本實(shí)用新型涉及一種電池箱溫度控制裝置，特別涉及一種在各種極端工況下能使電池組可靠工作的溫度控制裝置。

背景技術(shù)：

電池是電動(dòng)車主要的儲(chǔ)能元件，其工作性能與溫度密切相關(guān)，鋰電池在能量密度、功率密度等方面相對(duì)其他類型的電池而言性能更為卓越，故在電動(dòng)汽車上的使用最廣泛。但鋰電池在-20℃下容量?jī)H為常溫時(shí)容量的30%，且易在負(fù)極析出枝晶并刺破隔膜造成電池的短路；高溫時(shí)電池內(nèi)部不可逆物質(zhì)生成加快，造成續(xù)駛里程的縮短，特別是在冬季時(shí)我國(guó)的北方地區(qū)以及夏季時(shí)我國(guó)的南方地區(qū)，電池工作時(shí)的溫度明顯偏離理想的溫度范圍，這間接造成了電池壽命的顯著縮短和使用成本的上升。

中國(guó)專利CN202111198U公開(kāi)了一種電池箱加熱方法，通過(guò)在電池箱增加加熱膜的方式，快速地升高電池工作的環(huán)境溫度,但該專利無(wú)法在電池高溫時(shí)降溫，無(wú)法保證電池處于最佳的溫度范圍，現(xiàn)有電池箱通常采用冷卻風(fēng)扇進(jìn)行溫度控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但效果有限，尤其是高溫時(shí)通過(guò)空氣流動(dòng)的方法對(duì)電池組冷卻效果差，會(huì)造成電池使用壽命的縮短。

中國(guó)專利CN103612570A公開(kāi)了一種純電動(dòng)汽車整車熱管理控制系統(tǒng)及控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電池組在高溫和低溫工況下的有效控制，但是專利較為復(fù)雜，對(duì)于有限的汽車空間布置困難，同時(shí)，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)也造成了系統(tǒng)的成本偏高。

總之，現(xiàn)有的電池溫度控制裝置都存在一些不足，例如難以兼顧電池的高溫和低溫、電池溫度的不均衡、溫控結(jié)構(gòu)復(fù)雜及成本偏高，鑒于溫度對(duì)電池的性能影響較大，有必要在電池溫度控制方面深入進(jìn)行創(chuàng)新。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是提供一種能夠在低溫和高溫時(shí)電池都能可靠工作的一種溫度控制裝置。

一種鋰電池的溫度控制裝置，包括：動(dòng)力電池組，其特征在于：所述鋰電池的溫度控制裝置，還包括動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、溫度測(cè)量系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、加熱電路和充電控制系統(tǒng)。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，上述動(dòng)力電池組分別與動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、溫度測(cè)量系統(tǒng)和充電控制系統(tǒng)相連。

為了更好的實(shí)現(xiàn)上述目的，上述動(dòng)力電池組的上表面、下表面和側(cè)面分布有溫度傳感器。

為了使動(dòng)力電池組更好地進(jìn)行散熱和加熱，上述動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)包括：泵、液缸和液壓管路，所述液壓管路呈曲折狀均勻嵌在動(dòng)力電池箱表面的凹槽中，動(dòng)力電池組和液壓管路不直接接觸，保持了動(dòng)力電池組的絕緣性。

為了提高電池組的安全性，上述液壓管路由彈性材料構(gòu)成，即使電池箱遭受碰撞導(dǎo)致其變形較大，但液壓管路具有良好的彈性故不會(huì)泄漏。

上述溫度測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器測(cè)出動(dòng)力電池組的實(shí)時(shí)溫度，將測(cè)量結(jié)果傳送至溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)將溫度測(cè)量結(jié)果與電池的安全溫度門(mén)限值進(jìn)行比較，決定是否啟動(dòng)控制動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)和加熱電路。若需要降溫，單獨(dú)啟動(dòng)動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，泵將液體輸送到液壓管路對(duì)電池組進(jìn)行冷卻；若需要加熱，啟動(dòng)加熱電路和動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，加熱電路加熱動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)中的液體后，泵再將液體輸送到液壓管路實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組加熱；電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量電池組內(nèi)各單體電池的工作狀態(tài)，將測(cè)量結(jié)果傳送至充電管理系統(tǒng)，在電池組進(jìn)行充電時(shí)，充電控制系統(tǒng)針對(duì)電池狀態(tài)啟動(dòng)不同的充電模式。

