動(dòng)力電池包熱平衡管理裝置及其管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池包熱平衡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)力電池包熱平衡管理裝置及其管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，新能源電動(dòng)車輛中使用的動(dòng)力鋰離子電池，無(wú)論是磷酸鐵鋰、錳酸鋰還是三元鋰電池在高溫情況下的安全性能都不好，而在低溫時(shí)充電不僅效率低而且會(huì)影響電池壽命，反之在高溫充電也會(huì)產(chǎn)生安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供一種有效的、可靠的保證電池包的安全的使用環(huán)境進(jìn)而提高使用壽命，從而提高電動(dòng)汽車的安全性、可靠性，擴(kuò)大適用范圍，保證續(xù)航里程的動(dòng)力電池包熱平衡管理裝置及其管理方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括動(dòng)力電池包裝置及動(dòng)力電池包管理系統(tǒng)，a、動(dòng)力電池包裝置包括電池箱體、儲(chǔ)液散熱裝置、抽水栗和車載低壓電源，所述電池箱體內(nèi)部設(shè)有電池組和散熱裝置，所述電池箱體的外殼上設(shè)有進(jìn)液口快換密封接頭和出液口快換密封接頭，所述的進(jìn)液口快換密封接頭和出液口快換密封接頭分別與散熱裝置的進(jìn)液口密封接頭和出液口密封接頭相連，所述儲(chǔ)液散熱裝置出液口通過(guò)抽水栗與進(jìn)液口快換密封接頭相連，所述出液口快換密封接頭與儲(chǔ)液散熱裝置進(jìn)液口相連；所述抽水栗的電源通過(guò)導(dǎo)線分別與第一繼電器開關(guān)的第一開關(guān)觸點(diǎn)和第二繼電器開關(guān)的第一開關(guān)觸點(diǎn)相連，所述第一繼電器開關(guān)的第二開關(guān)觸點(diǎn)與車載低壓電源相連，所述第二繼電器開關(guān)的第二開關(guān)觸點(diǎn)與充電設(shè)備的低壓電源相連接；所述儲(chǔ)液散熱裝置包括基體，和設(shè)在基體頂部的儲(chǔ)液散熱殼體和散熱風(fēng)機(jī)，所述儲(chǔ)液散熱殼體外表面設(shè)有一體結(jié)構(gòu)的散熱片，所述儲(chǔ)液散熱殼體的一側(cè)設(shè)有進(jìn)液口，其另一側(cè)設(shè)有出液口 ；所述散熱風(fēng)機(jī)的電源通過(guò)導(dǎo)線分別與第三繼電器開關(guān)的第一開關(guān)觸點(diǎn)和第四繼電器開關(guān)的第一開關(guān)觸點(diǎn)相連，第三繼電器開關(guān)的第二開關(guān)觸點(diǎn)與車載低壓電源相連，所述第四繼電器開關(guān)的第二開關(guān)觸點(diǎn)與充電設(shè)備的低壓電源相連接;
[0005]所述散熱裝置包括散熱器殼體，設(shè)在散熱器殼體內(nèi)部的若干個(gè)冷卻通道和若干個(gè)加熱通道，所述冷卻通道與加熱通道由上至下依次交錯(cuò)排列；相鄰的兩個(gè)冷卻通道之間通過(guò)冷卻水路管道相連，頂部冷卻通道的一端設(shè)有冷卻通道水路入口，底部冷卻通道的一端設(shè)有冷卻通道水路出口，所述冷卻通道水路入口與進(jìn)液口密封接頭相連，冷卻通道水路出口與出液口密封接頭相連；所述加熱通道內(nèi)設(shè)置有加熱通道電熱絲，相鄰的兩個(gè)加熱通道之間的加熱通道電熱絲通過(guò)連接加熱絲相連，頂部加熱通道的加熱通道電熱絲通過(guò)導(dǎo)線與保險(xiǎn)和第五繼電器開關(guān)的第一開關(guān)觸點(diǎn)相連，第五繼電器開關(guān)的第二開關(guān)觸點(diǎn)與充電設(shè)備高壓電源正極相連，充電設(shè)備高壓電源負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線與自恢復(fù)式溫度保險(xiǎn)和底部加熱通道內(nèi)的加熱通道電熱絲相連；
