一种车辆的电池热管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种车辆的电池热管理系统，属于电池领域。该系统包括：热电半导体换热单元，包括热电半导体、第一空气换热器和第二空气换热器，第一空气换热器的一端连接有第一进风管路，另一端连接有第一出风管路，第二空气换热器的一端连接有第二进风管路，另一端连接有第二出风管路；电池包，其一端与第一出风管路相连，另一端连接有第三出风管路；风扇单元，设置于第三出风管路和第二出风管路的下游，用于将第三出风管路和第二出风管路的气流排出车辆的外部；和控制单元，与热电半导体换热单元和风扇单元均相连，用于根据电池包的温度控制施加于热电半导体的电压和风扇单元的功率。本发明专利技术的电池热管理系统冷却效果好、系统简单和成本较低。

A battery thermal management system for vehicles

The invention provides a vehicle battery thermal management system, which belongs to the battery field. The system comprises a thermoelectric semiconductor heat exchange unit, which comprises a thermoelectric semiconductor, a first air heat exchanger and a second air heat exchanger. One end of the first air heat exchanger is connected with a first air inlet pipe, the other end is connected with a first air outlet pipe, one end of the second air heat exchanger is connected with a second air inlet pipe, and the other end is connected with a second air outlet pipe; one end of the battery pack is connected with a first air inlet pipe The air outlet pipe is connected with the third air outlet pipe at the other end; the fan unit is arranged at the downstream of the third air outlet pipe and the second air outlet pipe to discharge the air flow of the third air outlet pipe and the second air outlet pipe from the outside of the vehicle; and the control unit is connected with the thermoelectric semiconductor heat exchange unit and the fan unit to apply the thermoelectric semi conducting pipe according to the temperature control of the battery pack The voltage of the body and the power of the fan unit. The battery heat management system has good cooling effect, simple system and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种车辆的电池热管理系统
本专利技术涉及电池领域，特别是涉及一种车辆的电池热管理系统。
技术介绍
目前，市售电动车动力电池主要还是以锂离子电池为主，由于锂离子电池的性能对温度的敏感度较高，若温度低于或高于电池组的工作温度区间，电池组的性能将出现较明显的下降。因此，对电池组进行冷却或加热从而使其维持在正常的工作区间范围内就显得十分重要。当前车载电池常用的冷却方式主要有：风冷式、液冷式、直冷式。风冷式动力电池冷却系统是利用散热风扇将来自车厢内部的空气吸入动力电池组中以达到冷却电池的目的，利用这种冷却系统进行电池温度调节时，很大程度上取决于车厢内空气温度，冷却效果不佳，且在低温时需要额外的加热装置对电池加热，发热效率不高，导致动力电池性能不稳定。液冷式、直冷式冷却效果较好，但在低温时也需要额外的加热装置，整个系统复杂、成本高、能耗大。因此，现有的电池热管理系统存在冷却效果差、系统复杂和成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种冷却效果好、系统简单和成本较低的电池热管理系统。特别地，本专利技术提供了一种车辆的电池热管理系统，包括：热电半导体换热单元，包括热电半导体、分别设置于所述热电半导体的相对的第一端和第二端的第一空气换热器和第二空气换热器，所述第一空气换热器的一端连接有用于引入空气的第一进风管路，另一端连接有第一出风管路，所述第二空气换热器的一端连接有用于引入空气的第二进风管路，另一端连接有第二出风管路；电池包，其一端与所述第一出风管路相连，另一端连接有第三出风管路；风扇单元，设置于所述第三出风管路和所述第二出风管路的下游，用于将所述第三出风管路和所述第二出风管路的气流排出所述车辆的外部；和控制单元，与所述热电半导体换热单元和所述风扇单元均相连，用于根据所述电池包的温度控制施加于所述热电半导体的电压和所述风扇单元的功率，以使得所述热电半导体的第一端根据所述电池包的换热要求制热或制冷，并将所述第二端多余的热量或冷量通过所述风扇单元排出所述车辆。可选地，所述风扇单元包括：第一风扇，其进风端与所述第三出风管路和所述第二出风管路均相连；且所述控制单元配置成根据所述电池包的温度控制所述第一风扇的功率。可选地，所述风扇单元还包括：第一进气阀，设置于所述第一风扇对应于所述第二出风管路的进风口处；第二进气阀，设置于所述第一风扇对应于所述第三出风管路的进风口处；所述控制单元还配置成根据所述电池包的温度控制所述第一进气阀和所述第二进气阀的开度。可选地，所述风扇单元包括：第二风扇，其进风端与所述第二出风管路相连；和第三风扇，其进风端与所述第三出风管路相连；且所述控制单元还配置成根据所述电池包的温度控制所述第二风扇和所述第三风扇的功率。可选地，所述风扇单元还包括：第三进气阀和第四进气阀，分别设置于所述第二风扇和所述第三风扇的进风口处；且所述控制单元还配置成根据所述电池包的温度控制所述第三进气阀和所述第四进气阀的开度。可选地，该电池热管理系统还包括：空气过滤器，设置于所述第一进风管路和所述第二进风管路的上游，用于过滤空气。可选地，所述空气过滤器的进风口与所述车辆的乘客舱连通。可选地，所述空气过滤器、所述热电半导体换热单元、所述电池包或所述风扇单元中的一个或者多个均与其相连的管路集成为一体。本专利技术将热电半导体换热单元作为换热单元，由于热电半导体具有制冷和制热两种工作状态，因此可以同时满足电池包的制冷或制热需求。一方面通过热电半导体的第一端加热或冷却空气，进而加热或冷却电池包，另一方面将热电半导体的第二端产生的冷量或者热量排出车辆外部，从而间接保证电池包的加热或冷却效果，因此本专利技术的电池热管理系统的冷却效果好、换热效率高，可以迅速地输出冷风或暖风，使电池包保持在合适工作温度，延长电池包的使用寿命。进一步地，热电半导体换热单元通过空气介质对电池包进行温度调节，相对于现有技术中冷却效果较好的液冷式或直冷式换热系统来说，本专利技术的整个电池热管理系统结构较为简单。进一步地，采用热电半导体换热单元对电池包的温度进行调控，可以直接冷却进入电池包的空气，不受车厢内温度的影响。并且热电半导体换热单元独立工作，既可以制冷，也可以制热，冷却时不再依赖车辆空调系统对电池包温度进行调控，实现了与车辆空调系统的解耦，无需启动压缩机，降低了车辆的能耗；制热时也不需要额外加热装置即可以实现电池包的加热，因此有利于降低成本。更进一步地，由于在第三出风管路和第二出风管路的下游设置风扇单元，可以减小热电半导体冷端与热端的温度差，使其工作在高能效比区域。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术第一个实施例的电池热管理系统的结构示意图；图2是根据本专利技术第二个实施例的电池热管理系统的结构示意图；图3是根据本专利技术第三个实施例的电池热管理系统的结构示意图；图4是根据本专利技术第四个实施例的电池热管理系统的结构示意图。具体实施方式图1是根据本专利技术一个实施例的电池热管理系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术提供了一种车辆的电池热管理系统，其一般性地可以包括热电半导体换热单元30、电池包50、风扇单元70和控制单元100。热电半导体换热单元30包括热电半导体31、分别设置于热电半导体31的相对的第一端和第二端的第一空气换热器33和第二空气换热器32。这里的第一端和第二端是指热电半导体31的换热端，例如施加预设电压于热电半导体31，第一端开始制冷，同时第二端开始制热；相反地，施加反向的预设电压于热电半导体31，则第一端开始制热，同时第二端处制冷。空气经第一端处的第一空气换热器33后被加热或冷却，经第二空气换热器32则相反。第一空气换热器33的一端连接有用于引入空气的第一进风管路20，另一端连接有第一出风管路40，这里空气的来源可以是车辆内部或者外部。第二空气换热器32的一端连接有用于引入空气的第二进风管路80，另一端连接有第二出风管路90，同样的，这里空气的来源可以是车辆内部或者外部。电池包50的一端与第一出风管路40相连，另一端连接有第三出风管路60。风扇单元70设置于第三出风管路60和第二出风管路90的下游，用于将第三出风管路60和第二出风管路90的气流排出车辆的外部。控制单元100与热电半导体换热单元30和风扇单元70均相连，用于根据电池包50的温度控制施加于热电半导体31的电压和风扇单元70的功率，以使得热电半导体31的第一端根据电池包50的换热要求制热或制冷，并将第二端多余的热量或冷量通过风扇单元70排出车辆。这里的控制单元100可以是单独设置的一个控制模块，也可以集成到其他控制器中，例如电池管理系统(BMS)。本实施例将热电半导体换热单元30作为换热单元，由于热电半导体31具有制冷和制热两种工作状态，因此可以同时满足电池包50的制冷或制热需求。一方面通过热电半导体31的第一端加热或冷却空气，进而加热或冷却电池包50，另一方面将热电半导体31的第二端产生的冷量或者热量排出车辆外部，从而间接保证电池包5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆的电池热管理系统，其特征在于，包括：热电半导体换热单元，包括热电半导体、分别设置于所述热电半导体的相对的第一端和第二端的第一空气换热器和第二空气换热器，所述第一空气换热器的一端连接有用于引入空气的第一进风管路，另一端连接有第一出风管路，所述第二空气换热器的一端连接有用于引入空气的第二进风管路，另一端连接有第二出风管路；电池包，其一端与所述第一出风管路相连，另一端连接有第三出风管路；风扇单元，设置于所述第三出风管路和所述第二出风管路的下游，用于将所述第三出风管路和所述第二出风管路的气流排出所述车辆的外部；和控制单元，与所述热电半导体换热单元和所述风扇单元均相连，用于根据所述电池包的温度控制施加于所述热电半导体的电压和所述风扇单元的功率，以使得所述热电半导体的第一端根据所述电池包的换热要求制热或制冷，并将所述第二端多余的热量或冷量通过所述风扇单元排出所述车辆。

