[发明专利]车用电池热管理系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用电池热管理系统，本发明还涉及一种车用电池热管理系统的工作方法。

背景技术

近年来，由于面临能源成本的压力以及政府和消费者对于环保的日益重视，混合动力汽车和电动汽车以其能够大幅减少或消除尾气排放和降低能耗的优点，引起众多汽车生产厂家的重视，并纷纷投入巨资研发和推广。然而，动力电池技术却极大的制约了混合动力汽车和电动汽车的推广，成为新能源汽车发展的瓶颈。

动力电池作为能量存储器件，在混合动力汽车和电动汽车中起到异常关键作用，其性能好坏极大的影响整车的性能。动力电池由多个电池单体进行串并联后组成，目前的动力电池单体在极端低温(小于-30℃)和极端高温(大于50℃)的环境下都无法正常工作，导致以动力电池为能量来源的车辆此时也无法正常工作，使车辆无法达到全天候运行的要求，和传统汽车相比其使用有较大局限性。

另外，目前的动力电池由几十或几百个电池单体串并联组成，如果某一电池因老化或其他原因造成单体性能下降，就会造成整个动力电池的性能大幅下降，如果某一电池单体失效，就有可能造成整个动力电池的失效。这样就给动力电池的维护带来很大麻烦：如果任一电池单体失效，就必须更换整个电池包，同时由于目前电池本身价格昂贵，这样就导致了电池的维护成本居高不下。造成电池单体性能不一致有很多原因，而其中一个重要的原因就是各电池单体的温度不均衡，导致温度过高的电池单体加速老化或失效。

另外，动力电池与其它系统之间的大功率能量交换(包括能量注入电池包或能量从电池包输出)，以及电池包部分电路发生故障(如短路)时，电池包可能因过热而引起性能的恶化甚至引起电池包爆炸的严重事故，给车辆的运行造成了安全隐患。

上述问题的存在都严重制约了混合动力汽车和电动汽车的推广使用，动力电池目前已经成为新能源汽车发展的瓶颈，全球各大汽车厂商和科研机构也纷纷投入大量资金和人力到动力电池的研究工作上去，但就目前的电池技术发展来看，短时间内解决动力电池单体技术的问题仍然非常困难。

本发明中所说的汽车包括电动汽车和混合动力汽车。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车用电池热管理系统及其工作方法，能够使得电池系统始终保持在良好的工作环境中，延长电池系统的寿命，保证电池系统的安全，降低电池系统的使用成本。

为解决上述技术问题，本发明车用电池热管理系统的技术方案是，包括：

电池包，所述电池包内设置有相互电连接的电池单元，所述电池单元由一个或相互电连接的多个电池单体组成，所述电池包密封封装，每个电池单元的大部分或全部都被填充有冷却液的空隙所包围，且所有填充有冷却液的空隙都相互连通，所述填充有冷却液的空隙中设置有温度传感器，所述电池包上设置有冷却液的入口和出口；

所述冷却液的入口和出口分别连接到两个管路中从而组成两个循环，分别是大循环和小循环，所述大循环是所述电池包冷却液的入口和出口与主热交换器组成的循环管路，所述小循环是所述电池包冷却液的入口和出口与管路中串联连接的加热单元和制冷单元组成的循环管路，所述大循环与小循环的管路中各设置有一个驱动冷却液在大循环中或者小循环中流动的泵；

还包括一个控制单元，所述控制单元采集所述温度传感器的信号，并且控制所述制冷单元和加热单元的工作状态，并控制所述两个泵的工作。

本发明还提供了一种上述车用电池热管理系统的工作方法，其技术方案是，

当汽车未启动时，以及在汽车启动运行初期，主热交换器循环回路中的冷却液还未经过足够的预热或预冷，尚不能实现调节电池包温度功能时，所述控制单元根据电池包中温度传感器的温度信息控制制冷单元、加热单元以及小循环管路中的泵的工作，使得冷却液只可能在小循环中循环，使得电池包中冷却液的温度保持在使电池单体正常工作且性能良好的温度水平；

当汽车启动运行后，主热交换器循环回路中的冷却液已经过足够的预热或预冷后，循环回路已能实现调节电池包温度功能时，所述控制单元根据电池包中温度传感器的温度信息控制所述主热交换器及大循环管路中的泵的工作，使得冷却液只可能在大循环管路中循环，使得电池包中冷却液的温度保持在使电池单体正常工作且性能良好的温度水平。

本发明能够使得电池始终处于一个合适的温度环境中，从而延长了电池系统的使用寿命，保证了电池系统的安全，降低了电池系统的使用成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：