一种电动汽车动力电池智能温度控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车动力电池智能温度控制系统及控制方法，所述控制系统中，水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、冷却水温传感器、电池冷却水管、水泵依次连接，形成电池加热/冷却水循环回路，水泵、三通阀、电池散热组件、水暖PTC、冷却水温传感器、电池冷却水管、水泵依次连接，形成电池冷却风扇液冷循环回路，压缩机、压力传感器、冷凝器、电磁膨胀阀、电池冷却器、压缩机依次相连组成制冷剂循环回路；电池温度传感器设置有多个，分别与动力电池内部的各电芯连接。与现有技术相比，本发明专利技术具有满足整车电池在各种工况下的温度精确控制需求、根据智能控制算法可以满足整车动力电池加热、温度均衡、冷却需求，节能控制的同时增加整车续航里程等优点。

An intelligent temperature control system and control method for electric vehicle power battery

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车动力电池智能温度控制系统及控制方法
本专利技术涉及一种电动汽车整车热管理系统，尤其是涉及一种电动汽车动力电池智能温度控制系统及控制方法。
技术介绍
近几年，电动汽车技术在我国取得了飞速发展，动力电池作为电动汽车的动力来源，是电动汽车重要的核心部件，故动力电池的运行状态十分重要。众所周知，电池是电化学的产物，电池的温度控制的好坏直接影响电池的运行状态。若电池温度过低，电池的活性降低，工作效率降低；若电池温度过高，则会有潜在燃烧的可能性，影响行车安全；若电池内部电芯温度差异过大，则会影响电池的使用寿命。所以动力电池的温度控制比较敏感，低温时需要加热，高温时需要冷却，温度分布不均时需要均衡散热。另外，目前电动汽车的加热和冷却主要是靠PTC和电动压缩机，控制算法的好坏直接影响整车的续航里程。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动汽车动力电池智能温度控制系统。本专利技术的上述目的可以通过以下技术方案来实现：一种电动汽车动力电池智能温度控制系统，其特征在于，包括控制器以及分别与控制器连接的电池温度传感器、水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、冷却水温传感器、压缩机、压力传感器、冷凝器、电磁膨胀阀和电池散热组件，所述动力电池处设置有电池冷却水管，所述水泵连接有膨胀水箱，其中，所述水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、冷却水温传感器、电池冷却水管、水泵依次连接，形成电池加热/冷却水循环回路，所述水泵、三通阀、电池散热组件、水暖PTC、冷却水温传感器、电池冷却水管、水泵依次连接，形成电池冷却风扇液冷循环回路，所述压缩机、压力传感器、冷凝器、电磁膨胀阀、电池冷却器、压缩机依次相连组成制冷剂循环回路；所述电池温度传感器设置有多个，分别与所述动力电池内部的各电芯连接。进一步地，所述电池散热组件包括电池散热器和冷却风扇。本专利技术的另一目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于电动汽车动力电池智能温度控制系统的智能温度控制方法。本专利技术的上述目的可以通过以下技术方案来实现：一种智能温度控制方法，控制器根据所述电池温度传感器采集的温度信号对所述水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、压缩机和电池散热组件进行控制，具体包括以下情况：a)当满足Tcellmin<Tcelllow时，控制器控制电池加热/冷却水循环回路连通，电池冷却风扇液冷循环回路和制冷剂循环回路断路，且水暖PTC开启，对动力电池加热，Tcellmin为电池温度传感器采集的电芯最低温度，Tcelllow为电池允许最低温度；b)当满足Tcelllow<Tcellmin<Tcellmax<Tcellhigh1时，无需加热和冷却，控制器控制电池加热/冷却水循环回路、电池冷却风扇液冷循环回路和制冷剂循环回路均断路，且水暖PTC关闭，Tcellmax为电池温度传感器采集的电池最高温度，Tcellhigh1为电池第一允许高温；c)当满足Tcellhigh1<Tcellmax<Tcellhigh2时，控制器控制电池冷却风扇液冷循环回路连通，电池加热/冷却水循环回路和制冷剂循环回路断路，且水暖PTC关闭，对动力电池降温，Tcellhigh2为电池第二允许高温；d)当满足Tcellhigh2<Tcellmax时，控制器控制制冷剂循环回路连接，电池加热/冷却水循环回路和电池冷却风扇液冷循环回路断路，且水暖PTC关闭，对动力电池快速降温。进一步地，在情况a)中，根据冷却水实时温度控制水泵和水暖PTC，具体地，当满足Tclt<Tcltmin时，开启水暖PTC，Tclt为冷却水实时温度，Tcltmin为冷却水允许最低温；当满足Tclt>Tcltmax或Tcellmin>Tcelllow时，关闭水暖PTC，Tcltmax为冷却水允许最高温；当满足Tclt-Tcellmin<ΔTclt时，水泵关闭。进一步地，在情况a)中，水暖PTC的输出功率表示为：P＝K1*(Tcelllow-Tcellmin)+K2*d(Tcelllow-Tcellmin)/dt其中，P为水暖PTC的输出功率，K1和K2均为标定参数，且K1>0，K2>0。进一步地，在情况b)中，当满足Tcellmin-Tcellmax>ΔTcell时，控制器仅控制水泵开启，ΔTcell为电池内部允许最大温差。