1.一種電動汽車電池組熱管理系統,包括電池箱體(1)、電池組(2)、控
制單元(19),電池組(2)安裝在電池箱體(1)內,電池組(2)由至少兩個
電池模塊組成,每個電池模塊包括至少兩個電池單體;其特征在于,該系統包
括位于電池箱體(1)內部的箱內液體循環路徑和位于電池箱體(1)外部的箱
外液體循環路徑;
其中,箱內液體循環路徑包括加熱單元A(3)、熱交換器A(4)、液壓泵A
(5)、三通閥A(6)及流量分配單元(7);加熱單元A(3)與熱交換器A(4)
連接,熱交換器A(4)與電池組(2)的電池單體緊密貼合,并將流過其中的熱
交換流體的熱量與電池單體的熱量進行交換;三通閥A(6)入口與液壓泵A(5)
相連,一個出口與加熱單元A(3)連接,另一個出口通向電池箱體(1)的箱
外液體循環路徑;流量分配單元(7)對流過其中的熱交換流體進行流量分配,
流量分配單元(7)入口與液壓泵A(5)相連接,出口與熱交換器A(4)相連
接;
箱外液體循環路徑包括燃料加熱器(8)、開關閥B(9)、開關閥C(10)、
熱交換器B(11)、開關閥A(12)、三通閥B(13)、散熱器(14)、空調系統(20)
及儲液罐(21);開關閥B(9)和開關閥C(10)均與三通閥A(6)的同一個
出口相連,開關閥B(9)另一端與燃料加熱器(8)相連,開關閥C(10)另一
端與熱交換器B(11)相連;開關閥A(12)連接在空調系統(20)與熱交換器
B(11)之間,構成空調系統(20)的液體回路;熱交換器B(11)同時與三通
閥B(13)的入口連接,三通閥B(13)的兩個出口分別連接散熱器(14)和液
壓泵B(16);開關閥D(22)一端與加熱單元A(3)連接,另一端與儲液罐(21)
和燃料加熱器(8)相連;儲液罐(21)分別連接燃料加熱器(8)、液壓泵B(16)
和散熱器(14);散熱器(14)配套有風扇(15);
在電池箱體(1)、箱內液體循環路徑和箱外液體循環路徑內均分布有溫度
傳感器;
該系統還包括充電機(17),通過電磁開關(18)實現熱管理系統電能的來
源,當充電機(17)與電網連接時,電磁開關(18)與充電機(17)連接,通
過電網為電池熱管理系統供電,當充電機(17)不與電網連接時,電磁開關(18)
與電池組(2)連接,通過電池組(2)為電池熱管理系統供電。
2.按照權利要求1所述的一種電動汽車電池組熱管理系統,其特征在于,
所述熱交換器A(4)由多個熱交換模塊組成,每個熱交換模塊對應一個電池模
塊,各交換模塊之間獨立工作,為對應的電池模塊進行熱管理。
3.按照權利要求2所述的一種電動汽車電池組熱管理系統,其特征在于,
所述流量分配單元(7)設有一個入口和多個出口,每個出口與熱交換器A(4)
的一個熱交換模塊對應連接,流量分配單元(7)對其各出口的流量進行分配。
4.按照權利要求1所述的一種電動汽車電池組熱管理系統,其特征在于,
所述加熱單元采用電加熱。
5.按照權利要求1所述的一種電動汽車電池組熱管理系統的工作方法,其
特征在于,其包括并行的熱管理過程和電池溫度平衡控制過程;
其中,熱管理過程包括以下步驟:
步驟一、判斷系統的環境溫度:預設四個溫度閾值,四個溫度閾值的溫度
值從低到高依次為第二溫度閾值、第一溫度閾值、第三溫度閾值、第四溫度閾
值,將電池組(2)的溫度與四個溫度閾值進行實時比較;
步驟二、當電池組(2)溫度低于第一溫度閾值時,需要對電池組(2)進
行加熱:
1)首先檢測電動汽車是否處于充電狀態;
1.1)如果電動汽車處于充電狀態:
啟用第一循環系統:此時三通閥A(6)出口與加熱單元A(3)聯通,通過
加熱單元A(3)對熱交換流體進行加熱,并通過液壓泵A(5)驅動熱交換流體
在電池箱內部循環,完成對電池組(2)的加熱;
1.2)如果電動汽車不處于充電狀態:
1.2.1)如果電池組(2)溫度高于第二溫度閾值,啟動第一循環系統:通
過加熱單元A(3)對熱交換流體進行加熱,并通過液壓泵A(5)驅動熱交換流
體在電池箱內部循環,完成對電池組(2)的加熱;
1.2.2)如果電池組(2)的溫度低于第二溫度閾值,啟動第二循環系統:
此時三通閥A(6)出口連通至開關閥B和開關閥C(10),而開關閥B開啟,開
關閥C(10)關閉,開關閥D(22)開啟,通過燃料加熱器(8)對熱交換流體
進行加熱,加熱單元A(3)不工作,液壓泵A(5)驅動熱交換流體流過燃料加
熱器(8),經過加熱的熱交換流體在流經熱交換器A(4)的過程中對電池組(2)
進行加熱;
步驟三、當電池組(2)溫度高于第三溫度閾值時,對電池組(2)進行冷
卻:
1)如果電池組(2)溫度高于第三溫度閾值而低于第四溫度閾值,啟動第
三循環系統:三通閥A(6)出口聯通至開關閥B(9)和開關閥C(10),而開關
閥B(9)關閉,開關閥C(10)開啟,開關閥D(22)開啟,三通閥B(13)入
口與熱交換器B(11)聯通,三通閥B(13)出口聯通至散熱器(14),開關閥A
(12)關閉;液壓泵A(5)驅動熱交換流體流過散熱器(14),實現對電池組(2)
的降溫;
2)如果電池組(2)溫度高于第四溫度閾值,啟動第四循環系統:在所述
第三循環系統的基礎上,開關閥A(12)處于開啟狀態且空調系統(20)的制冷
工況開啟;控制器控制空調系統(20)制冷,開關閥A(12)打開,制冷劑在空
調系統(20)的驅動下流經熱交換器B(11);同時,熱交換流體在液壓泵A(5)
的驅動下從熱交換器A(4)中流出,然后經過散熱器(14)進行初步散熱,再
流過熱交換器B(11),并與空調系統(20)中的制冷劑實現熱交換,從而實現
對電池組(2)的冷卻。
6.按照權利要求5所述的一種電動汽車電池組熱管理系統的工作方法,其
特征在于,所述熱管理過程中,當需要對車廂內部加熱時,啟動第五循環系統:
三通閥A(6)不與開關閥B(9)和開關閥C(10)連接,而開關閥A(12)、開
關閥B、開關閥C(10)均開啟,開關閥D(22)關閉,三通閥B(13)聯通至
液壓泵B(16);熱交換流體在液壓泵B(16)的驅動下,流過燃料加熱器(8)
而被加熱,進而通過開關閥B(9)和開關閥C(10)流入熱交換器B(11);同
時,空調系統(20)驅動制冷劑經過開關閥A(12)流入熱交換器B,使熱交換
流體和制冷劑在熱交換器B(9)中實現熱交換。
7.按照權利要求5所述的一種電動汽車電池組熱管理系統的工作方法,其
特征在于,所述電池溫度平衡控制過程是指:控制單元(19)對電池組(2)各
電池模塊的平均溫度與整個電池組(2)的平均溫度進行比較,根據比較結果對
流量分配單元(7)進行控制,調整流入各電池模塊的熱交換流體的流量,以實
現電池組(2)中各電池模塊間的溫度均衡。
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