一種具有防水功能的動力電池裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有防水功能的動力電池裝置及其控制方法，電池裝置包括電池箱體和電池箱體內的動力電池模塊，所述電池箱體和動力電池模塊之間設有風道；所述電池箱體上設有風口A和風口B，所述風口A上依次設有1#吸附室和1#加熱室，所述風口B上依次設有2#吸附室和2#加熱室，所述1#吸附室和所述2#吸附室內填充有水吸附劑，所述1#加熱室和所述2#加熱室內設有加熱裝置包括在動力電池裝置。在高溫冷卻模式、低溫加熱模式和吸附再生模式下通過整車控制器分別對該電池裝置進行控制，有效解決了對動力電池進行直接風冷的熱管理中出現(xiàn)的因空氣中的水汽在動力電池內部凝結對動力電池的絕緣性能產生的影響。
【專利說明】一種具有防水功能的動力電池裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車領域，具體涉及一種具有防水功能的動力電池裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]動力電池作為電動汽車的動力源模塊，在充放電過程中會產生熱量使得動力電池的溫升很快。為使動力電池再次行駛過程中正常可靠地工作，必須對電池的溫升進行有效的散熱和降溫。常見的散熱系統(tǒng)分為風冷和水冷兩種，其中，風冷散熱系統(tǒng)是用電子風扇對電池作吹風或抽風冷卻，因整個系統(tǒng)簡單，安全性較好而成為電動汽車動力電池最常用的熱管理方式，而水冷散熱系統(tǒng)則需要安裝復雜的冷卻水管通路和高性能的水泵電機，不僅技術要求高，散熱系統(tǒng)增加的重量會大大降低動力電池系統(tǒng)的能量密度，同時還存在冷卻水管漏水的安全隱患。
[0003]不過目前的風冷散熱技術會導致空氣中的水汽在電池內部凝結，會在一定程度上影響電池的絕緣性能，因此如何有效解決風冷散熱技術伴隨的防水問題，是動力電池的散熱研究中亟待解決的難題。實用新型專利(CN202009061U)公開了一種用于電動汽車的具有風冷機構的動力電池裝置，該動力電池裝置采用全密封設計，然后在動力電池的內部安裝電子風扇進行內循環(huán)風冷散熱，這的確提高了風冷系統(tǒng)的防水性能，可使動力電池內部的熱場保持均衡，但由于該散熱系統(tǒng)沒有進風口和出風口，無法與外界環(huán)境進行直接熱交換，因此散熱效果較差。
【發(fā)明內容】
[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有防水功能的動力電池裝置及其控制方法，解決了采用直接風冷的動力電池熱管理方式中的防水難題。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案具體為:一種具有防水功能的動力電池裝置，包括電池箱體和電池箱體內的動力電池模塊，所述電池箱體和動力電池模塊之間設有風道；所述電池箱體上設有風口 A和風口 B，所述風口 A上依次設有1#吸附室和1#加熱室，所述風口 B上依次設有2#吸附室和2#加熱室，所述1#吸附室和所述2#吸附室內填充有水吸附劑，所述1#加熱室和所述2#加熱室內設有加熱裝置。
[0006]所述水吸附劑為可再生吸附劑。
[0007]所述吸附劑為硫酸鈣、氯化鈣、氧化鋁、硅膠、活性無水硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鈣、碳酸鉀或者分子篩中的一種。
[0008]所述加熱裝置為功率可調整的加熱裝置，通過調整所述加熱裝置的功率，使得所述使通過所述加熱裝置的氣體溫度在30?200°C之間。
[0009]所述加熱裝置為PTC加熱片。