进一步地，在情况d)中，根据冷却水实时温度控制压缩循环组件中压缩机的功率，具体地，当满足Tcellhigh2≤Tcellmax<Tcellhigh3时，调大压缩机功率，且在Tclt<Tclt1时关闭压缩机，在Tclt>Tclt2时，开启压缩机，Tcellhigh3为电池第三允许高温，Tclt1为第一设定水温，Tclt2为第二设定水温，且Tclt1<Tclt2；当满足Tcellmax>Tcellhigh3时，将压缩机功率设为最大，且在Tclt<Tclt3时关闭压缩机，在Tclt>Tclt4时，开启压缩机，Tclt3为第三设定水温，Tclt4为第四设定水温，且Tclt3<Tclt1<Tclt4<Tclt2。与现有技术相比，本专利技术满足整车电池在各种工况下的温度精确控制需求，可根据智能控制算法可以满足整车动力电池加热、温度均衡、冷却需求，节能控制的同时增加整车续航里程，具有以下有益效果：1)本专利技术设置有多个回路，可根据电池实时温度进行多级别的温度精确控制，温度精度高，效果好。2)本专利技术通过设置的多个回路及节能控制方法，既可以满足整车电池在各个工况下的温度控制需求，又通过智能控制算法减少压缩机运行时间和PTC运行功率，增加整车的续航里程。3)本专利技术对动力电池内各电芯温度均匀性进行考虑，在电池内部温度不均匀且超过允许最大温差时，利用冷却水循环流动，使电池内部温度均匀一致，提高电池使用寿命。4)本专利技术在动力电池温度较高时，设计两种冷却循环，包括电池冷却风扇液冷循环回路和制冷剂循环回路，在节能的同时，可以尽快地降低动力电池温度。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的控制流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例提供一种电动汽车动力电池智能温度控制系统，包括控制器以及分别与控制器连接的电池温度传感器16、水泵14、三通阀13、电池冷却器12、水暖PTC2、冷却水温度传感器17、压缩机7、压力传感器6、冷凝器5和电池散热组件，动力电池1处设置有电池冷却水管，水泵14连接有膨胀水箱15，其中，水泵14、三通阀13、电池冷却器12、水暖PTC2、冷却水温度传感器17、电池冷却水管、水泵14依次连接，形成电池加热/冷却水循环回路，水泵14、三通阀13、电池散热组件、水暖PTC2、冷却水温传感器17、电池冷却水管、水泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车动力电池智能温度控制系统，其特征在于，包括控制器以及分别与控制器连接的电池温度传感器、水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、冷却水温传感器、压缩机、压力传感器、冷凝器、电磁膨胀阀和电池散热组件，所述动力电池处设置有电池冷却水管，所述水泵连接有膨胀水箱，其中，所述水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、冷却水温传感器、电池冷却水管、水泵依次连接，形成电池加热/冷却水循环回路，所述水泵、三通阀、电池散热组件、水暖PTC、冷却水温传感器、电池冷却水管、水泵依次连接，形成电池冷却风扇液冷循环回路，所述压缩机、压力传感器、冷凝器、电磁膨胀阀、电池冷却器、压缩机依次相连组成制冷剂循环回路；所述电池温度传感器设置有多个，分别与所述动力电池内部的各电芯连接。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车动力电池智能温度控制系统，其特征在于，包括控制器以及分别与控制器连接的电池温度传感器、水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、冷却水温传感器、压缩机、压力传感器、冷凝器、电磁膨胀阀和电池散热组件，所述动力电池处设置有电池冷却水管，所述水泵连接有膨胀水箱，其中，所述水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、冷却水温传感器、电池冷却水管、水泵依次连接，形成电池加热/冷却水循环回路，所述水泵、三通阀、电池散热组件、水暖PTC、冷却水温传感器、电池冷却水管、水泵依次连接，形成电池冷却风扇液冷循环回路，所述压缩机、压力传感器、冷凝器、电磁膨胀阀、电池冷却器、压缩机依次相连组成制冷剂循环回路；所述电池温度传感器设置有多个，分别与所述动力电池内部的各电芯连接。2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池智能温度控制系统，其特征在于，所述电池散热组件包括电池散热器和冷却风扇。3.一种基于权利要求1所述的电动汽车动力电池智能温度控制系统的智能温度控制方法，其特征在于，控制器根据所述电池温度传感器采集的温度信号对所述水泵、三通阀、电池冷却器、水暖PTC、蒸发组件、压缩循环组件和电池散热组件进行控制，具体包括以下情况：a)当满足Tcellmin<Tcelllow时，控制器控制电池加热/冷却水循环回路连通，电池冷却风扇液冷循环回路和制冷剂循环回路断路，且水暖PTC开启，对动力电池加热，Tcellmin为电池温度传感器采集的电芯最低温度，Tcelllow为电池允许最低温度；b)当满足Tcelllow<Tcellmin<Tcellmax<Tcellhigh1时，无需加热和冷却，控制器控制电池加热/冷却水循环回路、电池冷却风扇液冷循环回路和制冷剂循环回路均断路，且水暖PTC关闭，Tcellmax为电池温度传感器采集的电池最高温度，Tcellhigh1为电池第一允许高温；c)当满足Tcellhigh1<Tcellmax<Tcellhigh2时，控制器控制电池冷却风扇液冷循环回路连通，电池加热/冷却水循环回路和制冷剂循环回路断路，且水暖PTC关闭，对动力电池降温，Tcellhigh2为电池第二允许高温；d)当满足Tcellhigh...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金龙，李勇华，张志伟，
申请(专利权)人：上海思致汽车工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31