电池温度管理系统技术方案

本发明专利技术涉及电动或混合动力车辆领域，本发明专利技术提出的电池温度管理系统，用于调节车辆中的电池组温度，包括：电池组箱体及其与第一水泵和热交换元件构成的第一循环；还包括冷却模组及其与热交换元件构成的第二循环；还包括加热膜组及其与第二水泵和热交换元件构成的第三循环，第一循环与第二循环之间、第一循环与第三循环之间均能够通过热交换元件进行热量交换。当电池组温度过低时，通过第一循环与第三循环间热量交换，提升电池组的工作温度，当电池组温度过高时，通过第一循环与第二循环间热量交换，降低电池组的工作温度，从而使电池组始终工作在适宜的温度范围内，提高了电池组的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
电池温度管理系统
本专利技术涉及电动或混合动力车辆领域，尤其涉及一种用于电动或混合动力车辆的电池组的电池温度管理系统。
技术介绍
近年来，采用电动机作为驱动源的电动车辆以及采用电动机及其他驱动源组合的混合动力车辆越来越多地被投入实际应用。在这些车辆中，一般装载有向电动机供应能量的电池，例如：可重复充电并放电的二次电池(包括锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池等)。二次电池一般以电池组的形式存储于电池箱体内并搭载于车辆中。在这样的电池组中，通常因为电池内部发生的化学反应而引起电池组周边温度的升高。如果电池组长期处于高温状态，电池的蓄电能力将明显降低，电池的寿命液晶大幅缩短，这对车辆动力性和续航里程等都会带来非常不利的影响。同样，当电池处于较低温环境下时，电池充放电效率都会受到影响，严重时可能导致车辆无法正常行驶。现有技术中，如图1所示，针对水冷式电池组，通常采用自然水冷冷却方式对电池进行降温，如图1所示，内部装设有电池的电池组箱体16具有进水口161和出水口162，进水口161通过冷却管15依次与电子水泵14、散热器12和出水口162相连，从而构成循环管路，电子水泵14带动循环水在循环管路中循环，通过散热器12将电池组箱体16内部产生的热量散发到空气中，从而对电池组进行降温。由于电池对温度的要求比较苛刻，电池允许的温度范围大致为5℃至35℃，采用自然水冷冷却方式对电池进行降温时，当环境温度过高时，此种方式便无法将电池温度降到适宜温度范围内，电池的高温会加速内部化学反应，损坏电池极板，容易导致过充电现象，严重影响电池的额使用寿命；当环境温度过低时，由于此种方式没有加热功能，无法将电池的温度提升到适宜的工作温度范围内，处于低温的电池反应电阻大大增加，放电容量快速衰减，充电期间内压上升加快，对电池安全产生隐患。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种电池温度管理系统。本专利技术提出的电池温度管理系统，用于调节车辆中的电池组温度，包括：具有进水口和出水口的电池组箱体；热交换元件，所述热交换元件、所述电池组箱体和第一水泵依次通过管体相连，在所述第一水泵的作用下，自然水在所述电池组箱体和所述热交换元件之间能够进行第一循环；用于降低电池组温度的冷却模组，所述冷却模组与所述热交换元件通过管体相连，在所述冷却模组的作用下，冷媒在所述冷却模组和所述热交换元件之间能够进行第二循环；用于提升电池组温度的加热模组，所述加热模组、所述热交换元件和第二水泵依次通过管体相连，在所述第二水泵的作用下，来自所述加热模组的热水在所述加热模组和所述热交换元件之间能够进行第三循环；所述第一循环与所述第二循环之间、所述第一循环与所述第三循环之间均能够通过所述热交换元件进行热量交换。这样的电池温度管理系统，只需要提供具有进水口和出水口的电池组箱体即可实施，能够得以广泛的应用。