專利名稱：電動車動力電池包控溫系統和方法
技術領域：
本發明涉及電動車動力電池包領域，特別涉及電動車動力電池包溫度控制領域。
背景技術：
早從1996年開始，福特、克萊斯勒、通用、本田、尼桑、豐田等品牌的電動型環保汽車就已經相繼投入批量生產，并進入市場銷售，但經過消費者使用一段時間后，行駛性能和價格昂貴等問題開始顯現出來，這些問題開始阻礙電動車的進一步商業化。
電動車通常由動力電池包提供驅動力，動力電池包包括多個動力電池。動力電池包的溫度控制就是其中的問題之一。電池的性能直接影響到電動車的動力性、經濟性和續時里程，而電池的壽命則影響電動車的成本。電動車要求能在不同的環境中使用，其工作溫度在-30℃至60℃范圍內。一般動力電池，如鋰離子電池，在15℃至30℃溫度范圍內有比較優良的工作性能，在此溫度范圍以外工作則會影響電池的放電性能，縮短電池壽命。傳統的動力電池包溫度控制方法，采用空氣或液體單一冷卻方式控制電池的工作溫度，容易在冬天和小電流放電的情況下使電池過冷，在夏天和大電流放電的情況下使電池過熱，從而影響電池的放電性能，縮短電池壽命，進一步影響電動車的動力性、經濟性和續時里程。
發明內容本發明的目的是提供一種電動車動力電池包的溫度控制系統和方法，使工作中的動力電池包處在其正常工作溫度范圍內，從而提高電池的放電性能，延長電池壽命，進而改善電動車的動力性、經濟性和續時里程。
為實現上述發明目的，本發明提出一種電動車動力電池包溫度控制系統，包括驅動介質循環的驅動裝置、為介質提供流動通路的流通管路，動力電池包和驅動裝置分別串聯于流通管路上；其特征在于還包括溫度傳感器、電子控制單元和多路循環介質熱交換裝置，所述溫度傳感器、用于監測電池包溫度，其輸出端接到電子控制單元，電子控制單元可控制驅動裝置的開啟和停止，所述多路循環介質熱交換裝置也串聯于流通管路上。
在本發明的實施例中，本裝置還包括動力電池電流信號傳感器，所述動力電池電流信號傳感器可傳送電池的電流信號到電子控制單元。
更優地，所述多路循環介質熱交換裝置包括電磁方向閥、冷卻循環介質的換熱器、加熱循環介質的換熱器，電子控制單元與電磁方向閥、電連接并控制電磁方向閥的導通方向。
更優地，所述電磁方向閥包括第一電磁方向閥和第二電磁方向閥；所述第一電磁方向閥的進口連通流通管路的一個接入口的一端連通，而其出口至少有兩個，其中一個出口通過所述換熱器中的其中一個與第二電磁方向閥的進口連通，另一個出口直接與第二電磁方向閥的進口連通；第二電磁方向閥的出口也至少有兩個，其中一個出口通過另一個換熱器與流通管路連通，另一個出口直接與流通管路接入口的另一端連通。
更優地，冷卻循環介質的換熱器、又與驅動電機冷卻系統構成接交換通路，加熱循環介質的換熱器、又與車載空調系統構成接交換通路。
為實現上述發明目的，本發明還提出一種電動車動力電池包溫度控制方法，包括如下步驟a、電子控制單元通過溫度傳感器、對電池包的溫度進行監測；b、當電池包溫度升高偏離最優工作溫度范圍但尚未偏離電池正常工作溫度時，電子控制單元啟動驅動裝置和電磁方向閥、，以驅動循環介質對電池包進行自然冷卻；c、當電池包溫度低于電池正常工作溫度時，電子控制單元啟動驅動裝置和電磁方向閥，以驅動循環介質通過多路循環介質熱交換裝置，對電池包加熱；d、當電池包溫度高于電池正常工作溫度時，電子控制單元啟動驅動裝置和電磁方向閥、，以驅動循環介質通過多路循環介質熱交換裝置，對電池包冷卻。
更優地，在步驟c中，驅動循環介質通過多路循環介質熱交換裝置對電池包加熱的方法是讓循環介質通過車載空調系統的加勢循環回路；在步驟d中驅動循環介質通過多路循環介質熱交換裝置對電池包冷卻的方法是讓循環介質通過驅動電機冷卻系統。
更優地，電子控制單元還監測電池包的電流，當電池包大電流放電時，電子控制單元控制電動車電機冷卻系統較低溫度的冷卻液對循環介質進行冷卻，啟動驅動裝置驅動循環介質對電池包冷卻。
