一种电动汽车电池包液冷系统及其简易控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车电池包液冷系统，包括电池包(1)、液冷板(2)、可调速水泵(3)、散热器(4)、可调速风扇(5)、控制器(6)和温度采集模块(7)，所述液冷板(2)与电池包(1)紧密贴合并用于冷却电池包(1)，所述可调速风扇(5)位于散热器(4)附近且用于促进散热器(4)向外界环境的散热，所述温度采集模块(7)用于采集电池包(1)表面若干位置的温度值，本发明专利技术还公开了基于该冷却系统的简易控制方法，包括步骤S1获得电池包温度最大值、步骤S2比较电池包温度最大值与电池温度上限值之间的关系并进行转速调节、等待并返回步骤S1等步骤，所述冷却系统结构简单、运行可靠，相应的控制方法环境和工况适应性好、逻辑简单、可靠性高、节能效果显著。著。著。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车电池包液冷系统及其简易控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车，特别涉及一种电动汽车电池包液冷系统及其简易控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车因具有绿色环保和舒适高效等优点而得到了迅速发展。电动汽车通常使用锂离子动力电池包供能。锂离子电池包工作过程中会产生大量热量并导致其自身温度上升，故需要采取散热措施使电池包的温度不至于太高，否则将导致电池包的性能下降甚至带来安全隐患。目前主流的电动汽车一般采取液冷的方式为电池包散热，其中经济型电动汽车的液冷方式是，冷却剂流经液冷板与电池包换热，温度上升后的冷却剂流入散热器，在风扇的帮助下将热量散发至外界空气中，降温后的冷却剂再回到液冷板继续循环。
[0003]当前公知的电动汽车冷却技术中，对冷却系统的结构和运行控制的技术方案较多，但大多忽略了冷却系统自身的能耗，而冷却系统自身的能耗也对电动汽车的续航里程具有较大影响。电动汽车液冷系统工作过程自身的水泵和风扇等动力设备也要消耗大量的电量，其中通常水泵的功率为数百瓦，风扇的功率为数十瓦，而且这些动力设备的功率随着其转速的上升而急剧增大，在转速的大部分范围内，同一动力设备的功率比大致等于其转速比的立方。一般地，在其他条件不变的情况下，增大某一种动力设备的转速均有助于强化电池包的冷却。但是在不同环境和工况下，某种动力设备的转速增大一定比例所带来的电池包冷却能力提升程度是不一样的。因此，有必要根据实际情况，对电池包进行较优的在线冷却控制，既达到电池包的冷却效果又尽可能地降低冷却系统自身的耗能。
专利技术内容
[0004]本专利技术的目的在于提供一种结构简单、运行可靠的电动汽车电池包冷却系统，并提供一种相应的环境和工况适应性好、逻辑简单、可靠性高、节能效果显著的电动汽车电池包冷却控制方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案是：根据本专利技术的一个方面，提供一种电动汽车电池包液冷系统，包括电池包、液冷板、可调速水泵、散热器、可调速风扇、控制器和温度采集模块，所述液冷板与电池包紧密贴合并用于冷却电池包，所述可调速风扇位于散热器附近且用于促使外界环境空气流动以实现散热器向外界环境的散热，所述温度采集模块包括若干固定于电池包表面的温度传感器以采集电池包表面若干位置的温度值；所述液冷板通过管道依次与可调速水泵和散热器相连并构成回路，所述回路中填充冷却剂；所述控制器分别与可调速水泵、可调速风扇和温度采集模块电性连接，用于获得温度采集模块中各传感器温度点位采集得到的温度值并调节可调速水泵和可调速风扇的转速。
[0006]根据本专利技术的另一个方面，提供一种应用于所述电动汽车电池包液冷系统的简易控制方法，通过查阅设计资料确定电池包内电池温度上限值Tc；确定可调速水泵的最小许可转速值M
min
和最大许可转速值M
max
，确定可调速风扇的最小许可转速值N
min
和最大许可转
速值N
max
；分别确定可调速水泵和可调速风扇的单次转速调节幅度ΔM和ΔN，其中ΔM＝(M
max
‑
M
min
)/m，ΔN＝(N
max
‑
N
min
)/n，m和n均为大于5的整数；在电池包启动的初始时刻，设置可调速水泵的转速M＝M
min
，设置可调速风扇的转速N＝N
min
；电池包启动之后，按以下步骤进行控制：
[0007]步骤S1、读取温度采集模块中各传感器温度点位采集得到的电池包温度值，并比较得到其最大值T；