[0010]一種具有防水功能的動力電池裝置的控制方法，包括在動力電池裝置在高溫冷卻模式、低溫加熱模式和吸附再生模式下的控制方法，整車控制器根據動力電池的狀態(tài)，通過控制進風方向以及PTC的開斷、工作功率在三種模式中自動切換，其中:
[0011]當電池箱體內部的最高溫度高于預定值一且不滿足吸附再生模式的條件時，整車電池進入高溫冷卻模式，該模式下風口 A為進風口，風口 B為出風口，對所述電池模塊進行風冷的氣體由所述風口 A進入，氣體經1#吸附室除濕后進入電池箱體和所述動力電池模塊之間的風道進行熱交換，熱交換后的氣體經所述風口 B排出；
[0012]當電池箱體內部的最低溫度低于預定值二且不滿足吸附再生模式的條件時，整車電池進入低溫加熱模式，該模式下所述風口 A作進風口，所述風口 B為出風口，對所述電池模塊進行風冷的氣體由風口 A進入，氣體依次經1#吸附室除濕和1#加熱室加熱后進入電池箱體和所述動力電池模塊之間的風道進行熱交換，熱交換后的氣體經所述風口 B排出；
[0013]當電池箱體內部的風冷累計風量達到預定值三時，整車電池進入吸附再生模式，該模式下所述風口 A為進風口，所述風口 B為出風口，氣體經風口 A進入電池箱體和所述動力電池模塊之間的風道進行熱交換，熱交換后的氣體經2#加熱室加熱后經2#吸附室對吸附劑進行再生，再生完成后的氣體經所述風口 B排出；2#吸附室再生完成后，以所述風口 B作為進風口，以所述風口 A作為出風口，氣體由風口 B進入電池箱體和所述動力電池模塊之間的風道進行熱交換，熱交換后的氣體經所述1#加熱室加熱后進入所述1#吸附室對吸附劑進行再生后，經風口 A排出。
[0014]電池裝置的熱管理方式為直接風冷。
[0015]所述預定值一優(yōu)選為30?60°C之間，在所述高溫冷卻模式下，經所述1#加熱室加熱后的氣體溫度為30?60°C之間。
[0016]所述預定值二優(yōu)選為-30?10°C之間，在所述低溫加熱模式下，經所述2#加熱室加熱后的氣體溫度為100?200°C之間。
[0017]所述預定值三由吸附劑的吸附容量確定，在所述吸附再生模式下，經所述1#加熱室加熱后的氣體溫度為100?200°C之間。
[0018]本發(fā)明產生的有益效果是:具有防水功能的動力電池裝置采用直接風冷散熱方式，通過不同的控制方法可實現(xiàn)風冷氣體的除濕和吸附劑的再生，在可靠排除了動力電池在除濕環(huán)節(jié)的絕緣性能的同時，兼具實用性強和成本低的優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。
[0020]圖1為本發(fā)明一種具有防水功能的動力電池裝置在高溫冷卻模式時的工作示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明一種具有防水功能的動力電池裝置在低溫加熱模式時的工作示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明一種具有防水功能的動力電池裝置在吸附再生模式時的工作示意圖一；
[0023]圖4為本發(fā)明一種具有防水功能的動力電池裝置在吸附再生模式時的工作示意圖二。
[0024]圖中:1、電池箱體2、動力電池模塊3、風口 A4、風口 B5、風道6、1#吸附室7、1#加熱室8、2#吸附室9、2#加熱室。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細的說明。
[0026]如圖1所示的一種具有防水功能的動力電池裝置，包括電池箱體1、動力電池模塊2以及電池箱體I和動力電池模塊2的風道5，電池箱體I上設有風口 A3和風口 B4，風口A3上依次設有1#吸附室6和1#加熱室7，風口 B4上依次設有2#吸附室8和2#加熱室9，另外:
[0027]1#吸附室6和2#吸附室8內填充有可吸附水的吸附劑，吸附劑優(yōu)選可再生吸附齊IJ，可再生吸附劑可以是硫酸鈣、氯化鈣、氧化鋁、硅膠、活性無水硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鈣、碳酸鉀和分子篩等。