所述動(dòng)力電池組、動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、溫度測(cè)量系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、加熱電路和充電控制系統(tǒng)均為市售產(chǎn)品。

有益效果：采用本實(shí)用新型一種鋰電池溫度控制裝置，可以智能地把電池溫度控制在理想工作范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且安全性高，可大幅提高電池組的穩(wěn)定性和可靠性，有效降低電池的使用成本和延長(zhǎng)其使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)用新型的原理示意圖。

圖2為動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)和加熱電路配合的溫度控制圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述，但以下實(shí)施例只用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，不能理解為對(duì)其保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。

實(shí)施例1

一種鋰電池的溫度控制裝置，包括：動(dòng)力電池組1、動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2、電池管理系統(tǒng)3、溫度測(cè)量系統(tǒng)4、溫度控制系統(tǒng)5、加熱電路6和充電控制系統(tǒng)7。

本發(fā)明通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

動(dòng)力電池組1與動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2、電池管理系統(tǒng)3、溫度測(cè)量系統(tǒng)4及充電控制系統(tǒng)7相連接，其中溫度測(cè)量系統(tǒng)4通過(guò)布置在電池組上表面、下表面及側(cè)面的傳感器測(cè)量出當(dāng)前電池的溫度，然后將數(shù)值傳送到溫度控制系統(tǒng)5和電池管理系統(tǒng)3。

動(dòng)力電池組1工作時(shí)不斷地放出熱如反應(yīng)熱、焦耳熱、極化熱及自放電熱等，造成了動(dòng)力電池組1的溫度變化；而環(huán)境溫度的突變也可能偏離電池理想的溫度范圍，當(dāng)溫度測(cè)量系統(tǒng)4測(cè)量出動(dòng)力電池組1的平均溫度偏離理想溫度范圍一定數(shù)值時(shí)，將數(shù)據(jù)傳送至溫度控制系統(tǒng)5，溫度控制系統(tǒng)5控制動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2或加熱電路6啟動(dòng)，將動(dòng)力電池組1的平均溫度迅速控制在理想的工作范圍內(nèi)。

動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2由泵21、液缸22和液壓管路23組成，與加熱電路6、動(dòng)力電池組1、溫度控制系統(tǒng)5相連，動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2的功率主要受溫度控制系統(tǒng)5的控制。

動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2的液壓管路23呈曲折狀嵌在電池箱的表面，有利于動(dòng)力電池組1溫度的均勻變化，動(dòng)力電池組1和液壓管路23不直接接觸，所以動(dòng)力電池組1的絕緣性能夠得到保證，考慮到冬季時(shí)液體結(jié)冰會(huì)造成液體回路的堵塞，故需要將液體全部引入液缸22內(nèi)，當(dāng)動(dòng)力電池組1需要加熱時(shí)，為了提高加熱的效率只需要對(duì)一部分液體加熱；當(dāng)動(dòng)力電池組1需要散熱時(shí)，為了提高制冷效果需要全部的液流參與散熱。

電池管理系統(tǒng)3與電池組1、溫度測(cè)量系統(tǒng)4和充電控制系統(tǒng)7相連，電池管理系統(tǒng)3監(jiān)測(cè)單體電池的電壓、電流、溫度、阻值等狀態(tài)信息，然后將有關(guān)信息顯示出來(lái)。

溫度測(cè)量系統(tǒng)4與溫度控制系統(tǒng)5、動(dòng)力電池組1、電池管理系統(tǒng)3相連，是溫度控制系統(tǒng)5決策的重要依據(jù)，同時(shí)，溫度測(cè)量系統(tǒng)4也是電池管理系統(tǒng)3判斷單體電池狀態(tài)的重要依據(jù)。

