[发明专利]车辆电池的温度控制器

说明书

本发明涉及一种用于控制车辆电池温度的电池温度控制器。

目前，由于对改善空气环境和环境问题的需要，引用低污染车辆和交换能源车辆的需求不断增加。交换能源车辆作为一个强有力的候选者，是具有一个与发动机一起使用的电动机的复式动力车。在高速驱动时，复式动力车由发动机驱动，而在低速驱动时，则由一个用电池作为电源的驱动电机驱动。在发动机驱动时，通过驱动一个发电电机为电池充电。

复式动力车所用的电池诸如铅酸电池、碱性蓄电池、金属空气蓄电池及高温电池。其中高温电池可靠地工作在高温环境下(如80～90℃)高效地工作，由此改善车辆燃料的消耗量。也就是说，复式动力车的高温电池具有一个高于大气温度的最佳效率温度(温度对效率的影响大于普通的铅酸电池)，因而考虑到电发生和蓄电效率以及车辆燃料的消耗量，要求温度保持在80℃左右。作为高温电池的实例，有一种采用诸如铜、镍或银的卤化物用作正极，并且采用金属锂(也可以改用诸如钙、镁等活性金属)作负极，而应用一个有机材料如碳酸丙烯作为电解液的高温电池。

由于为保持高温电池的温度，在车辆上需要安装一个热源，由此带来的问题是增加了车辆和电池的成本，以及由于为安装电池热源而增加了车辆的尺寸。

此外由于冷却装置不是为该热源单独提供的，因此高温电池的温度不能被精确地控制到最佳效率温度。由此还有改善电发生和蓄电效率以及车辆燃料的消耗量的余地。

本发明针对上述现有技术中的问题，其目的在于提出一种采用发动机余热加热高温电池的车辆电池的温度控制器，由此能够减小车辆和蓄电池的尺寸。

此外，本发明的另一个目的是提出一种车辆电池的温度控制器，它能精确地将高温电池的温度控制在一个最佳效率温度。

为实现上述目的，本发明的车辆电池温度控制器包括一个从车辆发动机排出余热的热交换器，和一个从热交换器向车辆高温电池传送热量的作为冷却剂循环通道的加热环。

对于本发明，发动机的余热用于保持高温电池的温度，并因此不需要在车辆上安装一个新的热源。所以，能够实现缩小车辆和蓄电池的尺寸。

进一步地，根据本发明的第二方面，提供了一个冷却高温电池的散热器，一个从高温电池向散热器传送热量的作为冷却剂循环通道的冷却环，冷却环以与加热环平行并与加热环具有共同的通道的方式连接，和一个用于加热环和冷却环的流动控制装置。

对于本发明，首先在车辆加热时，加热环和冷却环分别处于敞开和关闭状态，使得在热交换器中被发动机余热加热的高温冷却剂在加热环中进行循环，以加热高温电池，达到在高温电池上快速实现加热。此后，在高温电池的温度超过最佳效率温度的情况下，调节冷却环以逐渐地打开，在热交换器中释放了热量的低温冷却剂在冷却环中进行循环，并与在加热环中的冷却剂混合，以便给出高温冷却剂的混合液。由此冷却剂在高温电池上给出了一个不变的温度。以这种方式，高温电池能在一个最佳效率点工作。

在此，根据第三个方面，对于流动控制器，在加热环和冷却环上可以分别设置流动控制阀。

进一步地，在加热环和冷却环上分别替代流动控制阀，可将一个三通阀安装在加热环和冷却环的汇合部分，这样上述温度控制可以通过操作一个三通阀来完成。

图1显示本发明的一个复式动力车的布置的示意图；

图2是一个安装在复式动力车上的HPVM的立体图；

图3是一个复式动力车的方框图；

图4显示安装在复式动力车上空调机冷却剂的路径；

图5显示在复式动力车上冷却剂的流动；

图6是本发明车辆电池的温度控制器实施例简图；

图7显示高温电池的温度与效率之间的关系。

下面对一个例举的车辆电池的温度控制器结合复式动力车的实施例进行说明。

首先，参见图1，标记1表示一个复式动力车，在其前部装备有一个驱动单元2(被冷却的装置)，其中安装着一个用于驱动前轮的电动机2a，及一个在车辆的后部用于驱动后轮的发动机3(在本例中为一个涡轮增压发动机，但不仅限于此)。复式动力车1在低速驱动运行的时候，使用驱动电动机2a作为驱动源，当在一个平稳的速度运行时，换用发动机3作为驱动源。由于安装空间的问题和考虑到空气阻力，因此电动机2a被置于车辆的前部，发动机3被布置在车辆的后部。也有发动机3和电动机2a同时作为驱动源工作的情况。