[0008]步骤S2、读取当前可调速水泵的转速M和可调速风扇的转速N，比较步骤S1获得的电池包温度最大值T与电池温度上限值Tc之间的关系：
[0009](1)若T≤Tc且M>M
min
，则将可调速水泵的转速M下降ΔM；
[0010](2)若T≤Tc，M＝M
min
且N>N
min
，则将可调速风扇的转速N下降ΔN；
[0011](3)若T≤Tc，M＝M
min
且N＝N
min
，则不执行操作；
[0012](4)若T>Tc且N<N
max
，则将可调速风扇的转速N升高ΔN；
[0013](5)若T>Tc，N＝N
max
且M<M
max
，则将可调速水泵的转速M升高ΔM；
[0014](6)若T>Tc，M＝M
max
且N＝N
max
，则不执行操作；
[0015]步骤S3、等待Δt的时间，然后返回步骤S1，其中Δt位于20秒至120秒之间。
[0016]本专利技术的有益效果在于：该电动汽车电池包液冷系统结构简单、运行可靠，仅包括电池包、液冷板、可调速水泵、散热器、可调速风扇、控制器和温度采集模块，其中液冷板通过管道依次与可调速水泵和散热器相连并构成回路，整个液冷系统的动力设备只有一台可调速水泵和一台可调速风扇，没有复杂的阀门结构和精密昂贵的电子元器件。该电动汽车电池包液冷系统简易控制方法的环境和工况适应性好、逻辑简单、可靠性高、节能效果显著。控制方法仅依赖温度采集模块进行测量，执行则只包括可调速水泵和可调速风扇的转速调节，且充分考虑到了通常转速范围内水泵运行能耗远高于风机运行能耗这一事实。当电池包温度最大值小于或等于温度上限时，优先降低能耗水平较高的水泵的转速，只有当水泵的转速下降至其最低许可值时才降低风扇的转速；当电池包温度最大值大于温度上限时，优先升高能耗水平较低的风扇的转速，只有当风扇的转速风扇至其最高许可值时才升高水泵的转速；执行转速调节后，等待固定的时间间隔，使调节手段发挥一定的作用后再进行下一个温度比较和转速调节循环。由于一个控制循环的耗时较少，故能够在电池包液冷系统运行过程中，根据实际情况灵活迅速调节；每次水泵或风机的转速调节幅度恒定，故即使单次调节动作仍未调节到位，则很快进入下一控制循环继续调节，直至温度达到要求或水泵、风机转速均调节至其极限许可值。因此即使存在一定的调节控制滞后性，但由于每个控制循环的耗时很短，仍然可以在一个较短的时间经多次动态调节得到足够的转速调节量。
附图说明
[0017]附图1为本专利技术实施例中电动汽车电池包液冷系统的结构示意图。
[0018]附图2为本专利技术实施例中电动汽车电池包简易控制方法的流程图。
实施例
[0019]下面结合附图以具体实施例来对本专利技术做进一步的说明。
[0020]如附图1所示，一种电动汽车电池包液冷系统，包括电池包1、液冷板2、可调速水泵3、散热器4、可调速风扇5、控制器6和温度采集模块7，所述液冷板2与电池包1紧密贴合并用于冷却电池包1，所述可调速风扇5位于散热器4附近且用于促使外界环境空气流动以实现散热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电池包液冷系统，其特征在于，包括电池包(1)、液冷板(2)、可调速水泵(3)、散热器(4)、可调速风扇(5)、控制器(6)和温度采集模块(7)，所述液冷板(2)与电池包(1)紧密贴合并用于冷却电池包(1)，所述可调速风扇(5)位于散热器(4)附近且用于促使外界环境空气流动以实现散热器(4)向外界环境的散热，所述温度采集模块(7)包括若干固定于电池包(1)表面的温度传感器以采集电池包(1)表面若干位置的温度值；所述液冷板(2)通过管道依次与可调速水泵(3)和散热器(4)相连并构成回路，所述回路中填充冷却剂；所述控制器(6)分别与可调速水泵(3)、可调速风扇(5)和温度采集模块(7)电性连接，用于获得温度采集模块(7)中各传感器温度点位采集得到的温度值并调节可调速水泵(3)和可调速风扇(5)的转速。2.应用于权利要求1所述电动汽车电池包液冷系统的简易控制方法，其特征在于，通过查阅设计资料确定电池包内电池温度上限值Tc；确定可调速水泵(3)的最小许可转速值M
min
和最大许可转速值M
max
，确定可调速风扇(5)的最小许可转速值N
min
和最大许可转速值N
max
；分别确定可调速水泵(3)和可调速风扇(5)的单次转速调节幅度ΔMM和ΔMN，其中ΔMM((M
max
‑
M
min
)/m，ΔN((N
max
‑
N
min

【专利技术属性】
技术研发人员：张翮辉，邓畅，常春平，游浩林，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：