本發明的優點確保電池包工作在正常溫度范圍內，延長電池壽命，提高電池的性能，保證了驅動電機的高效運行。
當電池包大電流放電產生大量熱量時，也可以有效控制電池包溫度。
圖1是本發明實施一示意圖。
圖2是本發明實施二示意圖。
具體實施方式如圖1所示，本發明實施一例包括動力電池包1、溫度傳感器2、信號線3、冗余溫度傳感器4、電子控制單元5、液壓泵6、流通管路7、電磁方向閥8、汽/液換熱器9、車載空調系統10、電磁方向閥11、驅動電機冷卻系統12、液/液換熱器13、動力電池電流信號傳感器14。
動力電池包1的出口流通管路7與電磁方向閥8連接，電磁方向閥8的常溫出口通過管道直接連到電磁方向閥11的入口處，低溫出口通過管道連接汽/液換熱器9的液體入口，該換熱器的液體出口連接到電磁方向閥11的入口處，氣體進出口通過管道與車載空調系統10連接；電磁閥11的常溫出口直接與動力電池包1的流通管路入口相連，高溫出口通過管道連接液/液換熱器13，另一端對應出口通過管道連接動力電池包1的流通管路入口，另一種液體進出口通過管道與驅動電機冷卻系統相連。
溫度傳感器2和冗余溫度傳感器4監測動力電池包的工作溫度，并通過信號線3將信號傳給電子控制單元5，動力電池電流信號傳感器14檢測電池的放電情況，也將信號傳給電子控制單元5，該電子控制單元5通過信號線控制電子方向閥8、11及液壓泵6的開啟狀態。
當電磁方向閥8的低溫出口關閉，常溫出口開啟，電磁方向閥11的高溫出口關閉，常溫出口開啟時，動力電池溫度控制進入自然散熱的冷卻小循環；當電磁方向閥8的低溫出口關閉，常溫出口開啟，電磁方向閥11的高溫出口開啟，常溫出口關閉時，通過液/液換熱器13與驅動電機冷卻系統12的低溫液體進行換熱，驅動電機冷卻系統再通過散熱器將熱量散發到大氣中，動力電池溫度控制進入強制散熱的冷卻大循環；當電磁方向閥8的低溫出口開啟，常溫出口關閉，電磁方向閥11的高溫出口關閉，常溫出口開啟時，溫度控制方法通過汽/液換熱器9與車載空調系統10換熱，利用空調系統的高溫氣體加熱冷卻液，提高電池溫度，動力電池溫度控制進入強制加熱循環。
當電池在正常溫度環境運行時，進行自然散熱的冷卻小循環，此時液壓泵6工作。當動力電池在高溫環境或大電流放電工況運行時，進行強制散熱的冷卻大循環。當動力電池在低溫環境運行時，進行強制加熱循環。
電池包溫度分為最優工作溫度和正常工作溫度，低于或高于正常工作溫度時啟動強制加熱循環或冷卻大循環，低于或高于最優工作溫度時啟動冷卻小循環。因此，液壓泵6的工作狀態是只在最優溫度范圍時不工作，其他時間都工作。
本發明對傳統電動車動力電池溫度控制方法進行了改進，增加電磁方向閥和電控單元，有效避免了電動車動力電池的過冷和過熱，使工作中的動力電池包溫度保持在正常工作溫度范圍內，延長了動力電池的壽命，提高了電池的性能，保證了驅動電機的高效運行。
圖2是本發明實施例二的示意圖。與實施例一不同的是，它不采用兩個電磁方向閥，而是只采用一個。但該電磁方向閥的出口有三個，它們分別通過冷卻循環介質的換熱器12、13連通到流通管路，或通過加熱循環介質的換熱器9、10連通到流通管路，或直接連通到流通管路。
應當理解，圖2只是眾多變化實施例中的一個。在不脫離本發明基本構思的前提下，本發明可以有多種實施方式，它們都應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種電動車動力電池包溫度控制系統，包括驅動介質循環的驅動裝置(6)、為介質提供流動通路的流通管路(7)，動力電池包(1)和驅動裝置(6)分別串聯于流通管路(7)上；其特征在于還包括溫度傳感器(2、4)、電子控制單元(5)和多路循環介質熱交換裝置(8、9、0、11、12、13)，所述溫度傳感器(2、4)用于監測電池包溫度，其輸出端接到電子控制單元(5)，電子控制單元(5)可控制驅動裝置的開啟和停止，所述多路循環介質熱交換裝置(8、9、0、11、12、13)也串聯于流通管路(7)上。