[0028]1#加熱室7和2#加熱室9內設有加熱裝置，加熱裝置優(yōu)選為PTC加熱片，PTC加熱片的加熱功率可調節(jié)，通過調節(jié)可使通過加熱裝置的氣體溫度在30?200°C之間。
[0029]該防水動力電池裝置包括在高溫冷卻模式、低溫加熱模式和吸附再生模式三種工作模式下的具體控制控制策略，三種模式的切換由整車控制器根據動力電池的狀態(tài)，通過控制PTC開斷及工作功率和進風方向自動進行切換，當動力電池內部的最高溫度高于預定值一(優(yōu)選在30?60°C的范圍內進行選擇)且不滿足吸附再生模式條件時，整車電池進入高溫冷卻模式；當動力電池內部的最低溫度低于預定值二(優(yōu)選在-30?10°C的范圍內進行選擇)且不滿足吸附再生模式條件時，整車電池進入低溫加熱模式；當動力電池內部風冷的累計風量達到預定值三時(預定值三是根據吸附劑的吸附容量確定的值)，整車電池進入吸附再生模式，三種模式下的控制策略具體為:
[0030]一、如圖1所示，高溫冷卻模式(如正常工作時)下,動力電池系統(tǒng)正常充放電,產生熱量，但此模式下的1#加熱室7與2#加熱室9均不工作，風冷氣體由風口 A3進入，經過1#吸附室6，氣體中的水汽被吸附劑吸收，干燥的氣體進入風道，與動力電池進行熱交換，隨后經由風口 B排出。其中設置2#吸附室9的目的是在風冷系統(tǒng)未啟動時，防止含濕空氣進入動力電池的內部，保證動力電池內部的干燥氣氛；
[0031]二、如圖2所示，低溫加熱模式(如冬季加熱時)下，動力電池內部的溫度較低，動力電池系統(tǒng)正常充放電但充放電性能較差，整車控制1#加熱室7工作而2#加熱室9不工作，風冷氣體由風口 A3進入，經過1#吸附室6，氣體中的水汽被吸附劑吸收，干燥的氣體再進入1#加熱室7進行加熱，通過功率調節(jié)，可使經PTC加熱片加熱后進入動力電池內部的氣體溫度在30?60°C的溫度范圍內，加熱后的干燥氣體進入風道5，與動力電池進行熱交換，隨后風冷氣體經由風口 B排出；
[0032]三、吸附再生模式下，整車依次對1#吸附室和2#吸附室內的吸附劑控制進行再生。如圖3所示，首先整車控制2#加熱室9工作而1#加熱室7不工作，氣體由風口 A3進入動力電池內部,再生氣體再進入2#加熱室9進行加熱，通過加熱功率調節(jié)可使經PTC加熱片加熱后的氣體溫度在100?200°C之間，之后氣體進入2#吸附室8進行吸附劑再生，最后氣體經由風口 B4排出；進一步如圖4所示，2#吸附室8完成再生后，整車控制1#加熱室7工作而2#加熱室9不工作，氣體由風口 B4進入動力電池內部的風道5，再生氣體再進入1#加熱室7進行加熱，通過加熱功率調節(jié)可使出口氣體溫度在100?200°C之間，加熱后的氣體進入1#吸附室6進行吸附劑再生，最后氣體經由風口 A3排出。
[0033]通過在風口設置吸附室和加熱裝置，不僅有效去除了風冷氣體中的水汽，克服了直接風冷所帶來的防水難題，同時該具有防水功能的動力電池裝置還可對吸附劑進行再生，不僅可保障吸附劑的除水效果，還實現(xiàn)了吸附劑的循環(huán)利用，兼顧了可靠性和經濟性的優(yōu)點。
[0034]如上所述，對本發(fā)明的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果、對本領域的技術人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種具有防水功能的動力電池裝置，其特征在于，包括電池箱體和電池箱體內的動力電池模塊，所述電池箱體和動力電池模塊之間設有風道；所述電池箱體上設有風口 A和風口 B，所述風口 A上依次設有1#吸附室和1#加熱室，所述風口 B上依次設有2#吸附室和2#加熱室，所述1#吸附室和所述2#吸附室內填充有水吸附劑，所述1#加熱室和所述2#加熱室內設有加熱裝置。
