一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于動(dòng)力電池應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)。所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)、電池組，還包括分別與電池管理系統(tǒng)電連接的若干發(fā)熱器件、若干風(fēng)扇和若干溫度傳感器；所述發(fā)熱器件均設(shè)置于電池組周邊，所述發(fā)熱器件一側(cè)貼近電池組，所述發(fā)熱器件另一側(cè)安裝一風(fēng)扇；所述溫度傳感器的采集端分布于電池組的側(cè)面及電池組內(nèi)各電池的連接處，所述溫度傳感器的輸出端連接電池管理系統(tǒng)的溫度信號(hào)輸入端。所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)綜合采用發(fā)熱器件與風(fēng)扇，可根據(jù)電池組的溫度情況，進(jìn)行加熱升溫或冷卻降溫，提高了電池組的一致性，同時(shí)達(dá)到加熱和降溫的雙重目的。
【專利說明】
一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于動(dòng)力電池應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電動(dòng)汽車或儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池因其具有使用壽命長(zhǎng)、能量密度高、具備高功率承受力、自放電率低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，作為二次電池它具有無可替代的作用，被廣泛應(yīng)用于日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。尤其是動(dòng)力鋰電池，被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能電站領(lǐng)域。但由于鋰電池需要較好的溫度環(huán)境才能進(jìn)行良好的充放電工作，溫度過低時(shí)，電池化學(xué)活性降低，放電電流隨之減小，再者低溫充電則會(huì)影響破壞其化學(xué)特性，隨之影響其使用壽命；電池在充放電的過程中會(huì)有較大的溫升，電池內(nèi)部或表面溫度過高，或者電池組內(nèi)不同電池溫度的不一致性，都將影響其工作特性，縮短其使用壽命。由此可見，適宜的溫度對(duì)于延長(zhǎng)電池使用壽命至關(guān)重要。
[0003]就目前而言，低溫時(shí)，動(dòng)力電池組需通過借助外界熱源來實(shí)現(xiàn)溫度提高，如通過加熱絲、加熱片、PTC、熱電偶等加熱源加熱，但加熱方式及效果大都不太理想;高溫時(shí)，大都采用自然冷卻、風(fēng)冷、水冷的方式對(duì)電池包進(jìn)行散熱，自然冷卻方式用時(shí)長(zhǎng)且不可靠，水冷方式的電池包結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本相對(duì)較高，風(fēng)冷方式的風(fēng)道設(shè)計(jì)不合理等等都將影響到系統(tǒng)的熱效果。各種不合理的方式限制了電池組溫度的控制和其溫度的一致性，冷卻或加熱效果不佳，無法達(dá)到預(yù)期的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種可控制加熱或冷卻電池組的動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，該動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)，加熱和冷卻控制方式簡(jiǎn)單，且效果較好。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)、電池組，還包括分別與電池管理系統(tǒng)電連接的若干發(fā)熱器件、若干風(fēng)扇和若干溫度傳感器;所述發(fā)熱器件均設(shè)置于電池組周邊，所述發(fā)熱器件一側(cè)貼近電池組，所述發(fā)熱器件另一側(cè)安裝一風(fēng)扇；所述溫度傳感器的采集端分布于電池組的側(cè)面及電池組內(nèi)各電池的連接處，所述溫度傳感器的輸出端連接電池管理系統(tǒng)的溫度信號(hào)輸入端。
[0007]優(yōu)選的，所述電池組的底部設(shè)置有第一發(fā)熱器件，所述第一發(fā)熱件下方設(shè)置第一風(fēng)扇。
[0008]優(yōu)選的，所述電池組右側(cè)設(shè)置第二發(fā)熱器件，所述第二發(fā)熱器件右側(cè)設(shè)置第二風(fēng)扇;所述電池組左側(cè)設(shè)置第三發(fā)熱器件，所述第三發(fā)熱器件左側(cè)設(shè)置第三風(fēng)扇。
[0009]優(yōu)選的，所述發(fā)熱器件與電池管理系統(tǒng)之間設(shè)置有發(fā)熱器件控制開關(guān)。
[0010]優(yōu)選的，所述發(fā)熱器件控制開關(guān)為MOS開關(guān)、繼電器或光耦器件。
[0011]優(yōu)選的，所述發(fā)熱器件之間的連接方式為串聯(lián)或并聯(lián)方式。
