用于油电混合动力汽车的动力电池温控系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提出了一种用于油电混合动力汽车的动力电池温控系统和控制方法。该温控系统包括内置有电子组件的电池箱，电池箱上设有进气口和出气口，外界气体经用于给汽车的发动机提供气体的增压系统和设置于车体上的空气压缩系统两者之一后，可连通电池箱的进气口；动力电池温控系统还包括根据环境参数控制增压系统和/或空气压缩系统的工作状态的控制模块，以便启动相应预热系统或冷却系统对电子组件进行预热或冷却；该温控系统充分利用了整车自身的配套设备为电池箱提供加热和冷却气源，能够省去电池系统必需的专用加热和冷却设备，减小对整车空间的占据，符合整车设计原则，且利用高压气体的压力驱动气体在电池箱内自动流动，无需设置额外的换热动力部件，可以减少能量的消耗，降低汽车的使用成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源汽车
，特别涉及ー种用于油电混合动カ汽车的动カ电池温控系统及控制方法。
技术介绍
目前，动カ电池作为汽车主要的储能部件，更是新能源汽车的关键部件，动カ电池的好坏决定着新能源汽车的成本及使用性能。车用动カ电池在充、放电过程中产生大量的热量，可能引起电池模块内部的单体电池出现热失控现象，并使各単体或模块之间产生非常严重的不均衡现象，从而造成各单体间性能的不匹配，进ー步导致电池模块过早失效。因此，需要采取一定的温控措施保证电池系统工作在适宜的温度。 现有技术中车用动カ电池的冷却主要采用自然冷却、风冷和液冷；电池系统的预热主要利用专门的电热加热装置通过导热片将热量传递给电池模块或单体。风冷主要是采用电动风扇在外部对电池包整体或在电池箱体内对密封的整体模块进行吹风，将环境空气和电池箱内的空气进行流通，对电池降温。液冷主要在电池包内部各模块间安装液体冷却片和冷却管道，并加装冷却液驱动设备，利用循环流动的冷却液对电池模块降温。综上所述，现有技术对动力电池的冷却和预热都需要增加额外的相应设备，如カロ装风扇、体积较大的通风管道、泵等以驱动冷却介质循环流动；加装电热器以对循环介质加热；加装散热器对冷却液散热。这样，相应增加了系统的结构复杂性，在整车安装空间有限的条件下，需要重新设计安装位置。并且，増加额外的设备需要消耗额外的能量进行驱动，増加整车系统的能量消耗。因此，如何提供一种动カ电池温控系统，该装置占据整车空间比较小，且工作能量消耗比较低，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种用于油电混合动カ汽车的动力电池温控系统，该系统占据整车空间比较小，且工作能量消耗比较低。此外，本专利技术还提供了一种用于上述温控系统的控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了ー种用于油电混合动カ汽车的动カ电池温控系统，包括内置有电子组件的电池箱，所述电池箱上设有进气口和出气ロ，外界气体经用于给所述汽车的发动机提供气体的增压系统和设置于车体上的空气压缩系统两者之一后，可连通所述电池箱的进气ロ ；所述动カ电池温控系统还包括根据所述电子组件的环境參数控制所述增压系统和/或所述空气压缩系统的工作状态的控制模块，以便启动相应预热系统或冷却系统对所述电子组件进行预热或冷却。优选地，所述增压系统包括发动机涡轮增压器、空气滤清器和中冷器，当电池箱处于预热状态时，所述增压器的第一进气ロ连通所述空气滤清器的出气ロ，所述空气滤清器的进气ロ连接外界空气；所述增压器的第一出气ロ连通中冷器的进气ロ，所述中冷器的出气ロ连接所述电池箱的进气ロ。优选地，所述空气压缩系统包括空气压缩机和储气罐，当所述电池箱处于降温状态时，所述储气罐的出气ロ连通所述电池箱的进气ロ。优选地，所述储气罐、所述中冷器、所述电池箱三者连通管道上设置有三通电控阀；当所述电池箱处于预热状态时，所述 中冷器的出气ロ与所述电池箱的进气ロ通过所述三通电控阀连通，所述储气罐与所述电池箱的连通管路断开；当所述电池箱处于降温状态时，所述储气罐的出气ロ与所述电池箱的进气ロ通过所述三通电控阀连通，所述中冷器与所述电池箱的连通管路断开。