專利名稱：一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱管理系統(tǒng)裝置，特別是一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)改革開放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到快速增長(zhǎng)，以“科技創(chuàng)新，自主創(chuàng)新”已成為我國(guó)目前工業(yè)發(fā)展的主流。隨著全球能源的緊張，傳統(tǒng)汽車需要使用大量燃料，使能源危機(jī)更加惡化。同時(shí)傳統(tǒng)汽車排放的尾氣也給人們的健康帶來(lái)了危害，也造成了大氣環(huán)境的污染。為了保證社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，目前混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車是我國(guó)發(fā)展重要的產(chǎn)業(yè)方向，它能夠大幅度減少或消除尾氣排放和降低能耗，引起政府與汽車生產(chǎn)廠商的高度重視， 并紛紛投入巨資研發(fā)和推廣。電池作為能量?jī)?chǔ)存的器件，在混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車中起到十分關(guān)鍵的作用，其性能的好壞直接影響整車的性能。電池性能的發(fā)揮與電池的溫度有密切的關(guān)系。電池的溫度高使得電池的活性增加，能量可得到更加有效的發(fā)揮以及電池的容量利用得更充分。但是電池長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫環(huán)境下壽命會(huì)明顯的縮短，應(yīng)避免這一情況。電池在低溫時(shí)，活性明顯降低，電池的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻增加，放電能力下降，放電平臺(tái)變低以及電池更加容易達(dá)到放電截止電壓，使得電池的實(shí)際可用容量減小、能量通用效率下降。特別地，在低溫下充電時(shí)，由于電池的活性差，特別是電池負(fù)極石墨的嵌入能力下降，正極反應(yīng)放出的鋰離子可能在電負(fù)極沉積下來(lái)，選成鋰技晶的形成，使得可用的鋰離子減少，嚴(yán)重的時(shí)候造成電池內(nèi)部的短路。動(dòng)力電池由多個(gè)電池單體進(jìn)行串并聯(lián)后組成，動(dòng)力電池單體在極端低溫(小于_30°C )和極端高溫(大于55°C )的環(huán)境下，都無(wú)法正常工作。 另外，動(dòng)力電池由幾十個(gè)或幾百個(gè)電池單體串并聯(lián)組成，如果其中某一個(gè)電池因老化或其他原因造成單體性能下降，就會(huì)造成整個(gè)動(dòng)力電池性能的大幅下降；如果某一電池單體失效，就可能造成整個(gè)電池單體失效。因此，保證電池內(nèi)部溫度的均衡，才能使電池性能發(fā)揮正常。為解決這一問題，科研單位和企業(yè)技術(shù)人員在不斷的研究、探索，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)， 雖然在技術(shù)上取得了一些進(jìn)步，但在實(shí)際運(yùn)用中仍然存在著尚未克服的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服以上不足，提供一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置，能夠使電池系統(tǒng)裝置始終保持在良好的工作環(huán)境中，延長(zhǎng)電池系統(tǒng)的壽命，保證電池系統(tǒng)的安全，降低電池系統(tǒng)的使用成本。