一种温度可控的电池模组及其温度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种温度可控的电池模组及其温度控制方法，包括壳体、多个电芯和控制板，多个电芯间隔布置于壳体内，相邻电芯之间布置有用于换热的风道间隙，风道间隙的进口和/或出口依次布置有加热片和风扇，电芯上设有电芯温度传感器，控制板分别与多个电芯、电芯温度传感器、加热片和风扇连接。本发明专利技术结构简单，可快速对电芯进行自加热和冷却，对电芯的温度控制更加高效。

【技术实现步骤摘要】
一种温度可控的电池模组及其温度控制方法
本专利技术涉及汽车电池
，具体涉及一种温度可控的电池模组及其温度控制方法。
技术介绍
随着电动汽车技术的发展，动力电池在车辆上得到了广泛应用。车辆通常需要能够在-20度到60度范围内工作，而目前的动力电池组通常无法满足如此宽的工作温度范围。因此需要在高温时对电池组进行冷却，在低温时对电池组进行加热，以保障动力电池稳定高效的运行。对于目前主流的电池模组，当模组温度过高时，需要通过冷却液冷板中的介质，再通过电池热管理系统中的液冷板接触模组底部，实现模组降温；当模组温度过低时，需要通过加热液冷板中的介质，再通过电池热管理系统中的液冷板接触模组底部，实现模组升温。这样的模组升温和降温方式，对电池系统的依赖程度很高，且升温降温效率低；并且，在一些特殊结构中，会出现某些模组接触不到或者局部接触不到液冷板的情况，导致温度控制不均匀；与此同时，上述通过液冷板升温降温的方式需要在电池包中设计复杂的热管理部件，且对电池包的密封性要求严格。CN108123187A公开了一种分布式冷却系统，包括有电池箱体，电池箱体内设有电芯，多个电芯构成一组电池模块，电池箱体内设有一组以上电池模块，每组电池模块对应设有一个或一组风扇，每个风扇或每组风扇可独立调节风力强度，电池箱体内设有温度反馈装置及风扇控制装置，温度反馈装置连接并测量电池模块内电芯的温度，并将信号反馈至风扇控制装置，风扇控制装置连接并调节对应电池模块的风扇的风力强度，使得各个电池模块之间温度更均衡，使电池箱体内各电池模块达到统一的温度控制目标。所述风扇进风口处设有制冷器或加热器，辅助调节进风口温度。上述方案是在密封的电池箱体内对其中的每个模组进行温控，因此加热或冷却的气流是在不同模组之间进行输送和热量转移，最终的效果只是使电池模组之间温度更均衡，并不能将加热或冷却气流直接深入到模组内部，与模组内部的电芯直接接触进行热量交换，进而快速实现电芯温度的控制和均衡；而且风扇进风口处的气体需要先经过加热或冷却处理，再输送到模组之间，因而对电芯的加热或冷却效率较低。CN106374166A公开了一种用于新能源电动汽车的双温控抗震型电池系统，并具体公开了：在相邻的两个电池单体之间设置有PTC加热片，在电池箱体的右侧开设有第一排气口，第一排气口设置有第一滤网和第一排风扇；在电池箱体的左侧开设有第二排气口，第二排气口设置有第二滤网和第二排风扇。当温度传感器检测的温度大于设定高温阈值时，控制器控制第一排风扇、第二排风扇同时开启，对电池箱体内部进行通风散热，当温度传感器检测的温度小于设定低温阈值时，控制器控制PTC加热片导通，以提升电池箱体内的温度。上述方案中PTC加热片设置在相邻的单体之间，因此，PTC布置个数较多，且相应与每个PTC连接的控制器连接线路繁琐，即整个升温控制的结构和制备工艺复杂；而且所有PTC中任何一个出现故障会导致相应单体温控出现问题，影响整个电池箱内单体的一致性。另外，通风散热过程无法对每个电芯进行吹扫，而是靠箱体内冷空气的对流对单体进行降温，因而降温效率较低。CN206349463U公开了一种电池包热管理系统风道结构，包括风道、风扇、蒸发器和PTC加热器，其中所述风道一端安装制冷部件蒸发器和PTC加热器组成电池包热管理系统的换热系统，风道两侧各安装有四个电池模组，风扇内置于风道内部，八个电池模组各对应一个风扇，风扇通过固定螺栓安装在风机上，风扇跟风道之间还安装有密封垫片。同上述现有技术一类似，上述方案是在密封的电池包内对其中的每个模组进行温控，因此加热或冷却的气流是在不同模组之间进行输送和热量转移，虽然可以使电池模组之间温度更均衡，但并不能将加热或冷却气流直接深入到模组内部，与模组内部的电芯直接接触进行热量交换，进而快速实现电芯温度的控制和均衡。而且上述方案中，升温时，首先通过电池包内非模组所在区域进行PTC加热，相应的空气被加热后，通过8个风扇的扰流作用将热空气慢慢吹扫到每个模组周围，因而升温效率低；降温时，同样需要首先通过电池包内非模组所在区域进行蒸发器加热，相应的空气被冷却后，通过8个风扇的扰流作用将冷空气慢慢吹扫到每个模组周围，因而降温效率也低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种温度可控的电池模组及其温度控制方法，结构简单，可快速对电芯进行自加热和冷却，对电芯的温度控制更加高效。