[0012]優(yōu)選的，所述風(fēng)扇與電池管理系統(tǒng)之間設(shè)置有風(fēng)扇控制開關(guān)。
[0013]優(yōu)選的，所述風(fēng)扇控制開關(guān)為MOS開關(guān)、繼電器或光耦器件。
[0014]優(yōu)選的，所述風(fēng)扇之間的連接方式為串聯(lián)或并聯(lián)方式。
[0015]優(yōu)選的，所述發(fā)熱器件還與第一供電源連接。
[0016]優(yōu)選的，所述風(fēng)扇還與第二供電源連接。
[0017]優(yōu)選的，所述發(fā)熱器件為電發(fā)熱絲、PTC發(fā)熱體或熱電偶。
[0018]優(yōu)選的，所述第一供電源為充電機(jī)，所述第二供電源為車載電瓶。
[0019]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0020](I)所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)綜合采用發(fā)熱器件與風(fēng)扇，可根據(jù)電池組的溫度情況，進(jìn)行加熱升溫或冷卻降溫，提高了電池組的一致性，同時(shí)達(dá)到加熱和降溫的雙重目的。
[0021](2)所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)合理設(shè)置發(fā)熱器件和風(fēng)扇的位置，可對(duì)電池組進(jìn)行快速、均勻的加熱或冷卻降溫。
[0022](3)所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)采用風(fēng)扇進(jìn)行加熱和降溫，充分合理利用了風(fēng)扇的風(fēng)力與風(fēng)量。
[0023](4)所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)具有控制簡(jiǎn)單、功能易于實(shí)現(xiàn)、成本低的優(yōu)勢(shì)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1中所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2中所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0027]名詞說明:
[0028]1、電池管理系統(tǒng):即Battery Management System，簡(jiǎn)稱BMS系統(tǒng)，是電池與用戶之間的紐帶，主要對(duì)象是二次電池。
[0029]2、電池組:也即電池包，由多節(jié)電池以不同串并聯(lián)的方式組合成的多節(jié)電池的合集，主要應(yīng)用于以電池作為動(dòng)力來源的電動(dòng)車或儲(chǔ)能電站或UPS裝置等不同的技術(shù)領(lǐng)域。[°03°] 3、溫度傳感器:Temperature Transducer，是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器，根據(jù)其輸出信號(hào)的種類，可分為數(shù)字式溫度傳感器和模擬式溫度傳感器;根據(jù)傳感器材料又可分為熱電阻溫度傳感器和熱電偶溫度傳感器。
[0031]實(shí)施例1
[0032]一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，如圖1所示，所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)包括BMS系統(tǒng)7、電池組11，還包括分別與BMS系統(tǒng)7電連接的若干發(fā)熱器件、若干風(fēng)扇和若干溫度傳感器12。
[0033]其中，所述電池組11的底部設(shè)置有第一發(fā)熱器件31，所述第一發(fā)熱件31下方設(shè)置第一風(fēng)扇21;所述電池組右側(cè)設(shè)置第二發(fā)熱器件32，所述第二發(fā)熱器件右側(cè)設(shè)置第二風(fēng)扇22;所述電池組11左側(cè)設(shè)置第三發(fā)熱器件33，所述第三發(fā)熱器件左側(cè)設(shè)置第三風(fēng)扇23。
[0034]電池組11底部設(shè)置第一發(fā)熱器件31和第一風(fēng)扇21，可利用熱風(fēng)易于上升的規(guī)律，有效快速達(dá)到對(duì)電池組11進(jìn)行加熱或冷卻散熱的效果；
[0035]電池組11兩側(cè)相對(duì)設(shè)置第二發(fā)熱器件32、第二風(fēng)扇22、第三發(fā)熱器件33和第三風(fēng)扇23，兩側(cè)風(fēng)向相對(duì)，可對(duì)電池組進(jìn)行均勻的加熱或冷卻。
[0036]所述溫度傳感器12的采集端分布于電池組11的側(cè)面及電池組11內(nèi)各電池的連接處，所述溫度傳感器12的輸出端連接BMS系統(tǒng)7的溫度信號(hào)輸入端。
[0037]所述發(fā)熱器件之間的連接方式為并聯(lián)方式。
[0038]所述風(fēng)扇之間的連接方式為并聯(lián)方式。
[0039]所述發(fā)熱器件為電發(fā)熱絲。
[0040]本實(shí)施例所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)的工作原理為:
[0041 ]情形一:當(dāng)BMS系統(tǒng)通過溫度傳感器12采集到電池組11溫度過低時(shí)，則BMS系統(tǒng)控制啟動(dòng)各發(fā)熱器件和風(fēng)扇，第一發(fā)熱器件31、第二發(fā)熱器件32、第三發(fā)熱器件33、第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22、第三風(fēng)扇23處于工作狀態(tài)，第一發(fā)熱器件31、第二發(fā)熱器件32和第三發(fā)熱器件33散發(fā)出熱量，并分別通過第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23的風(fēng)力將熱量均勻分布在電池組11的周圍，使電池組內(nèi)每節(jié)電池的溫度保持一致性的升溫，并快速達(dá)到其可充放電的工作環(huán)境溫度；
[0042]情形二:當(dāng)BMS系統(tǒng)通過溫度傳感器12采集到電池組11溫度在正常工作溫度范圍時(shí)，則控制各發(fā)熱器件和風(fēng)扇停止運(yùn)行；
[0043]情形三:當(dāng)BMS系統(tǒng)通過溫度傳感器12采集到電池組11溫度過高時(shí)，則啟動(dòng)各風(fēng)扇，使第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23處于運(yùn)行狀態(tài)，第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23吹出的風(fēng)對(duì)電池組11進(jìn)行散熱，使電池組11本身及環(huán)境溫度下降，使電池組11達(dá)到正常工作溫度范圍。
[0044]實(shí)施例2
[0045]一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，如圖2所示，所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)包括BMS系統(tǒng)7、電池組11，還包括若干發(fā)熱器件、若干風(fēng)扇和若干并行連接的溫度傳感器12。
[0046]其中，所述電池組11的底部設(shè)置有第一發(fā)熱器件31，所述第一發(fā)熱件31下方設(shè)置第一風(fēng)扇21;所述電池組右側(cè)設(shè)置第二發(fā)熱器件32，所述第二發(fā)熱器件右側(cè)設(shè)置第二風(fēng)扇22;所述電池組11左側(cè)設(shè)置第三發(fā)熱器件33，所述第三發(fā)熱器件左側(cè)設(shè)置第三風(fēng)扇23。
[0047]第一發(fā)熱器件31、第二發(fā)熱器件32和第三發(fā)熱器件33為相互并聯(lián)關(guān)系；第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23為相互并聯(lián)關(guān)系。
[0048]本實(shí)施例中發(fā)熱器件為電發(fā)熱絲。
[0049]所述溫度傳感器12的采集端分布于電池組11的側(cè)面及電池組11內(nèi)各電池的連接處，所述溫度傳感器12的輸出端連接BMS系統(tǒng)7的溫度信號(hào)輸入端。
[0050]所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)還包括上位機(jī)10、12/24V的車載電瓶4、DC/DC模塊5和充電機(jī)9;所述DC/DC模塊5的輸入端連接車載電瓶4的正極端和負(fù)極端。
[0051 ]所述BMS系統(tǒng)7分別連接DC/DC模塊5的輸出端、上位機(jī)1、充電機(jī)9、第一MOS開關(guān)6的G極和第二 MOS開關(guān)8的G極；
[0052]所述BMS系統(tǒng)7與上位機(jī)10的通訊方式為CAN總線通訊方式;所述BMS系統(tǒng)7與充電機(jī)9的通訊方式為CAN總線通訊方式。
[0053]所述第一MOS開關(guān)6的S極連接車載電瓶4的正極端，所述第一 MOS開關(guān)6的D極分別連接第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23的正極端。
[0054]第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23的負(fù)極端與車載電瓶4的負(fù)極端連接。
[0055]為了使示意圖清楚簡(jiǎn)要，在圖2中僅示意出第三風(fēng)扇23與第一MOS開關(guān)6、車載電瓶4的連接，省略了第三風(fēng)扇23與BMS系統(tǒng)7的連接線。因第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23為相互并聯(lián)關(guān)系，圖2中也省略了第一風(fēng)扇21和第二風(fēng)扇22的連接線。
[0056]所述第一發(fā)熱器件31、所述第二發(fā)熱器件32和所述第三發(fā)熱器件33的一端分別連接在第二 MOS開關(guān)8的S極，所述第一發(fā)熱器件31、所述第二發(fā)熱器件32和所述第三發(fā)熱器件33的另一端分別連接在充電機(jī)9的正極;第二 MOS開關(guān)8的D極與充電機(jī)的負(fù)極連接。
[0057]為了使示意圖清楚簡(jiǎn)要，在圖2中僅示意出第一發(fā)熱器件31與第二MOS開關(guān)8、充電機(jī)的連接，省略了第一發(fā)熱器件31與BMS系統(tǒng)7的連接線。因第一發(fā)熱器件31、第二發(fā)熱器件32和第三發(fā)熱器件33為相互并聯(lián)關(guān)系，圖2中也省略了第二發(fā)熱器件32和第三發(fā)熱器件33的連接線。