优选地，还包括检测所述中冷器的出ロ气体温度T2和压强P2、空气压缩机的出ロ气体温度T3和压强P3、电子组件的平均温度Tm、外界大气压力Pa各信号的检测模块和控制模块；所述控制模块根据各所述信号，发送控制指令于所述三通电控阀，以控制所述三通电控阀的相应阀ロ的开启或关闭。优选地，所述控制模块包括电池管理系统BMS、发动机电子控制単元E⑶和整车控制器HCU ;三者之间通过CAN总线实现数据传输。优选地，所述电池箱的出气ロ与外界连通管道上还设置有单向阀，以便气体由所述出气ロ流向外界，并防止外界空气直接回流至电池箱中。本专利技术中在控制模块的控制下利用汽车整机自身所具有的增压系统或/和空气压缩系统为电池箱中的电子组件提供预热或冷却所需的高温或低温气体，与现有技术设置风扇、冷却液管道等部件相比，本专利技术所提供的动カ电池温控系统中用于换热的气体经增压系统或/和空气压缩系统后，气体的压カ均高于大气压力，也就是说通入电池箱的进气ロ的气体为高压气体，因此电池箱进气口和出气ロ之间存在一定的气体压力差，在该压カ差的作用下，气体自动由进气ロ流向出气ロ，气体在流动过程中完成与电池组内部的电子组件的热量传递，从而对电子组件充分起到热交换的作用。本专利技术的动カ电池温控系统充分利用了整车自身的配套设备为电池箱提供具有一定压カ的换热气体，能够减小对整车空间的占据，减轻整车整体重量，符合整车设计原贝U，并且，利用高压气体的压カ驱动气体在电池箱内自动流动，无需设置额外的换热气体驱动设备，可以减少能量的消耗。另外，本专利技术中的动カ电池温控系统可以完全利用空气对电子组件进行加热和冷却，可以完全避免现有技术中的冷却液泄漏问题。在上述动カ电池温控系统的基础上，本专利技术还提供了一种温控系统的控制方法，首先实时检测动カ电池温控系统的环境參数；其次根据所述环境參数控制所述增压系统和/或所述空气压缩系统启动相应预热系统或冷却系统对所述电子组件进行预热或冷却。优选地，所述环境參数包括动カ电池温控系统中预热系统的出口气体温度T2和压强P2、冷却系统的出ロ气体温度T3和压强P3、电子组件的平均温度Tm、外界大气压力Pa,具体步骤如下SI :实时检测动カ电池温控系统中预热系统的出口气体温度T2和压强P2、冷却系统的出ロ气体温度T3和压强P3、电子组件的平均温度Tm、外界大气压力Pa ；S2:判断电子组件的平均温度Tm是否处于正常工作范围内，即Tm是否处于预设最低工作温度Tmin与预设最高工作温度Tmax范围内；如果是，则执行步骤S3，否则执行步骤S4；S3 :根据第一预定策略启动动力电池系统；S4 :根据第二预定策略启动动カ电池温控系统。优选地，步骤S3中的所述第一预定策略包括以下步骤S31 :判断电子组件的平均温度Tm是否不大于冷却系统启动最低温度Te ;如果是，执行步骤S32 ;否则，执行步骤S33 ；S32 :关闭动力电池温控系统中各阀门，然后执彳丁步骤S34 ； S33 :根据第一预定分策略启动汽车的动力电池系统；S34 :连接并启动动力电池系统，进入混合动カ驱动模式。优选地，步骤S33中的所述第一预定分策略包括以下步骤S331 :判断冷却系统的出ロ气体压强P3是否大于外界大气压Pa ;如果是，执行步骤S332 ;否则，执行步骤S32 ；S332 :判断冷却系统的出ロ气体温度T3是否不大于预设最高工作温度Tmax ;如果是，执行步骤S333 ;否则，执行步骤S32 ；S333 ;系统控制模块输出冷却控制信号,启动动力电池温控系统的冷却系统,对动力电池进行冷却，然后执行步骤S34。优选地，步骤S4中的所述第二预定策略包括以下步骤S41 :断开动カ电池系统的电源，并进入发动机驱动模式；S42 :判断电子组件的平均温度Tm是否小于预设最低工作温度Tmin ;如果是，执行步骤S43 ;否则，执行步骤S44 ；S43 :根据第二预定分策略，启动所述预热系统对动力电池进行预热；S44 :根据第三预定分策略，启动所述冷却系统对动力电池进行冷却；优选地，步骤S43中的所述第二预定分策略包括以下步骤S431 :本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于油电混合动力汽车的动力电池温控系统，包括内置有电子组件(12)的电池箱(10)，其特征在于，所述电池箱(10)上设有进气口和出气口，外界气体经用于给所述汽车的发动机(4)提供气体的增压系统和设置于车体上的空气压缩系统两者之一后，可连通所述电池箱(10)的进气口；所述动力电池温控系统还包括根据环境参数控制所述增压系统和/或所述空气压缩系统的工作状态的控制模块，以便启动相应预热系统或冷却系统对所述电子组件进行预热或冷却。

