔热材料。所述的电池组内壳和电池组外壳的材料中含有铝合金或镁合金，隔热材料中含有不可燃的非金属纤维材料。外冷却箱和内冷却箱之间还设置有连通管。外冷却箱与电池组外壳相连，形成一个整体。电池组管理系统还包括电磁换向三通阀H和制冷压缩机；所述的内冷却箱内设置有换热器D，外冷却箱内设置有换热器E；换热器D的一根引出管与电磁换向三通阀H相通，换热器D的另一根引出管与换热器E的一根引出管相通，换热器E的另一根引出管也与电磁换向三通阀H相通；电磁换向三通阀H还与制冷压缩机相通；换热器D既能制冷也能制热。所述的电池组管理系统还包括汽油发电机、电磁换向三通阀I和冷却泵J；在所述的内冷却箱内设置有换热器F和冷却泵K，外冷却箱内设置有换热器G；汽油发电机包括汽油机、电机和排气管；换热器F的引出管与电磁换向三通阀I相通，换热器G的引出管也与电磁换向三通阀I相通，电磁换向三通阀I还与汽油机的冷却引出管相通，在电磁换向三通阀I与汽油机的冷却引出管之间还连接有冷却泵J；冷却泵K的出水管与电机的冷却引出管相通。电池组内壳内的相邻两个电池组之间有隔离带，隔离带与电池组内壳为差压铸造的整体，隔离带内部分布有孔道，隔离带内部的孔道与电池组内壳的壁上的孔道相通。电池组外壳为带有底面的匣体，电池组外壳上的孔道和散热翅片均分布在电池组外壳的四个侧面中的三个侧面上，另一个侧面上设置有电风扇；所述的电池组外壳是采用差压铸造方法制成的。所述的隔热材料由不可燃的陶瓷纤维制成；隔热材料粘附在电池组外壳内形成腔体；腔体可以承受800-1200℃温度，使电池组及电池组内壳的材料融化后不外泄。汽油发电机的排气管上设置有尾气净化装置，尾气净化装置内含有金属网格材料。一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法，主要包括：（1）启动冷却泵A，当内冷却箱内冷却液的温度低于第一设定温度时，启动制冷压缩机，将电磁换向三通阀H转换到给换热器D加热的状态对内冷却箱内冷却液加热，当内冷却箱内冷却液温度达到第二设定温度时，停止制冷压缩机工作；（2）当内冷却箱内冷却液温度高于第三设定温度时，启动冷却泵C；（3）当内冷却箱内冷却液温度高于第四设定温度时，停止冷却泵C，启动制冷压缩机，将电磁换向三通阀H转换到给换热器D冷却的状态，对内冷却箱内冷却液进行冷却；（4）当内冷却箱温度回复到第三设定温度时，停止制冷压缩机工作；所述的第四设定温度高于第三设定温度，第三设定温度高于第二设定温度，第二设定温度高于第一设定温度；第一设定温度在-30℃至20℃范围内，第四设定温度在30℃至90℃范围内。当将电磁换向三通阀H转换到给换热器D加热的状态对内冷却箱加热时，外冷却箱内的换热器E开始制热，启动冷却泵B对外冷却箱内的冷却液换热；当将电磁换向三通阀H转换到给换热器D制冷的状态对内冷却箱冷却时，外冷却箱内的换热器E开始制冷，启动冷却泵B对外冷却箱内的冷却液换热。所述的控制方法还设置有选择开关,当选择开关选择为开,电池组的温度低于第一设定温度,电池组的电量低于第一设定电量时,接通连接汽油发电机和电池组的电源开关，利用电池组的电能驱动汽油发电机的电机，电机再带动汽油机曲轴旋转，待汽油机转动正常后再将汽油发电机转换到发电模式，由汽油发电机给电池组充电；将电磁换向三通阀I转换到给换热器F加热的位置，启动冷却泵J对内冷却箱进行加热；第一设定电量的设定范围为电池组满载电量的90%以下。当选择开关选择为开,电池组的温度高于第一设定温度，电池组的电量低于第二设定电量时，接通连接汽油发电机和电池组的电源开关，利用电池组的电能驱动汽油发电机的电机，电机再带动汽油机曲轴旋转，待到汽油机转动正常后再将汽油发电机转换到发电模式，由汽油发电机给电池组充电，将电磁换向三通阀I转换到与换热器G连通的位置，启动冷却泵J对发电机的汽油机散热；当电池组的电量高于第三设定电量时，停止发电机工作，之后停止冷却泵J工作；当发电机工作时，启动冷却泵K对发电机的电机壳进行冷却；所述的第二设定电量的设定范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组管理系统包括电池组内壳、电池组外壳、隔热材料、内冷却箱、外冷却箱、冷却泵A、冷却泵B、冷却泵C以及一个以上的电池组；所述的电池组由2个以上的电池串联或并联组合而成；电池组内壳上有带底的空格,电池组放置在电池组内壳的空格内；电池组内壳的壁上设置有互相连通的孔道；内冷却箱与电池组内壳相连，形成一个整体；电池组内壳的壁上的孔道的两端分别与内冷却箱和设置在内冷却箱内的冷却泵A相通；电池组外壳的壁上设置有互相连通的孔道，电池组外壳的外侧设置有散热翅片；电池组外壳的壁上的互相连通的孔道的两端分别与外冷却箱和设置在外冷却箱内的冷却泵B相通；冷却泵C的进出口分别与外冷却箱和内冷却箱相通；电池组内壳设置在电池组外壳所包围的的腔内，在电池组内壳和电池组外壳之间设置有隔热材料。