[0006]b、動(dòng)力電池包管理系統(tǒng)包括設(shè)在電池箱體內(nèi)部的濕度傳感器和溫度傳感器，充電設(shè)備內(nèi)設(shè)有通訊模塊，所述濕度傳感器、溫度傳感器和通訊模塊分別與電池管理系統(tǒng)相連，電池管理系統(tǒng)與整車控制器相連，所述整車控制器分別通過(guò)導(dǎo)線分別與第一繼電器開關(guān)的第一線圈觸點(diǎn)和第三繼電器開關(guān)的第一線圈觸點(diǎn)相連，第一繼電器開關(guān)的第二線圈觸點(diǎn)和第三繼電器開關(guān)的第二線圈觸點(diǎn)分別通過(guò)導(dǎo)線與車載低壓電源相連接；電池管理系統(tǒng)分別通過(guò)導(dǎo)線與第二繼電器開關(guān)的第一線圈觸點(diǎn)、第四繼電器開關(guān)的第一線圈觸點(diǎn)和第五繼電器開關(guān)的第一線圈觸點(diǎn)相連，第二繼電器開關(guān)的第二線圈觸點(diǎn)、第四繼電器開關(guān)的第二線圈觸點(diǎn)和第五繼電器開關(guān)的第二線圈觸點(diǎn)分別通過(guò)導(dǎo)線與充電設(shè)備的低壓電源相連接。
[0007]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)液散熱殼體的頂部設(shè)有補(bǔ)液口。
[0008]優(yōu)選地，所述自恢復(fù)式溫度保險(xiǎn)設(shè)置在電池箱體內(nèi)部的電池組上，所述保險(xiǎn)安裝在電池箱體內(nèi)部。
[0009]優(yōu)選地，所述散熱裝置為兩個(gè)。
[0010]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)液散熱裝置出液口與抽水栗之間安裝有第一常閉電磁閥門，所述出液口快換密封接頭和儲(chǔ)液散熱裝置進(jìn)液口之間安裝有第二常閉電磁閥門，第一常閉電磁閥門的第一線圈觸點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線分別與整車控制器和電池管理系統(tǒng)相連，第一常閉電磁閥門的第二線圈觸點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線分別與充電設(shè)備的低壓電源和車載低壓電源相連；第二常閉電磁閥門的第一線圈觸點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線分別與整車控制器和電池管理系統(tǒng)相連，第二常閉電磁閥門的第二線圈觸點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線分別與充電設(shè)備的低壓電源和車載低壓電源相連。
[0011]優(yōu)選地，所述整車控制器與報(bào)警器相連。
[0012]—種動(dòng)力電池包熱平衡管理裝置的管理方法，包括正常管理方法和非正常管理方法;
[0013]一、正常管理方法包括車輛充電加熱方法、車輛運(yùn)行散熱方法及車輛充電散熱方法，其包括如下步驟:
[0014]a、當(dāng)電動(dòng)車輛充電且室外氣溫過(guò)低時(shí)，溫度傳感器檢測(cè)電池箱體內(nèi)部的溫度，當(dāng)電池箱體內(nèi)部的溫度不高于5°C時(shí)，采用車輛充電加熱方法:
[0015]步驟一:溫度傳感器將檢測(cè)到的電池箱體內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)反饋至電池管理系統(tǒng)；
[0016]步驟二:步驟一中所述反饋至電池管理系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并查看充電設(shè)備的通訊模塊沒(méi)有故障信號(hào)反饋至電池管理系統(tǒng)內(nèi)，此時(shí)充電設(shè)備運(yùn)行正常；
[0017]步驟三:當(dāng)步驟二中所述充電設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)，電池管理系統(tǒng)通過(guò)控制第五繼電器開關(guān)內(nèi)的線圈使第五繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合；
[0018]步驟四:使步驟三中所述第五繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合后，電池管理系統(tǒng)通過(guò)通訊方式告知通訊模塊，使充電設(shè)備對(duì)加熱通道電熱絲進(jìn)行通電加熱，使加熱通道電熱絲對(duì)散熱裝置進(jìn)行加熱；
