车用电池热管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车用电池热管理系统，包括由电池单元组成的电池包，且电池单元之间填充有冷却液；冷却液的入口和出口分别连接到两个管路中从而组成大循环和小循环，大循环连接主热交换器，小循环连接制冷单元，大循环与小循环管路交接的位置设置有阀门，大循环管路与小循环管路上设置有驱动冷却液流动的泵；另外还包括一个控制单元，采集电池包中温度传感器的信号，并且控制其他部件。本实用新型专利技术能够使得电池始终处于合适的温度环境中，从而延长了电池系统的使用寿命，保证了电池系统的安全，降低了电池系统的使用成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种车用电池热管理系统。
技术介绍
近年来，由于面临能源成本的压力以及政府和消费者对于环保的日益 重视，混合动力汽车和电动汽车以其能够大幅减少或消除尾气排放和降低 能耗的优点，引起众多汽车生产厂家的重视，并纷纷投入巨资研发和推广。 然而，动力电池技术却极大的制约了混合动力汽车和电动汽车的推广，成 为新能源汽车发展的瓶颈。动力电池作为能量存储器件，在混合动力汽车和电动汽车中起到异常 关键作用，其性能好坏极大的影响整车的性能。动力电池由多个电池单体进行串并联后组成，目前的动力电池单体在极端低温(小于-30°C)和极端 高温(大于5(TC)的环境下都无法正常工作，导致以动力电池为能量来源 的车辆此时也无法正常工作，使车辆无法达到全天候运行的要求，和传统 汽车相比其使用有较大局限性。另外，目前的动力电池由几十或几百个电池单体串并联组成，如果某 一电池因老化或其他原因造成单体性能下降，就会造成整个动力电池的性 能大幅下降，如果某一电池单体失效，就有可能造成整个动力电池的失效。 这样就给动力电池的维护带来很大麻烦如果任一电池单体失效，就必须 更换整个电池包，同时由于目前电池本身价格昂贵，这样就导致了电池的护成本居高不下。造成电池单体性能不一致有很多原因，而其中一个重要 的原因就是各电池单体的温度不均衡，导致温度过高的电池单体加速老化 或失效。另外，动力电池与其它系统之间的大功率能量交换(包括能量注入电池 包或能量从电池包输出)，以及电池包部分电路发生故障(如短路)时，电 池包可能因过热而引起性能的恶化甚至引起电池包爆炸的严重事故，给车 辆的运行造成了安全隐患。上述问题的存在都严重制约了混合动力汽车和电动汽车的推广使用， 动力电池目前已经成为新能源汽车发展的瓶颈，全球各大汽车厂商和科研 机构也纷纷投入大量资金和人力到动力电池的研究工作上去，但就目前的 电池技术发展来看，短时间内解决动力电池单体技术的问题仍然非常困难。本技术中所说的汽车包括电动汽车和混合动力汽车。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种车用电池热管理系统，能 够使得电池系统始终保持在良好的工作环境中，延长电池系统的寿命，保 证电池系统的安全，降低电池系统的使用成本。为解决上述技术问题，本技术车用电池热管理系统的技术方案是， 包括电池包，所述电池包内设置有相互电连接的电池单元，所述电池单元 由一个或相互电连接的多个电池单体组成，所述电池包密封封装，每个电 池单元的大部分或全部都被填充有冷却液的空隙所包围，且所有填充有冷却液的空隙都相互连通，所述填充有冷却液的空隙中设置有温度传感器， 所述电池包上设置有冷却液的入口和出口 ，所述电池包内设置有浸入在冷却液中的加热单元；所述冷却液的入口和出口分别连接到两个管路中从而组成两个循环， 分别是大循环和小循环，所述大循环是所述电池包冷却液的入口和出口与 主热交换器组成的循环管路，所述小循环是所述电池包冷却液的入口和出 口与管路中串联连接的制冷单元组成的循环管路，所述大循环与小循环管 路交接的位置设置有阀门，所述大循环管路与小循环管路上设置有驱动冷 却液流动的泵；还包括一个控制单元，所述控制单元采集所述温度传感器的信号，并 且控制所述制冷单元和加热单元的工作状态，并控制所述阀门以选择大循 环管路或者是小循环管路。本技术能够使得电池始终处于一个合适的温度环境中，从而延长 了电池系统的使用寿命，保证了电池系统的安全，降低了电池系统的使用 成本。以下结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明附图为本技术车用电池热管理系统的结构示意图。