【技术特征摘要】
1.一种用于油电混合动力汽车的动力电池温控系统，包括内置有电子组件(12)的电池箱(10)，其特征在于，所述电池箱(10)上设有进气口和出气口，外界气体经用于给所述汽车的发动机(4)提供气体的增压系统和设置于车体上的空气压缩系统两者之一后，可连通所述电池箱(10)的进气口 ；所述动力电池温控系统还包括根据环境参数控制所述增压系统和/或所述空气压缩系统的工作状态的控制模块，以便启动相应预热系统或冷却系统对所述电子组件进行预热或冷却。2.根据权利要求I所述的动力电池温控系统，其特征在于，所述增压系统包括发动机涡轮增压器(2)、空气滤清器(I)和中冷器(3)，当电池箱(10)处于预热状态时，所述增压器(2)的第一进气口连通所述空气滤清器(I)的出气口，所述空气滤清器(I)的进气口连接外界空气；所述增压器(2)的第一出气口连通中冷器(3)的进气口，所述中冷器(3)的出气口连接所述电池箱(10)的进气口。3.根据权利要求2所述的动力电池温控系统，其特征在于，所述空气压缩系统包括空气压缩机(5)和储气罐(7)，当所述电池箱(10)处于降温状态时，所述储气罐(7)的出气口连通所述电池箱(10)的进气口。4.根据权利要求3所述的动力电池温控系统，其特征在于，所述储气罐(7)、所述中冷器(3)、所述电池箱(10)三者连通管道上设置有三通电控阀(8);当所述电池箱(10)处于预热状态时，所述中冷器(3)的出气口与所述电池箱(10)的进气口通过所述三通电控阀(8)连通，所述储气罐(7)与所述电池箱(10)的连通管路断开；当所述电池箱(10)处于降温状态时，所述储气罐(7)的出气口与所述电池箱(10)的进气口通过所述三通电控阀(8)连通，所述中冷器(3)与所述电池箱(10)的连通管路断开。5.根据权利要求4所述的动力电池温控系统，其特征在于，还包括检测所述中冷器的出口气体温度T2和压强P2、空气压缩机的出口气体温度T3和压强P3、电子组件的平均温度Tm、外界大气压力Pa各信号的检测模块；所述控制模块根据各所述信号，发送控制指令于所述三通电控阀(8)，以控制所述三通电控阀(8)的相应阀口的开启或关闭。6.根据权利要求5所述的动力电池温控系统，其特征在于，所述控制模块包括电池管理系统BMS、发动机电子控制单元E⑶和整车控制器HCU ;三者之间通过CAN总线实现数据传输。7.根据权利要求I至6任一项所述的动力电池温控系统，其特征在于，所述电池箱(10)的出气口与外界连通管道上还设置有单向阀(11)，以便气体由所述出气口流向外界，防止外界空气直接回流至电池箱中。8.一种用于油电混合动力汽车的动力电池温控系统的控制方法，其特征在于，首先实时检测动力电池温控系统的环境参数；其次根据所述环境参数控制所述增压系统和/或所述空气压缩系统启动相应预热系统或冷却系统对所述电子组件进行预热或冷却。9.根据权利要求8所述的动力电池温控系统的控制方法，其特征在于，所述环境参数包括动力电池温控系统中预热系统的出口气体温度T2和压强P2、冷却系统的出口气体温度T3和压强P3、电子组件的平均温度Tm、外界大气压力Pa，具体步骤如下 S I :实时检测动力电池温控系统中预热系统的出口气体温度T2和压强P2、冷却系统的出口气体温度T3和压强P3、电子组件的平均温度Tm、...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩尔樑，张守中，刘信奎，潘凤文，张芳，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：