该系统不仅具有冷却模组同时具有加热模组，当环境温度过低时，加热膜组可以将热量传递给电池组箱体，从而将电池组的温度提升至适宜的工作温度范围内；当环境温度过高时，冷却模组可以对电池组箱体进行降温，从而使电池组的温度降到适宜的工作温度范围内。所以，本专利技术的电池温度管理系统能够使得电池组的温度不会受到环境温度的影响，始终处于适宜的工作温度范围内，从而提高了电池组的使用寿命。另外，本专利技术使用自然水进行热量传递，相比较现有技术中的空气导热，效率更高，热传递更迅速，能够使得电池组温度很快达到适宜的工作温度范围。在一个优选的实施例中，所述热交换元件为换热器，该换热器至少包括3路通道，所述3路通道分别为用于接入所述第一循环的第一通道、用于接入所述第二循环的第二通道和用于接入所述第三循环的第三通道。换热器是常见的热交换元件，具有多种不同的规格，方便根据具体的实施情况进行选用。作为对冷却模组的进一步改进，所述冷却模组包括压缩机和冷凝器，所述压缩机、所述冷凝器和所述热交换元件依次通过管体相连，在所述压缩机的作用下，所述冷媒依次通过所述冷凝器和所述热交换元件。压缩机和冷凝器是普遍采用的制冷元件，在常规的车辆中均含有此两种元件，因此，既可以为该冷却模组专门配备压缩机和冷凝器，也可以使用车辆中原有的压缩机和冷凝器，从而降低冷却模组的成本。作为对本专利技术的进一步改进，该电池温度管理系统还包括第一膨胀阀，所述第一膨胀阀设置在所述冷凝器与所述热交换元件之间。第一膨胀阀能够控制冷媒的流量，提高冷却模组的制冷效果，尤其当第一膨胀阀为电磁膨胀阀时，可以电动控制第一膨胀阀的通断，从而能够自动控制冷却模组的工作状况。作为对本专利技术的进一步改进，该电池温度管理系统还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述冷凝器和所述第一膨胀阀之间。该压力传感器用于监测冷却模组的压力，当冷却模组的压力偏离预设压力时，系统会发出警示，防止由于压力过高出现爆管，进一步保证了系统的安全。作为对本专利技术的进一步改进，该电池温度管理系统还包括通过管体相连的蒸发器和第二膨胀阀，所述蒸发器和所述第二膨胀阀分别与所述压缩机和所述压力传感器相连，在所述压缩机的作用下，所述冷媒能够依次通过所述冷凝器、所述压力传感器、所述第二膨胀阀和所述蒸发器。蒸发器可以用来降温，尤其当蒸发器设置在车辆内室时，该系统使得车辆的内室空调系统和电池组箱体共用一套冷却模组，通过控制第一膨胀阀和第二膨胀阀的工作状态，可以使得冷却模组在电池组箱体降温和车辆内室降温之间进行转换，当然也可以同时进行电池组箱体降温和车辆内室降温，这样就提高了冷却模组的利用效率，同时降低了车辆冷却系统的成本。作为对本专利技术的进一步改进，该电池温度管理系统还包括三通电磁阀，所述三通电磁阀设置在所述第二水泵与所述热交换元件和所述加热膜组之间，在所述三通电磁阀的作用下，所述第二水泵与所述热交换元件相连或所述第二水泵与所述加热膜组相连。这样设置，当需要对电池组箱体进行加热时，可以使得第二水泵通过三通电磁阀与热交换元件相连，使得第三循环将热量传递给第一循环，从而提升电池组箱体的温度，当电池组的温度处于适宜的工作温度范围时，可以使第二水泵与加热膜组相连，热水不再流经热交换元件，从而不会对电池组的温度产生影响。作为对加热膜组的进一步改进，所述加热膜组包括发动机。对于混合动力车辆，使用发动机作为加热膜组，可以充分利用发动机产生的热量来为电池组箱体进行加热，这样不仅充分利用了能源，而且降低了加热膜组的成本。作为对加热膜组的进一步改进，所述加热膜组还包括PTC元件，所述PTC元件与所述发动机采用串联的的方式向所述热交换元件提供所述热水。当发动机产生的热量不足或发动机不工作时，可以使用PTC元件来对第三循环中的自然水进行加热，从而使得第三循环向第一循环传递热量。另外，PTC元件属于常用的加热元件，加热效率高、成本低，从而降低了加热膜组的成本。