[0058]本實(shí)施例所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)的工作原理為:
[0059]情形一:當(dāng)BMS系統(tǒng)通過溫度傳感器12采集到電池組11溫度過低時(shí)，則BMS系統(tǒng)控制第一 MOS開關(guān)6和第二 MOS開關(guān)8打開，使第一發(fā)熱器件31、第二發(fā)熱器件32、第三發(fā)熱器件33、第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22及第三風(fēng)扇23通電啟動(dòng)，處于工作狀態(tài);第一發(fā)熱器件31、第二發(fā)熱器件32和第三發(fā)熱器件33散發(fā)出熱量，并分別通過第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23的風(fēng)力將熱量均勻分布在電池組11的周圍，使電池組內(nèi)每節(jié)電池的溫度保持一致性的升溫，并快速達(dá)到其可充放電的工作環(huán)境溫度；
[0060]情形二:當(dāng)BMS系統(tǒng)通過溫度傳感器12采集到電池組11溫度在正常工作溫度范圍時(shí)，則控制第一MOS開關(guān)6和第二MOS開關(guān)8關(guān)閉，使各發(fā)熱器件和風(fēng)扇停止運(yùn)行；
[0061 ]情形三:當(dāng)BMS系統(tǒng)通過溫度傳感器12采集到電池組11溫度過高時(shí)，則控制第一MOS開關(guān)6打開，啟動(dòng)各風(fēng)扇，使第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23處于運(yùn)行狀態(tài)，第一風(fēng)扇21、第二風(fēng)扇22和第三風(fēng)扇23吹出的風(fēng)對(duì)電池組11進(jìn)行散熱，使電池組11本身及環(huán)境溫度下降，使電池組11達(dá)到正常工作溫度范圍。
[0062]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，包括電池管理系統(tǒng)、電池組，其特征在于:所述動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)還包括分別與電池管理系統(tǒng)電連接的若干發(fā)熱器件、若干風(fēng)扇和若干溫度傳感器;所述發(fā)熱器件均設(shè)置于電池組周邊，所述發(fā)熱器件一側(cè)貼近電池組，所述發(fā)熱器件另一側(cè)安裝一風(fēng)扇;所述溫度傳感器的采集端分布于電池組的側(cè)面及電池組內(nèi)各電池的連接處，所述溫度傳感器的輸出端連接電池管理系統(tǒng)的溫度信號(hào)輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電池組的底部設(shè)置有第一發(fā)熱器件，所述第一發(fā)熱件下方設(shè)置第一風(fēng)扇。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電池組右側(cè)設(shè)置第二發(fā)熱器件，所述第二發(fā)熱器件右側(cè)設(shè)置第二風(fēng)扇;所述電池組左側(cè)設(shè)置第三發(fā)熱器件，所述第三發(fā)熱器件左側(cè)設(shè)置第三風(fēng)扇。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)熱器件與電池管理系統(tǒng)之間設(shè)置有發(fā)熱器件控制開關(guān);所述風(fēng)扇與電池管理系統(tǒng)之間設(shè)置有風(fēng)扇控制開關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)熱器件控制開關(guān)為MOS開關(guān)、繼電器或光耦器件;所述風(fēng)扇控制開關(guān)為MOS開關(guān)、繼電器或光耦器件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)熱器件之間的連接方式為串聯(lián)或并聯(lián)方式;所述風(fēng)扇之間的連接方式為串聯(lián)或并聯(lián)方式。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)熱器件與第一供電源連接;所述風(fēng)扇與第二供電源連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述第一供電源為充電機(jī)，所述第二供電源為車載電瓶。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力電池溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)熱器件為電發(fā)熱絲、PTC發(fā)熱體或熱電偶。
【文檔編號(hào)】H01M10/613GK205452478SQ201521113630
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【發(fā)明人】徐文賦, 任素云, 賀亮
【申請(qǐng)人】惠州市藍(lán)微新源技術(shù)有限公司