发明人:吴华春,付乐群,曹鼎钰,李欣欢
专利权人:武汉理工大学
公开日:2020-06-23
公开号:CN109860950B
专利类别:发明授权
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摘要:本发明公开了一种组合式电动汽车动力电池的热管理装置,每个单体电池及其冷却、加热系统组成一个模块,整体状置可根据动力电池的多少进行模块的组合。每个模块四周及底部包裹有相变材料,含有冷却工质的蛇形铜管埋于相变材料中,与冷凝管、增压泵组成装置的液冷散热系统,箱体外壳设置成可开关式并行通风的结构,散热时利用风的流动带走部分相变材料和铜管上的热量。低温时,关闭箱体外壳通风口,电池箱形成密闭空间,通过电阻丝对电池进行加热,保证电池工作与适宜温度,通过温度传感器检测相变材料的温度,利用控制器实现不同散热方式或加热模式的切换,可根据电池模块数的多少和实际环境调节冷却工质的流速,适用范围广。
1.一种组合式电动汽车动力电池的热管理装置的动力电池热管理方法,其特征在于:热管理装置包括相变模块、热交换模块、温度传感器、控制器、增压泵、换向阀、冷却模块和加热模块,所述相变模块包裹在动力电池四周,与动力电池进行直接热量交换,所述加热模块设于动力电池与相变模块之间,用于需要时对动力电池进行加热,所述热交换模块设于相变模块内,其设有一个冷却工质入口和一个冷却工质出口,所述温度传感器用于测量相变模块温度,所述冷却工质出口通过出口连接管道与换向阀的入口相连,所述冷却工质入口通过进口连接管道与增压泵的出口相连,增压泵的入口与冷却模块的出口相连,冷却模块的入口通过冷凝管支路与换向阀的第一出口相连,所述冷却模块用于将进入该模块的高温冷却工质冷却降温并输出,冷却工质入口还通过内循环支路直接与换向阀的第二出口相连,所述控制器接收温度传感器的温度信号,根据温度信号控制换向阀切换以及是否启动冷却模块、增压泵和加热模块;多个动力电池组合在一起形成动力电池组,动力电池组的各个动力电池的热交换模块通过连接管串联,最终在动力电池组首尾两端形成冷却工质入口和冷却工质出口;所述动力电池组外设有将其包裹的箱体外壳,箱体外壳与动力电池之间设有形成风冷通道的间隙,在箱体外壳两端分别设有与风冷通道相通的进风口和出风口,所述进风口和出风口分别设有通过控制器控制启闭的进风门和出风门;管理方法包括以下步骤:启动时,根据温度传感器检测到的温度判断热管理模式,当检测到温度高于电池的最低最适温度,通过控制器打开箱体外壳两端的进风口和出风口,此时动力电池所产生的热量被相变模块吸收,而相变模块吸收的热量通过汽车在行驶过程中的风经过风冷通道散发到外界空气中;当温度传感器检测到相变模块温度升高到其相变温度后,控制器换向阀打开冷凝管支路,之后开启增压泵,此时增压泵将带动热交换模块中的冷却工质循环流动,由于热交换模块分布于相变模块中,因此相变模块所存储的热量将通过热交换模源源不断的送往冷却模块,使相变模块始终保持相变温度,维持其散热效果,直到温度传感器检测到相变模块温度开始下降时,控制器控制增压泵关闭,控制换向阀关闭冷凝管支路,打开内循环支路,相变模块的温度降利用风冷通道逐渐下降至室温;当启动时,温度传感器检测到相变模块温度过低时,控制器控制出风口和进风口关闭,再通过控制器启动加热模块开始工作,加热模块直接对电池进行加热直到温度传感器检测到相变模块温度变化并达到相变温度时停止加热。
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