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括電池包組總?cè)肟凇⒗鋮s液循環(huán)系統(tǒng)、泵、冷卻液的入口、絕熱套、電池包壁、電池單元、電池包、冷卻液、電池包組總出口、冷卻液的出口、溫度傳感器、控制單元、CAN總線、充電機(jī)、電源，每個(gè)電池包組呈一個(gè)長(zhǎng)方體形狀，電池包組總?cè)肟谠O(shè)有泵，泵接入電源，電池包內(nèi)設(shè)有相互電連接的電池單元，電池單元由一個(gè)或多個(gè)相互電連接的電池單體組成，電池包外設(shè)有絕熱套，電池包密封封裝， 每個(gè)電池單元的大部分或全部都被填充有冷卻液的空隙所包圍，所有填充冷卻液的空隙都相互連通，電池包一端設(shè)有冷卻液的入口，電池包另一端設(shè)有冷卻液的出口，填充有冷卻液的空隙中設(shè)有溫度傳感器，控制單元由泵、溫度傳感器與充電機(jī)通過信號(hào)線相連接組成，充電機(jī)通過CAN總線連接控制單元，這樣的組成的電池包組總?cè)肟谂c電池包組總出口接入整車的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，組成了一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置。本實(shí)用新型采用的技術(shù)原理是采用控制單元計(jì)算機(jī)的智能化控制、自然對(duì)流循環(huán)技術(shù)與熱傳遞方式的原理相結(jié)合設(shè)計(jì)而成。電池包中的電池單元彼此間都保持一定距離，其單體外殼之間沒有直接接觸，電池單元浸入在冷卻液中，這樣不但能使電池單元和冷卻液有較大的熱接觸面積，保證電池單元和冷卻液能快速的交換熱量，使所有電池單元的溫度保持一致，從而提高電池性能和使用壽命；為了避免某一個(gè)電池單元發(fā)生過熱產(chǎn)生的熱量，直接傳遞到其他電池單元從而引起連鎖反應(yīng)，使過熱局限在該電池單元，提高了電池包的整體安全系數(shù)。電池單元設(shè)置在電池包內(nèi)，電池單元和電池包的空隙里充滿了冷卻液， 設(shè)有一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器采集電池內(nèi)部溫度信息，電池包密封封裝，防止冷卻液泄露造成安全隱患。電池包上設(shè)有一個(gè)冷卻液的入口和冷卻液的出口，確保實(shí)現(xiàn)冷卻液的循環(huán)流動(dòng)。電池包外設(shè)有絕熱套，絕熱套可以減少電池與外界的熱量交換，實(shí)現(xiàn)電池保溫性能，使電池在極低低溫或高溫情況下只需較少能量便能維持在適宜的溫度。當(dāng)電池溫度達(dá)到故障值時(shí)，電池管理發(fā)出控制和報(bào)警信息，停止對(duì)電池充放電使用，保證鋰電池的安全。電池包組總?cè)肟谠O(shè)有泵，泵、溫度傳感器與充電機(jī)通過信號(hào)線相連接，形成一個(gè)控制單元。當(dāng)電池處于低溫情況時(shí)，通過電池管理系統(tǒng)的溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到電池包組中各電池單體的溫度信息。溫度傳感器采集到的低溫信號(hào)，將信號(hào)發(fā)給控制單元，經(jīng)控制單元計(jì)算機(jī)處理后，通過CAN總線信號(hào)傳輸，通知充電機(jī)對(duì)電池進(jìn)行小電流充電。充電過程中，根據(jù)歐姆定律得出，小電流的充電，電池的電阻將損失的能量逐漸轉(zhuǎn)化為熱量，使得電池的溫度逐漸升高。在進(jìn)行一定時(shí)間的小電流充電后，當(dāng)電池管理系統(tǒng)的溫度傳感器監(jiān)測(cè)到溫度正常后，經(jīng)控制單元計(jì)算機(jī)處理后，通知充電機(jī)恢復(fù)正常電流模式充電。當(dāng)電池處于高溫情況時(shí)，通過電池管理系統(tǒng)的溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到電池包組中各電池單體的溫度信息。溫度傳感器采集到的高溫(即開水泵閥值)信號(hào)，將信號(hào)發(fā)給控制單元，經(jīng)控制單元計(jì)算機(jī)處理后，電池管理系統(tǒng)通知水泵工作，對(duì)電池進(jìn)行降溫，直到溫度降至關(guān)水泵閥值時(shí)停機(jī)。電池管理系統(tǒng)裝置通過對(duì)水泵的滯環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的冷卻。本實(shí)用新型有益效果是采用控制單元計(jì)算機(jī)的智能化控制、自然對(duì)流循環(huán)技術(shù)與熱傳遞方式的原理相結(jié)合設(shè)計(jì)而成。該裝置消耗功率低，體積小，不產(chǎn)生機(jī)械噪音，能夠使電池系統(tǒng)始終保持在良好的工作環(huán)境中，延長(zhǎng)電池系統(tǒng)的壽命，保證電池系統(tǒng)的安全，降低電池系統(tǒng)的使用成本。