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种温度可控的电池模组，包括壳体、多个电芯和控制板，多个电芯间隔布置于壳体内，相邻电芯之间布置有用于换热的风道间隙，风道间隙的进口和/或出口依次布置有加热片和风扇，电芯上设有电芯温度传感器，控制板分别与多个电芯、电芯温度传感器、加热片和风扇连接。按照上述技术方案，壳体包括前端板、后端板、左侧板和右侧板，左侧板和右侧板相对布置，前端板的两端分别与左侧板和右侧板的一端连接，后端板的两端分别与左侧板和右侧板的另一端连接，加热板贴合于左侧板和/或右侧板的外侧。按照上述技术方案，加热片、左侧板和右侧板上均为栅格结构。按照上述技术方案，左侧板和右侧板的外侧均布置有安全罩，风扇固设于安全罩上，布置于安全罩和加热片之间。按照上述技术方案，端板上设有高压输出极，高压输出极与电芯连接。按照上述技术方案，加热片为碳纤维加热片、陶瓷加热片、PTC片、硅胶加热片或导电银胶加热片中的一种。按照上述技术方案，控制板为PCBA控制板。按照上述技术方案，每个电芯上设有三个电芯温度传感器，用于分别测试电芯头部温度T1，尾部温度T2和中间温度T3。一种采用以上所述的温度可控的电池模组的温度控制方法，每个电芯上设有三个电芯温度传感器，用于分别测试电芯头部温度T1，尾部温度T2和中间温度T3，所述的温度控制方法包括以下步骤：当电芯所在高压回路电流I大于高压回路电流预设值，并超过预设时间t时，进入制冷工况；当电芯温度T1、T2以及T3中的任意一个大于预设上限温度T0时，进入制冷工况。当电芯温度T1、T2以及T3中的任意一个小于于预设下限温度T0’时，进入制热工况。当电芯温度T1、T2以及T3均同时满足大于等于T0’和小于等于T0时，退出制热工况或制冷工况。按照上述技术方案，当电池模组需要进入制热工况时，控制板控制加热片开启，相应风扇反转，风扇向电芯内部吹风，将加热片产生的热量吹入壳体内部；当电池模组需要进入制冷工况时，控制板控制电扇正转，从电芯内部向壳体外部抽风，将电芯内部的热量带出实现制冷；或者，控制板控制电扇反转，风扇向电芯内部吹风，将壳体外的冷空气带入电芯内部实现制冷。本专利技术具有以下有益效果：专利技术的模组结构内部自身就设计了加热片，当需要升温时，模组内部的加热可以首先使模组自身的部分区域升温，然后通过风扇扰流作用，将自加热产生的热气流直接吹扫穿过电芯的风道间隙与电芯进行热交换，使整个模组快速升温；当需要降温时，采用外部冷气流直接吹扫穿过电芯的风道间隙与电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度可控的电池模组，其特征在于，包括壳体、多个电芯和控制板，多个电芯间隔布置于壳体内，相邻电芯之间布置有用于换热的风道间隙，风道间隙的进口和/或出口依次布置有加热片和风扇，电芯上设有电芯温度传感器，控制板分别与多个电芯、电芯温度传感器、加热片和风扇连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种温度可控的电池模组，其特征在于，包括壳体、多个电芯和控制板，多个电芯间隔布置于壳体内，相邻电芯之间布置有用于换热的风道间隙，风道间隙的进口和/或出口依次布置有加热片和风扇，电芯上设有电芯温度传感器，控制板分别与多个电芯、电芯温度传感器、加热片和风扇连接。


2.根据权利要求1所述的温度可控的电池模组，其特征在于，壳体包括前端板、后端板、左侧板和右侧板，左侧板和右侧板相对布置，前端板的两端分别与左侧板和右侧板的一端连接，后端板的两端分别与左侧板和右侧板的另一端连接，加热板贴合于左侧板和/或右侧板的外侧。


3.根据权利要求2所述的温度可控的电池模组，其特征在于，加热片、左侧板和右侧板上均为栅格结构。


4.根据权利要求2所述的温度可控的电池模组，其特征在于，左侧板和右侧板的外侧均布置有安全罩，风扇固设于安全罩上，布置于安全罩和加热片之间。


5.根据权利要求2所述的温度可控的电池模组，其特征在于，端板上设有高压输出极，高压输出极与电芯连接。


6.根据权利要求1所述的温度可控的电池模组，其特征在于，加热片为碳纤维加热片、陶瓷加热片、PTC片、硅胶加热片或导电银胶加热片中的一种。


7.根据权利要求1所述的温度可控的电池模组，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙曦，朱禹，孙章勇，姜洋，赵晓凤，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42