2.根據權利要求1所述的電動車動力電池包溫度控制系統，其特征在于還包括動力電池電流信號傳感器(14)，所述動力電池電流信號傳感器(14)可傳送電池的電流信號到電子控制單元(5)。
3.根據權利要求1和2任意一項所述的電動車動力電池包溫度控制系統，其特征在于所述多路循環介質熱交換裝置(8、9、0、11、12、13)包括電磁方向閥(8、11)、冷卻循環介質的換熱器(12、13)、加熱循環介質的換熱器(9、10)，電子控制單元(5)與電磁方向閥(8、11)電連接并控制電磁方向閥的導通方向。
4.根據權利要求3所述的電動車動力電池包溫度控制系統，其特征在于所述電磁方向閥(8、11)包括第一電磁方向閥(8)和第二電磁方向閥(11)；所述第一電磁方向閥(8)的進口連通流通管路(7)的一個接入口的一端連通，而其出口至少有兩個，其中一個出口通過所述換熱器中的其中一個與第二電磁方向閥(11)的進口連通，另一個出口直接與第二電磁方向閥(11)的進口連通；第二電磁方向閥(11)的出口也至少有兩個，其中一個出口通過另一個換熱器與流通管路(7)連通，另一個出口直接與流通管路(7)接入口的另一端連通。
5.根據權利要求3所述的電動車動力電池包溫度控制系統，其特征在于冷卻循環介質的換熱器(12、13)又與驅動電機冷卻系統構成接交換通路，加熱循環介質的換熱器(9、10)又與車載空調系統構成接交換通路。
6.一種電動車動力電池包溫度控制方法，包括如下步驟a)電子控制單元(5)通過溫度傳感器(2、4)對電池包的溫度進行監測；b)當電池包溫度升高偏離最優工作溫度范圍但尚未偏離電池正常工作溫度時，電子控制單元(5)啟動驅動裝置(6)和電磁方向閥(8、11)，以驅動循環介質對電池包進行自然冷卻；c)當電池包溫度低于電池正常工作溫度時，電子控制單元(5)啟動驅動裝置(6)和電磁方向閥(8、11)，以驅動循環介質通過多路循環介質熱交換裝置，對電池包加熱；d)當電池包溫度高于電池正常工作溫度時，電子控制單元(5)啟動驅動裝置(6)和電磁方向閥(8、11)，以驅動循環介質通過多路循環介質熱交換裝置，對電池包冷卻。
7.根據權利要求6所述的電動車動力電池包溫度控制方法，其特征是在步驟c)中，驅動循環介質通過多路循環介質熱交換裝置對電池包加熱的方法是讓循環介質通過車載空調系統的加勢循環回路；在步驟d)中驅動循環介質通過多路循環介質熱交換裝置對電池包冷卻的方法是讓循環介質通過驅動電機冷卻系統。
8.根據權利要求6所述的電動車動力電池包溫度控制方法，其特征是電子控制單元(5)還監測電池包的電流，當電池包大電流放電時，電子控制單元(5)控制電動車電機冷卻系統較低溫度的冷卻液對循環介質進行冷卻，啟動驅動裝置驅動循環介質對電池包冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種電動車動力電池包溫度控制系統及控制方法，所述控制系統包括驅動裝置、流通管路，動力電池包1的出口經流通管路與驅動裝置的進口連通，驅動裝置的出口經流通管路與動力電池包1的進口連通，還包括溫度傳感器、電子控制單元5和循環介質熱交換裝置，溫度信號由溫度傳感器傳送到電子控制單元，電子控制單元控制驅動裝置的開啟和停止，循環介質熱交換裝置和驅動裝置串接連通在動力電池包1的進、出口之間。本發明確保電池包工作在正常溫度范圍內，延長電池壽命，提高電池的性能，保證了驅動電機的高效運行。
文檔編號G05D23/00GK1866608SQ200510020918
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月16日 優先權日2005年5月16日
發明者李立偉 申請人:比亞迪股份有限公司