[0019]步驟五:當(dāng)步驟四中所述散熱裝置進(jìn)行加熱時(shí)，電池箱體內(nèi)的溫度上升，溫度傳感器對(duì)電池箱體內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)電池箱體內(nèi)的溫度升至10°c時(shí)，溫度傳感器將檢測(cè)到的電池箱體溫度數(shù)據(jù)反饋至電池管理系統(tǒng)；
[0020]步驟六:步驟五中所述電池管理系統(tǒng)接收溫度數(shù)據(jù)后，通過(guò)通訊方式告知通訊模塊，并使充電設(shè)備停止高壓輸出；然后通過(guò)控制第五繼電器開關(guān)內(nèi)的線圈使第五繼電器開關(guān)的開關(guān)斷開，停止對(duì)散熱裝置進(jìn)行加熱，即可；
[0021]步驟七:溫度傳感器對(duì)電池箱體內(nèi)部的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)溫度不高于5°C時(shí)采用上述步驟一至步驟六的方法進(jìn)行加熱；
[0022]b、當(dāng)電動(dòng)車輛長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，溫度傳感器檢測(cè)電池箱體內(nèi)部的溫度，當(dāng)電池箱體內(nèi)部的溫度不小于40°C時(shí)，采用車輛運(yùn)行散熱方法:
[0023]步驟一:溫度傳感器將檢測(cè)到的電池箱體內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)反饋至電池管理系統(tǒng)；
[0024]步驟二:將步驟一中所述反饋至電池管理系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后反饋至整車控制器，整車控制器通過(guò)控制第一常閉電磁閥門的線圈和第二常閉電磁閥門的線圈使第一常閉電磁閥門和第二常閉電磁閥門打開，然后整車控制器通過(guò)控制第一繼電器開關(guān)的線圈使第一繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合；
[0025]步驟三:使步驟二中所述的第一繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合后，抽水栗開始工作，使儲(chǔ)存在儲(chǔ)液散熱殼體內(nèi)的冷卻液通過(guò)儲(chǔ)液散熱裝置出液口、第一常閉電磁閥門、抽水栗、進(jìn)液口快換密封接頭和進(jìn)液口密封接頭進(jìn)入散熱裝置的冷卻通道內(nèi)，散熱裝置內(nèi)的冷卻液通過(guò)出液口密封接頭、出液口快換密封接頭、第二常閉電磁閥門和儲(chǔ)液散熱裝置進(jìn)液口進(jìn)入儲(chǔ)液散熱裝置的儲(chǔ)液散熱殼體內(nèi)，對(duì)電池箱體進(jìn)行循環(huán)冷卻；
[0026]步驟四:當(dāng)步驟二中所述第一常閉電磁閥門和第二常閉電磁閥門打開且第一繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合時(shí)，整車控制器控制第三繼電器開關(guān)的線圈，使第三繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合；
[0027]步驟五:當(dāng)上述步驟四中所述第三繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合后，散熱風(fēng)機(jī)開始工作，對(duì)儲(chǔ)液散熱殼體進(jìn)行散熱；
[0028]步驟六:當(dāng)步驟三中所述對(duì)電池箱體進(jìn)行循環(huán)冷卻至不大于35°C時(shí)，溫度傳感器將檢測(cè)到的電池箱體內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)反饋至電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)反饋至整車控制器，整車控制器控制第一繼電器開關(guān)開關(guān)斷開，然后控制第一常閉電磁閥門和第二常閉電磁閥門關(guān)閉同時(shí)整車控制器控制第三繼電器開關(guān)開關(guān)斷開，即可；
[0029]步驟七:溫度傳感器對(duì)電池箱體內(nèi)部的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)溫度不小于40°C時(shí)采用上述步驟一至步驟六的方法進(jìn)行散熱；