下面是結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述圖1是一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖2是一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置工作原理圖在圖中1.電池包組總?cè)肟凇?.冷卻液循環(huán)系統(tǒng)、3.泵、4.冷卻液的入口、5.絕緣套、6.電池包壁、7.電池單元、8.電池包、9.冷卻液、10.電池包組總出口、11.冷卻液的出口、12.溫度傳感器、13.控制單元、14. CAN總線、15.充電機(jī)、16.電源。
具體實(shí)施方式
在圖1、圖2中每個(gè)電池包8組呈一個(gè)長(zhǎng)方體形狀，電池包組總?cè)肟?1設(shè)有泵3， 泵3接入電源16，電池包8內(nèi)設(shè)有相互電連接的電池單元7，電池單元7由一個(gè)或多個(gè)相互電連接的電池單體組成，電池包8外設(shè)有絕熱套5，電池包8密封封裝，每個(gè)電池單元7的大部分或全部都被填充有冷卻液9的空隙所包圍，所有填充冷卻液9的空隙都相互連通，電池包8 —端設(shè)有冷卻液的入口 4，電池包8另一端設(shè)有冷卻液的出口 11，填充有冷卻液9的空隙中設(shè)有溫度傳感器12，控制單元13由泵3、溫度傳感器12與充電機(jī)15通過信號(hào)線相連接組成，充電機(jī)15通過CAN總線14連接控制單元13，這樣的組成的電池包組總?cè)肟?1與電池包組總出口 10接入整車的冷卻液9循環(huán)系統(tǒng)，組成了一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置。一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置，采用控制單元13計(jì)算機(jī)的智能化控制、自然對(duì)流循環(huán)技術(shù)與熱傳遞方式的原理相結(jié)合設(shè)計(jì)而成。電池包8中的電池單元7彼此間都保持一定距離，其單體外殼之間沒有直接接觸，電池單元7浸入在冷卻液9中，這樣不但能使電池單元7和冷卻液9有較大的熱接觸面積，保證電池單元7和冷卻液9能快速的交換熱量，使所有電池單元7的溫度保持一致，從而提高電池性能和使用壽命；為了避免某一個(gè)電池單元7發(fā)生過熱產(chǎn)生的熱量，直接傳遞到其他電池單元7從而引起連鎖反應(yīng)，使過熱局限在該電池單元7，提高了電池包8的整體安全系數(shù)。電池單元7設(shè)置在電池包8內(nèi)，電池單元7 和電池包8的空隙里充滿了冷卻液9，設(shè)有一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器12采集電池內(nèi)部溫度信息，電池包8密封封裝，防止冷卻液9泄露造成安全隱患。電池包8上設(shè)有一個(gè)冷卻液的入口 4和冷卻液的出口 11，確保實(shí)現(xiàn)冷卻液9的循環(huán)流動(dòng)。電池包8外設(shè)有絕熱套5，絕熱套 5可以減少電池與外界的熱量交換，實(shí)現(xiàn)電池保溫性能，使電池在極低低溫或高溫情況下只需較少能量便能維持在適宜的溫度。當(dāng)電池溫度達(dá)到故障值時(shí)，電池管理發(fā)出控制和報(bào)警信息，停止對(duì)電池充放電使用，保證鋰電池的安全。電池包組總?cè)肟?1設(shè)有泵3，泵3、溫度傳感器12與充電機(jī)15通過信號(hào)線相連接， 形成一個(gè)控制單元13。當(dāng)電池處于低溫情況時(shí)，通過電池管理系統(tǒng)的溫度傳感器12實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到電池包8組中各電池單體的溫度信息。溫度傳感器12采集到的低溫信號(hào)，將信號(hào)發(fā)給控制單元13，經(jīng)控制單元13計(jì)算機(jī)處理后，通過CAN總線14信號(hào)傳輸，通知充電機(jī) 15對(duì)電池進(jìn)行小電流充電。