2.根據權利要求1所述的一種具有防水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述水吸附劑為可再生吸附劑。
3.根據權利要求2所述的一種具有防水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述可再生吸附劑為硫酸鈣、氯化鈣、氧化鋁、硅膠、活性無水硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鈣、碳酸鉀或者分子篩中的一種。
4.根據權利要求1所述的一種具有防水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述加熱裝置為功率可調整的加熱裝置，通過調整所述加熱裝置的功率，使得所述使通過所述加熱裝置的氣體溫度在30~200°C之間。
5.根據權利要求4所述的一種具有防水功能的動力電池裝置，其特征在于，所述加熱裝置為PTC加熱片。
6.一種具有防水功能的動力電池裝置的控制方法，其特征在于，包括在動力電池裝置在高溫冷卻模式、低溫加熱模式和吸附再生模式下的控制方法，整車控制器根據動力電池的狀態(tài)，通過控制進風方向以及PTC的開斷、工作功率在三種模式中自動切換，其中: 當電池箱體內部 的最高溫度高于預定值一且不滿足吸附再生模式的條件時，整車電池進入高溫冷卻模式，該模式下風口 A為進風口，風口 B為出風口，對所述電池模塊進行風冷的氣體由所述風口 A進入，氣體經1#吸附室除濕后進入電池箱體和所述動力電池模塊之間的風道進行熱交換，熱交換后的氣體經所述風口 B排出； 當電池箱體內部的最低溫度低于預定值二且不滿足吸附再生模式的條件時，整車電池進入低溫加熱模式，該模式下所述風口 A作進風口，所述風口 B為出風口，對所述電池模塊進行風冷的氣體由風口 A進入，氣體依次經1#吸附室除濕和1#加熱室加熱后進入電池箱體和所述動力電池模塊之間的風道進行熱交換，熱交換后的氣體經所述風口 B排出； 當電池箱體內部的風冷累計風量達到預定值三時，整車電池進入吸附再生模式，該模式下所述風口 A為進風口，所述風口 B為出風口，氣體經風口 A進入電池箱體和所述動力電池模塊之間的風道進行熱交換，熱交換后的氣體經2#加熱室加熱后經2#吸附室對吸附劑進行再生，再生完成后的氣體經所述風口 B排出；2#吸附室再生完成后，以所述風口 B作為進風口，以所述風口 A作為出風口，氣體由風口 B進入電池箱體和所述動力電池模塊之間的風道進行熱交換，熱交換后的氣體經所述1#加熱室加熱后進入所述1#吸附室對吸附劑進行再生后，經風口 A排出。
7.根據權利要求6所述的一種具有防水功能的動力電池裝置的控制方法，其特征在于，電池裝置的熱管理方式為直接風冷。
8.根據權利要求6所述的一種具有防水功能的動力電池裝置的控制方法，其特征在于，所述預定值一為30~60°C之間的值，在所述高溫冷卻模式下，經所述1#加熱室加熱后的氣體溫度為30~60°C之間。
9.根據權利要求6所述的一種具有防水功能的動力電池裝置的控制方法，其特征在于，所述預定值二為-30~10°C之間的值，在所述低溫加熱模式下，經所述2#加熱室加熱后的氣體溫度為100~200°C之間。
10.根據權利要求6所述的一種具有防水功能的動力電池裝置的控制方法，其特征在于，所述預定值三由吸附劑的吸附容量確定，在所述吸附再生模式下，經所述1#加熱室加熱后的氣體溫度為100~ 200°C之間。
【文檔編號】H01M10/613GK104051817SQ201410234593
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】向晉, 俞會根, 盛軍, 閻永恒 申請人:北京新能源汽車股份有限公司