在一个优选的实施例中，所述加热膜组还包括PTC元件，所述PTC元件与所述发动机采用并联的方式向所述热交换元件提供所述热水。这样的加热模组可以分别选择发动机或PTC元件进行加热，也可以二者一起加热，并且当发动机不工作时，由于PTC元件产生的热水不再或有少量经过发动机循环，这样就避免了在发动机不工作时热水对发动机的影响，保证了发动机的寿命。作为对本专利技术的进一步改进，该电池组温度管理系统还包括第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池温度管理系统，用于调节车辆中的电池组温度，其特征在于，包括：具有进水口和出水口的电池组箱体；热交换元件，所述热交换元件、所述电池组箱体和第一水泵依次通过管体相连，在所述第一水泵的作用下，自然水在所述电池组箱体和所述热交换元件之间能够进行第一循环；用于降低电池组温度的冷却模组，所述冷却模组与所述热交换元件通过管体相连，在所述冷却模组的作用下，冷媒在所述冷却模组和所述热交换元件之间能够进行第二循环；用于提升电池组温度的加热模组，所述加热模组、所述热交换元件和第二水泵依次通过管体相连，在所述第二水泵的作用下，来自所述加热模组的热水在所述加热模组和所述热交换元件之间能够进行第三循环；所述第一循环与所述第二循环之间、所述第一循环与所述第三循环之间均能够通过所述热交换元件进行热量交换。

【技术特征摘要】
1.一种电池温度管理系统，用于调节车辆中的电池组温度，其特征在于，包括：具有进水口和出水口的电池组箱体；热交换元件，所述热交换元件、所述电池组箱体和第一水泵依次通过管体相连，在所述第一水泵的作用下，自然水在所述电池组箱体和所述热交换元件之间能够进行第一循环；用于降低电池组温度的冷却模组，所述冷却模组与所述热交换元件通过管体相连，在所述冷却模组的作用下，冷媒在所述冷却模组和所述热交换元件之间能够进行第二循环；用于提升电池组温度的加热模组，所述加热模组、所述热交换元件和第二水泵依次通过管体相连，在所述第二水泵的作用下，来自所述加热模组的热水在所述加热模组和所述热交换元件之间能够进行第三循环；所述第一循环与所述第二循环之间、所述第一循环与所述第三循环之间均能够通过所述热交换元件进行热量交换。2.根据权利要求1所述的电池温度管理系统，其特征在于，所述热交换元件为换热器，所述换热器至少包括3路通道，所述3路通道分别为用于接入所述第一循环的第一通道、用于接入所述第二循环的第二通道和用于接入所述第三循环的第三通道。3.根据权利要求1或2所述的电池温度管理系统，其特征在于，所述冷却模组包括压缩机和冷凝器，所述压缩机、所述冷凝器和所述热交换元件依次通过管体相连，在所述压缩机的作用下，所述冷媒依次通过所述冷凝器和所述热交换元件。4.根据权利要求3所述的电池温度管理系统，其特征在于，还包括第一膨胀阀，所述第一膨胀阀设置在所述冷凝器与所述热交换元件之间。5.根据权利要求4所述的电池温度管理系统，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述冷凝器和所述第一膨胀阀之间。6.根据权利要求5所述的电池温度管理系统，其特征在于，还包括通过管体相连的蒸发器和第二膨胀阀，所述蒸发器和所述第二膨胀阀分别与所述压缩机和所述压力传感器相连，在所述压缩机的作用下，所述冷媒能够依次通过所述冷凝器、所述压力传感器、所述第二膨胀阀和所述蒸发器。7.根据权利要求1或2所述的电池温度管理系统，其特征在于，还包括三通电磁阀，所述三通电磁阀设置在所述第二水泵与所述热交换元件和所述加热膜组之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟凤辉，刘中阳，李倩，
申请(专利权)人：上海海马汽车研发有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31