[发明专利]电动车辆动力电池组液流热管理装置、管理系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动车辆动力电池组热管理领域，特别地涉及有益的 控制提升动力电池液流体循环流动换热结构和动力电池组充放电过 程中温度均衡性的电动车辆动力电池组液流热管理装置、管理系统及 其控制方法。

背景技术

日益严重的能源和环境问题使传统内燃机汽车面临着严峻的挑 战，节能环保的电动车辆越来越受到关注。各国汽车制造商纷纷研发 电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)。

动力电池是电动车辆的关键部件，其直接影响到电动车辆的性能 和行驶里程。由于汽车的行驶工况复杂多变，在高温环境下、大负载 瞬时加速、以及爬坡时，动力电池组将做出大功率输出，使得动力电 池会产生大量的热量，如不能及时输散热量，将会造成动力电池升温 过快和温度过高，从而严重影响电池的健康状态；同时电池组内部各 单体电池温度的差异也会影响电池组的使用效率和寿命。而在低温环 境下，动力电池组的充放电性能急剧下降，无法满足正常使用要求。 因此对动力电池组进行有效的热管理显得尤其重要。

目前针对动力电池的温度控制方式，按照传热介质主要分为两 类：风冷和液冷。其中，风冷系统结构简单，成本低，但是冷却速度 慢，热响应差，传热效率低。而液冷系统换热效率高，便于加热与冷 却双向控制，易于整车集成热管理，即液流较强的可控性有利于电池、 电机和电机控制器热控联动，以及与空调系统的热力耦合有利于实现 能量互补再利用。由于发热电池单体的成组应用，中间区域必然热量 聚集较多，边缘区域较少，增加了电池单体间温度不均衡，从而加剧 个电池模块单体的内阻和容量的不一致性。若长时间积累，会使得部 分单体电池过充电或过放电，从而影响电池的循环寿命，严重的还会 造成安全隐患。若在低温环境下，电池内部的电化学反应物质活性降 低，使得充放电性能下降。液流系统是通过循环液体的流动将动力电 池电池组产生的热量带走，以达到控制温度的目的。显然，液流系统 已成为高功率电池组热管理系统的主流方案。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种电动车辆 动力电池组的液流热管理装置、管理系统及其控制方法，以解决动力 电池组在复杂工况，高负荷时的充放电过程的温度及温度均衡问题。

为了实现上述目的，本发明的第一个目的在于提供一种电动车辆 动力电池组的液流热管理装置，包括前立板、后立板、电极压板和动 力电池、左立板、右立板、传热隔板组和电池底板，其中，所述前立 板、后立板、左立板、右立板分别与所述电池底板相互垂直组成所述 电动车辆动力电池组的基本立方体骨架；所述左立板的内侧环设有左 凹槽，在所述左立板的内侧的前端处设置有进液管口；所述右立板的 内侧环设有右凹槽，在所述右立板的内侧的后端处设置有出液管口； 所述传热隔板组的两侧分别卡设于所述左立板的左凹槽和所述右立 板的右凹槽中，所述传热隔板组由多个传热隔板间隔均匀地排布组 成，每个所述传热隔板内设置有传热工质流道，所述传热工质流道设 置有传热工质入口端和传热工质出口端，所述传热工质入口端与所述 左立板的进液管口相连通，所述传热工质出口端与所述右立板的出液 管口相连通；所述电极压板盖设于所述传热隔板组的上方，所述电极 压板的两端分别与所述左立板和所述右立板相连接；所述动力电池的 底部与所述电池底板相胶接，所述动力电池的极柱与所述电极压板相 连接，所述动力电池插设于所述传热隔板组中的相邻的传热隔板之间 的间隙中。

作为对本发明所述的液流热管理装置的进一步说明，优选地，所 述传热隔板组中的相邻的传热隔板之间的间隙是两块所述动力电池 的厚度。

作为对本发明所述的液流热管理装置的进一步说明，优选地，所 述传热隔板组的传热隔板上设置有多个长方形截面的贯穿的传热工 质流道。

作为对本发明所述的液流热管理装置的进一步说明，优选地，每 两块所述动力电池绑定在一起，两块所述动力电池插设于所述传热隔 板组中的相邻的传热隔板之间的间隙中，所述传热隔板与相邻的动力 电池相紧贴。

作为对本发明所述的液流热管理装置的进一步说明，优选地，所 述传热隔板组与所述前立板之间，所述传热隔板组与所述后立板之间 均夹设有人造橡胶垫。

作为对本发明所述的液流热管理装置的进一步说明，优选地，所 述电动车辆动力电池组的液流热管理装置还包括电池箱底罩和电池 箱顶罩，所述电池箱顶罩盖合于所述电动车辆动力电池组的基本骨架 的上方，所述电池箱底罩包覆于所述电池底板的底部。