充電過程中，根據(jù)歐姆定律得出，小電流的充電，電池的電阻將損失的能量逐漸轉(zhuǎn)化為熱量，使得電池的溫度逐漸升高。在進(jìn)行一定時(shí)間的小電流充電后， 當(dāng)電池管理系統(tǒng)的溫度傳感器12監(jiān)測(cè)到溫度正常后，經(jīng)控制單元13計(jì)算機(jī)處理后，通知充電機(jī)15恢復(fù)正常電流模式充電。當(dāng)電池處于高溫情況時(shí)，通過電池管理系統(tǒng)的溫度傳感器 12實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到電池包8組中各電池單體的溫度信息。溫度傳感器12采集到的高溫(即開水泵閥值)信號(hào)，將信號(hào)發(fā)給控制單元13，經(jīng)控制單元13計(jì)算機(jī)處理后，電池管理系統(tǒng)通知水泵3工作，對(duì)電池進(jìn)行降溫，直到溫度降至關(guān)水泵閥值時(shí)停機(jī)。電池管理系統(tǒng)裝置通過對(duì)水泵3的滯環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的冷卻。
權(quán)利要求1. 一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置，包括電池包組總?cè)肟凇⒗鋮s液循環(huán)系統(tǒng)、泵、冷卻液的入口、絕熱套、電池包壁、電池單元、電池包、冷卻液、電池包組總出口、冷卻液的出口、溫度傳感器、控制單元、CAN總線、充電機(jī)、電源，其特征是每個(gè)電池包組呈一個(gè)長(zhǎng)方體形狀， 電池包組總?cè)肟谠O(shè)有泵，泵接入電源，電池包內(nèi)設(shè)有相互電連接的電池單元，電池單元由一個(gè)或多個(gè)相互電連接的電池單體組成，電池包外設(shè)有絕熱套，電池包密封封裝，每個(gè)電池單元的大部分或全部都被填充有冷卻液的空隙所包圍，所有填充冷卻液的空隙都相互連通， 電池包一端設(shè)有冷卻液的入口，電池包另一端設(shè)有冷卻液的出口，填充有冷卻液的空隙中設(shè)有溫度傳感器，控制單元由泵、溫度傳感器與充電機(jī)通過信號(hào)線相連接組成，充電機(jī)通過 CAN總線連接控制單元，這樣的組成的電池包組總?cè)肟谂c電池包組總出口接入整車的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，組成了一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置。
專利摘要一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置，包括電池包組總?cè)肟?、冷卻液循環(huán)系統(tǒng)、泵、冷卻液的入口、絕熱套、電池包壁、電池單元、電池包、冷卻液、電池包組總出口、冷卻液的出口、溫度傳感器、控制單元、CAN總線、充電機(jī)、電源，其特征是每個(gè)電池包組呈一個(gè)長(zhǎng)方體形狀，電池包組總?cè)肟谠O(shè)有泵，泵接入電源，電池包內(nèi)設(shè)有相互電連接的電池單元，電池單元由一個(gè)或多個(gè)相互電連接的電池單體組成，電池包外設(shè)有絕熱套，電池包密封封裝，每個(gè)電池單元的大部分或全部都被填充有冷卻液的空隙所包圍，所有填充冷卻液的空隙都相互連通，電池包一端設(shè)有冷卻液的入口，電池包另一端設(shè)有冷卻液的出口，填充有冷卻液的空隙中設(shè)有溫度傳感器，控制單元由泵、溫度傳感器與充電機(jī)通過信號(hào)線相連接組成，充電機(jī)通過CAN總線連接控制單元，這樣的組成的電池包組總?cè)肟谂c電池包組總出口接入整車的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，組成了一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)裝置。
文檔編號(hào)H01M10/50GK202034454SQ201120042240
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者周劍波, 徐連國(guó), 徐連寬, 李遠(yuǎn)征, 馬憲 申請(qǐng)人:鹽城中威客車有限公司