[发明专利]电池组热管理系统

说明书

技术领域

本发明属于电动车辆的电池管理系统领域，具体涉及电池组热管理系统。

背景技术

目前电动汽车和混合动力汽日益成为重要的交通工具，而动力电池是纯电动汽车和混合动力汽车驱动的能量载体，为了满足快速充电和持续里程的要求，以及爬坡、加速等工况下的车辆动能，动力电池必须具备高功率输出和大容量。为了保证动力电池的高容量、大功率，通常将大量单体动力电池通过串联、并联的方式组成电池模组使用。

动力电池工作电流大，产热量大，同时电池组处于一个相对封闭的环境中，容易导致电池的温度上升，这是因为锂电池中的电解质，电解质在锂电池内部起电荷传导作用。目前锂电池大部分是易燃、易挥发的非水溶液组成，这个组成体系相比水溶液电解质组成的电池有更高的比能量和电压输出，符合用户更高的能量需求。因为非水溶液电解质本身易燃、易挥发，浸润在电池内部，也形成了电池的燃烧根源。因此锂电池材料的工作温度不得高于60℃，但现在夏季室外温度往往接近40℃，同时电池本身产热量大，这将导致电池的工作环境温度上升，而如果出现热失控，情况将十分危险。为了避免变成“烧烤”，给电池散热就尤为重要了。

电池组散热有主动和被动两种，两者之间在效率上有很大的差别。被动系统所要求的成本比较低，采取的措施也较简单。主动系统结构相对复杂一些，且需要更大的附加功率，但它的热管理更加有效。

另外，就是电池隔膜的作用，主要是在狭小空间内将电池正负级板分隔开来，防止两极接触造成短路，却能保证电解液中的离子在正负极之间自由通过。因此隔膜就成了保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料。

电解液是为了隔绝燃烧来源，隔膜是为了提高耐热温度，而散热充分则是降低电池温度，避免积热过多引发电池热失控。如果说电池温度急剧升高到300℃，即使隔膜不融化收缩，电解液自身、电解液与正负极也会发生强烈化学反应，释放气体，形成内部高压而爆炸，所以采用适合的散热方式至关重要。

参照中国发明CN104347908专利公开了一种蓄电池散热板，该散热板包括基板和若干排列的散热单元，所述散热单元是由2～4片散热片组成并在底部通过横梁相连，对应每个散热单元底部的横梁设有支撑筋。

在现有技术中，电池组的常用冷却方式主要是水冷或者空冷，比如空冷时，若果换热风扇一直持续工作，则换热风扇本身也会由于做功散发热量，导致电池组的工作环境温度上升。而如果只是在电池组升温至一定温度后再进行降温，由于空气与电池组表面的换热系数较低，无法在短时间内对电池组进行有效降温控制。而水冷降温的换热器在一段时间内降温效果显著，但是密封性要求高，质量相对较大，维修和保养复杂，结构相对复杂。而且长时间工作后，由于车辆的整个动力系统的工作环境温度升高导致水冷效果下降，或者需要在使用一段时间后，需要将水套中的水进行替换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池组热管理系统，该热管理系统根据实时监控电池组的输出电流及当前温度对电池组的当前环境温度进行有效监控，并及时调控散热装置对电池组进行散热，预防电池组的温度过高，提高电池组的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：

电池组热管理系统，包括电池组、控制装置和冷却系统；所述冷却系统包括电池箱体和散热装置，所述电池组设在所述电池箱体内；

所述电池组上连接有温度传感器、电流传感器；所述散热装置包括冷却剂承载控制箱和冷却剂循环管，所述冷却剂循环管设在所述电池组的表面，所述冷却剂承载控制箱设在所述电池箱体的外部的一端；所述控制装置包括显示屏以及其内设置的温度显示模块、电流显示模块和主控系统；

所述温度传感器、电流传感器和冷却剂承载控制箱均与所述控制装置连接；

所述温度传感器实时检测所述电池组当前的环境温度以及体表温度并将检测数据发送给所述主控系统，所述电流传感器实时检测所述电池组当前的输出电流并将检测数据发送给所述主控系统，所述主控系统内存储有所述电池组的温度与输出电流的标准值范围，所述主控系统获取所述检测数据并分别与标准值范围进行比对分析，之后将分析结果分别发送给所述温度显示模块和电流显示模块，并在显示屏上以曲线图的形式显示；同时，所述主控系统发出调控指令给所述冷却剂承载箱，所述冷却剂承载箱接收所述调控指令，并控制其内冷却剂的输出、停止以及输出速率。

进一步地，所述电池箱体为正六面体结构，其四周和上表面均为百叶窗结构，其底部设有固定支架，所述电池箱体的上盖的一边与其对应的侧面转动连接，并在转轴上设有控制电机。