溫度傳感器分布在電池組的上表面、下表面和側(cè)面，溫度測(cè)量系統(tǒng)4通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量出電池組1內(nèi)各單體電池的溫度，然后計(jì)算出電池的平均溫度值并送到溫度控制系統(tǒng)5，溫度控制系統(tǒng)5將溫度值與電池的理想溫度范圍進(jìn)行比較，以決定是否啟動(dòng)加熱電路6，動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2的輸出功率受溫度控制系統(tǒng)5的控制，如果當(dāng)前電池的平均溫度與電池理想的溫度范圍差異極大，動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2的功率接近最大；當(dāng)前的電池平均溫度接近電池理想的溫度范圍時(shí)，動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2的功率接近最小，當(dāng)電池的溫度在理想的溫度范圍內(nèi)時(shí)，動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2處于休眠狀態(tài)。

溫度控制系統(tǒng)5與動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2、溫度測(cè)量系統(tǒng)4、加熱電路6相連，溫度控制系統(tǒng)5根據(jù)溫度測(cè)量系統(tǒng)4傳送的數(shù)據(jù)來(lái)比較電池的環(huán)境溫度與理想溫度的偏差，調(diào)整加熱電路6、動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2的工作功率，使動(dòng)力電池組1盡快恢復(fù)到理想的工作溫度，為避免加熱電路6和動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2的頻繁波動(dòng)，可以設(shè)置一定的偏差門(mén)限值來(lái)控制上述系統(tǒng)的啟動(dòng)。

加熱電路6與動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2、溫度控制系統(tǒng)5和充電控制系統(tǒng)7相連。溫度控制系統(tǒng)5決定加熱電路6是否啟動(dòng)，同時(shí)加熱電路6的狀態(tài)也決定電池的充電模式選擇，當(dāng)動(dòng)力電池組1的溫度遠(yuǎn)低于電池的理想溫度時(shí)，動(dòng)力電池組1只能以“涓流”的模式充電；隨著電池溫度的上升，電池的充電電流逐步變大，上述系統(tǒng)之間的制約關(guān)系將有助于延長(zhǎng)電池的使用壽命。

當(dāng)連接充電機(jī)進(jìn)行充電時(shí)，溫度測(cè)量系統(tǒng)4測(cè)量當(dāng)前動(dòng)力電池組1的工作溫度，當(dāng)電池組溫度較低時(shí)，加熱電路6啟動(dòng)，將液體加熱到一定的溫度后在電池組的周圍進(jìn)行持續(xù)的熱交換，使整個(gè)電池組的溫度快速且均勻上升；當(dāng)電池組溫度較高時(shí)，動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2控制液體在電池組周圍快速流動(dòng)進(jìn)行散熱。

充電管理系統(tǒng)7與電池組1、加熱電路6和電池管理系統(tǒng)3相連，充電管理系統(tǒng)7受到電池管理系統(tǒng)3的控制，在動(dòng)力電池組1開(kāi)始充電的時(shí)候，電池管理系統(tǒng)3監(jiān)測(cè)電池組的工作狀態(tài)，當(dāng)電池組電量耗盡時(shí)或即將充滿時(shí)，需要采取“涓流”的方式；當(dāng)電池的當(dāng)前溫度適合充電時(shí)可選取大電流的連續(xù)或間隔的方式進(jìn)行充電，以便縮短充電時(shí)間。

充電機(jī)的工作模式主要受充電管理系統(tǒng)7的控制，當(dāng)電池的電量接近最大容量或者電池組的某一節(jié)電池發(fā)生損壞時(shí)，電池管理系統(tǒng)3將控制充電控制系統(tǒng)7，改變充電機(jī)的工作狀態(tài)，以避免充電事故的發(fā)生或電池壽命的縮短。

在動(dòng)力電池組1充電時(shí)需考慮當(dāng)前電池組的溫度，當(dāng)電池組的溫度低于電池組理想的工作溫度時(shí)，啟動(dòng)加熱電路6和動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2對(duì)電池組進(jìn)行加熱，且充電采用“涓流”模式，隨著電池組平均溫度的升高其充電模式由“涓流”變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電流充電；如果電池組在充電過(guò)程中其溫度超過(guò)電池的理想溫度時(shí)，則動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)2在加熱電路6不啟動(dòng)的情況下單獨(dú)啟動(dòng)，通過(guò)液流的循環(huán)流動(dòng)降低電池組的溫度。