[0030]C、當(dāng)電動(dòng)車輛長(zhǎng)時(shí)間充電或室外溫度過(guò)高時(shí)，溫度傳感器檢測(cè)電池箱體內(nèi)部的溫度，當(dāng)電池箱體內(nèi)部的溫度不小于40°C時(shí)，采用車輛充電散熱方法:
[0031]步驟一:溫度傳感器將檢測(cè)到的電池箱體內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)反饋至電池管理系統(tǒng)；
[0032]步驟二:步驟一中所述反饋至電池管理系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并查看充電設(shè)備的通訊模塊沒(méi)有故障信號(hào)反饋至電池管理系統(tǒng)內(nèi)，此時(shí)充電設(shè)備運(yùn)行正常；
[0033]步驟三:當(dāng)步驟二中所述充電設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)，電池管理系統(tǒng)通過(guò)控制第一常閉電磁閥門的線圈和第二常閉電磁閥門的線圈使第一常閉電磁閥門和第二常閉電磁閥門打開，然后通過(guò)控制第二繼電器開關(guān)的線圈使第二繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合；抽水栗開始工作，使儲(chǔ)存在儲(chǔ)液散熱殼體內(nèi)的冷卻液通過(guò)儲(chǔ)液散熱裝置出液口、第一常閉電磁閥門、抽水栗、進(jìn)液口快換密封接頭和進(jìn)液口密封接頭進(jìn)入散熱裝置的冷卻通道內(nèi)，散熱裝置內(nèi)的冷卻液通過(guò)出液口密封接頭、出液口快換密封接頭、第二常閉電磁閥門和儲(chǔ)液散熱裝置進(jìn)液口進(jìn)入儲(chǔ)液散熱裝置的儲(chǔ)液散熱殼體內(nèi)，對(duì)電池箱體進(jìn)行循環(huán)冷卻；
[0034]步驟四:當(dāng)步驟二中所述第一常閉電磁閥門和第二常閉電磁閥門打開且第二繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合時(shí)，電池管理系統(tǒng)通過(guò)控制第四繼電器開關(guān)的線圈，使第四繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合；
[0035]步驟五:當(dāng)上述步驟四中所述第四繼電器開關(guān)的開關(guān)閉合后，散熱風(fēng)機(jī)開始工作，對(duì)儲(chǔ)液散熱殼體進(jìn)行散熱；
[0036]步驟六:當(dāng)步驟三中所述對(duì)電池箱體進(jìn)行循環(huán)冷卻至不大于35°C時(shí)，溫度傳感器將檢測(cè)到的電池箱體溫度數(shù)據(jù)反饋至電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)控制第二繼電器開關(guān)開關(guān)斷開，然后控制第一常閉電磁閥門和第二常閉電磁閥門關(guān)閉，在上述第二繼電器開關(guān)開關(guān)斷開的同時(shí)電池管理系統(tǒng)控制第四繼電器開關(guān)開關(guān)斷開，即可；
[0037]步驟七:溫度傳感器對(duì)電池箱體內(nèi)部的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)溫度不小于40°C時(shí)采用上述步驟一至步驟六的方法進(jìn)行散熱；
[0038]二、非正常管理方法包括加熱非正常管理方法和散熱非正常管理方法，
[0039]a、加熱非正常管理方法:當(dāng)采用正常管理方法中的加熱方法對(duì)電池箱體內(nèi)部進(jìn)行加熱時(shí)，當(dāng)加熱電流過(guò)大、短路時(shí)保險(xiǎn)斷開，或者電池箱體內(nèi)的電池表面溫度達(dá)到60°C時(shí)自恢復(fù)式溫度保險(xiǎn)斷開，或者散熱裝置溫度過(guò)高時(shí)停止對(duì)電池箱體內(nèi)部進(jìn)行加熱；
[0040]b、散熱非正常管理方法:當(dāng)使用車輛運(yùn)行散熱方法或車輛充電散熱方法對(duì)電池箱體內(nèi)部進(jìn)行散熱冷卻時(shí)，濕度傳感器對(duì)電池箱體內(nèi)部進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)電池箱體內(nèi)部進(jìn)入冷卻液時(shí)，濕度傳感器將電池箱體內(nèi)部的濕度數(shù)據(jù)傳送給電