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组管理系统包括电池组内壳、电池组外壳、隔热材料、内冷却箱、外冷却箱、冷却泵A、冷却泵B、冷却泵C以及一个以上的电池组；所述的电池组由2个以上的电池串联或并联组合而成；电池组内壳上有带底的空格,电池组放置在电池组内壳的空格内；电池组内壳的壁上设置有互相连通的孔道；内冷却箱与电池组内壳相连，形成一个整体；电池组内壳的壁上的孔道的两端分别与内冷却箱和设置在内冷却箱内的冷却泵A相通；电池组外壳的壁上设置有互相连通的孔道，电池组外壳的外侧设置有散热翅片；电池组外壳的壁上的互相连通的孔道的两端分别与外冷却箱和设置在外冷却箱内的冷却泵B相通；冷却泵C的进出口分别与外冷却箱和内冷却箱相通；电池组内壳设置在电池组外壳所包围的的腔内，在电池组内壳和电池组外壳之间设置有隔热材料。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组内壳和电池组外壳的材料中含有铝合金或镁合金，隔热材料中含有不可燃的非金属纤维材料。3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：外冷却箱和内冷却箱之间还设置有连通管；外冷却箱与电池组外壳相连，形成一个整体。4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组管理系统还包括电磁换向三通阀H和制冷压缩机；所述的内冷却箱内设置有换热器D，外冷却箱内设置有换热器E；换热器D的一根引出管与电磁换向三通阀H相通，换热器D的另一根引出管与换热器E的一根引出管相通，换热器E的另一根引出管也与电磁换向三通阀H相通；电磁换向三通阀H还与制冷压缩机相通；换热器D既能制冷也能制热。5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：所述的电池组管理系统还包括汽油发电机、电磁换向三通阀I和冷却泵J；在所述的内冷却箱内设置有换热器F和冷却泵K，外冷却箱内设置有换热器G；汽油发电机包括汽油机、电机和排气管；换热器F的引出管与电磁换向三通阀I相通，换热器G的引出管也与电磁换向三通阀I相通，电磁换向三通阀I还与汽油机的冷却引出管相通，在电磁换向三通阀I与汽油机的冷却引出管之间还连接有冷却泵J；冷却泵K的出水管与电机的冷却引出管相通。6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组内壳内的相邻两个电池组之间有隔离带，隔离带与电池组内壳为差压铸造的整体，隔离带内部分布有孔道，隔离带内部的孔道与电池组内壳的壁上的孔道相通。7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：电池组外壳为带有底面的匣体，电池组外壳上的孔道和散热翅片均分布在电池组外壳的四个侧面中的三个侧面上，另一个侧面上设置有电风扇；所述的电池组外壳是采用差压铸造方法制成的。8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：所述的隔热材料由不可燃的陶瓷纤维制成；隔热材料粘附在电池组外壳内形成腔体；腔体可以承受800-1200℃温度，使电池组及电池组内壳的材料融化后不外泄。9.根据权利要求5所述的一种新能源汽车电池组管理系统，其特征在于：所述的排气管上设置有尾气净化装置，尾气净化装置内含有金属网格材料。10.一种新能源汽车电池组管理系统的控制方法，主要包括：（1）启动冷却泵A，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝玉，段永利，
申请(专利权)人：沈阳中北真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21