【技术特征摘要】
1.一种车辆的电池热管理系统，其特征在于，包括：热电半导体换热单元，包括热电半导体、分别设置于所述热电半导体的相对的第一端和第二端的第一空气换热器和第二空气换热器，所述第一空气换热器的一端连接有用于引入空气的第一进风管路，另一端连接有第一出风管路，所述第二空气换热器的一端连接有用于引入空气的第二进风管路，另一端连接有第二出风管路；电池包，其一端与所述第一出风管路相连，另一端连接有第三出风管路；风扇单元，设置于所述第三出风管路和所述第二出风管路的下游，用于将所述第三出风管路和所述第二出风管路的气流排出所述车辆的外部；和控制单元，与所述热电半导体换热单元和所述风扇单元均相连，用于根据所述电池包的温度控制施加于所述热电半导体的电压和所述风扇单元的功率，以使得所述热电半导体的第一端根据所述电池包的换热要求制热或制冷，并将所述第二端多余的热量或冷量通过所述风扇单元排出所述车辆。2.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述风扇单元包括：第一风扇，其进风端与所述第三出风管路和所述第二出风管路均相连；且所述控制单元配置成根据所述电池包的温度控制所述第一风扇的功率。3.根据权利要求2所述的电池热管理系统，其特征在于，所述风扇单元还包括：第一进气阀，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭灵聪，杨林，陈渊博，
申请(专利权)人：宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33