具体实施方式本技术车用电池热管理系统的结构如附图所示，包括电池包，所述电池包内设置有相互电连接的电池单元，所述电池单元由一个或相互电连接的多个电池单体组成，所述电池包密封封装，每个电 池单元的大部分或全部都被填充有冷却液的空隙所包围，且所有填充有冷 却液的空隙都相互连通，所述填充有冷却液的空隙中设置有温度传感器， 所述电池包上设置有冷却液的入口和出口 ，所述电池包内设置有浸入在冷却液中的加热单元；所述冷却液的入口和出口分别连接到两个管路中从而组成两个循环， 分别是大循环和小循环，所述大循环是所述电池包冷却液的入口和出口与 主热交换器组成的循环管路，所述小循环是所述电池包冷却液的入口和出 口与管路中串联连接的制冷单元组成的循环管路，所述大循环与小循环管 路交接的位置设置有阀门，所述大循环管路与小循环管路上设置有驱动冷 却液流动的泵；其中主热交换器就是现有汽车上的热交换系统，其只在汽 车启动之后，由汽车发动机带动工作；其中主热交换器的一般制冷和制热 的功率较大，制冷可以使用空调压縮机系统，制热可以采用发动机的冷却 循环用水加热或电加热。还包括一个控制单元，所述控制单元采集所述温度传感器的信号，并 且控制所述制冷单元和加热单元的工作状态，并控制所述阀门以选择大循 环管路或者是小循环管路。所述电池包外层还设置有绝热套。所述车用电池热管理系统中还设置有太阳能电池。所述浸入冷却液中的加热单元为一个或多个，且该多个加热单元在所 述电池包内均匀分布。所述电池包中的温度传感器为一个或多个，且均匀分布在所述电池包中。所述加热单元为电加热单元，例如在加热单元采用电热丝或PTC。所述制冷单元为采用压縮机的制冷单元，这是目前最常规的制冷装置 的结构，广泛应用于例如空调、冰箱等需要进行制冷的场合。所述制冷单元还可以是采用半导体制冷装置的制冷单元。这种制冷装 置体积小，并且由于没有机械运动部件，不会产生机械噪音，已经被应用 于一些小型冰箱上，在本专利技术的制冷单元中也可以采用。本技术车用电池热管理系统的工作方法是，当汽车未启动时，以及在汽车启动运行初期，主热交换器循环回路中 的冷却液还未经过足够的预热或预冷，尚不能实现调节电池包温度功能时， 如果电池温度处于使电池单体正常工作且性能良好的温度水平，所述控制 单元根据电池包中温度传感器的温度信息控制制冷单元、加热单元以及驱 动冷却液流动的泵的不工作；如果电池温度高于使电池单体正常工作且性 能良好的温度水平，所述控制单元对阀门进行切换，使得所述冷却液在小 循环管路中循环，并根据电池包中温度传感器的温度信息控制制冷单元以 及驱动冷却液流动的泵的工作，使得电池包中冷却液的温度降低至使电池 单体正常工作且性能良好的温度水平；如果电池温度低于使电池单体正常 工作且性能良好的温度水平，所述控制单元根据电池包中温度传感器的温 度信息控制加热单元工作，使得电池包中冷却液的温度升高至使电池单体 正常工作且性能良好的温度水平；当汽车启动运行后，主热交换器循环回路中的冷却液已经过足够的预 热或预冷后，循环回路已能实现调节电池包温度功能时，所述控制单元对 阀门进行切换，使得冷却液在大循环管路中循环，并根据电池包中温度传 感器的温度信息控制所述主热交换器及驱动冷却液流动的泵的工作，使得 电池包中冷却液的温度保持在使电池单体正常工作且性能良好的温度水 平。汽车未启动时，以及在电池包中冷却液的温度过低情况下的汽车刚刚 启动时，汽车发动机的温度尚未升高到足够高。如果电池包中冷却液的温 度过低，而此时汽车发动机的温度不足以提高电池包中冷却液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用电池热管理系统，其特征在于，包括：　电池包，所述电池包内设置有相互电连接的电池单元，所述电池单元由一个或相互电连接的多个电池单体组成，所述电池包密封封装，每个电池单元的大部分或全部都被填充有冷却液的空隙所包围，且所有填充有冷却 液的空隙都相互连通，所述填充有冷却液的空隙中设置有温度传感器，所述电池包上设置有冷却液的入口和出口，所述电池包内设置有浸入在冷却液中的加热单元；　所述冷却液的入口和出口分别连接到两个管路中从而组成两个循环，分别是大循环和小循环，所述大 循环是所述电池包冷却液的入口和出口与主热交换器组成的循环管路，所述小循环是所述电池包冷却液的入口和出口与管路中串联连接的制冷单元组成的循环管路，所述大循环与小循环管路交接的位置设置有阀门，所述大循环管路与小循环管路上设置有驱动冷却液流动的泵；　还包括一个控制单元，所述控制单元采集所述温度传感器的信号，并且控制所述制冷单元和加热单元的工作状态，并控制所述阀门以选择大循环管路或者是小循环管路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢万成，陈贤章，陈长飞，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[]