[发明专利]一种电动汽车电池复合热管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种基于电池高温节点的相变蓄热与液体冷却相结合的电动汽车电池复合热管理系统。

背景技术

近年来，新能源汽车因符合新世纪“可持续发展”、“绿色环保”的时代要求，得到了飞速发展，然而，由于某些问题的存在，新能源汽车仍未广泛普及，其中，较有代表性的，即是纯电动汽车动力电池的热管理问题。作为电动汽车“心脏”的动力电池，往往需要在适宜的环境温度下工作，当环境温度过高或过低时，电池性能会受到严重影响，甚至引发“热失控”。动力电池的热管理不仅取决于其自身工作状态，而且与外部环境有较大关系，因此，研发安全可靠、经济的电动汽车电池热管理系统是目前电动汽车领域非常重要的研究方向。

动力电池热管理主要包括电池散热和电池预热。冬季电动汽车刚启动时，由于环境温度较低，为保证电池性能，需对动力电池组进行预热，而电动汽车运行过程中，由于动力电池自身产热，又需要对电池进行散热。

目前，常见的动力电池热管理方式包括：空气热管理、液体热管理、相变材料热管理以及热管热管理等。空气热管理系统虽然结构简单、成本便宜，但已难以满足较高环境温度、较大产热速率下动力电池的冷却或电动汽车低温启动时的快速预热需求。液体热管理系统有较强换热能力，但系统结构较复杂，质量较大。相变材料热管理系统属于被动热管理系统，不需要消耗额外的电能，是一种较为理想的热管理方式。然而，目前常见的相变热管理系统是将相变材料直接填充于电池箱体中，并未与动力电池组分开独立设置，从而严重影响电动车能量密度、续驶里程。

此外，目前电池预热主要采用电加热方式，该方法不仅需消耗动力电池组电量，且低温时，电池性能已收到严重限制，此时，让动力电池提供能量预热电池组不仅效率低下，对其寿命也会造成不可逆转的影响。

综上所述，电动汽车领域目前的一个技术难点在于安全可靠地实现动力电池的高效热管理，从而整体上提升电动汽车的性能。考虑到车用工况的复杂，未来电动汽车电池热管理系统不仅需要满足不同条件下的加热/冷却需求，也需要兼顾成本以及整车性能，因此单一热管理系统不能同时满足电动汽车的需求，而整合了不同热管理系统优点的复合热管理系统将是很重要的发展方向。

发明内容

基于此，本发明提出一种将相变蓄热装置与动力电池组分开设置、且与液体热管理系统相结合的电动汽车电池复合热管理系统，旨在实现环境温度较低时，利用相变蓄热装置在电动汽车运行过程中所存储的热量，实现对电池的快速预热，提升电池性能，延长电池寿命。

本发明采用的技术方案如下：一种电动汽车电池复合热管理系统包括电池箱液体冷却/加热热管理系统、相变材料蓄热/放热装置及风冷散热器，所述电池箱液体冷却/加热热管理系统包括电池箱体、动力电池组和蛇形扁管液体通道，所述蛇形扁管液体通道均匀布置于所述动力电池组的正负极高温节点以冷却/加热所述动力电池组。

所述电池箱液体冷却/加热热管理系统、所述相变材料蓄热/放热装置采用同一循环回路对所述动力电池组进行散热、预热，该循环回路通过管路与温控阀、循环水泵、风冷散热器、高位水箱、低位水箱连接在一起，使用乙二醇水溶液作为循环工质；所述高位水箱、所述低位水箱用于储存所述循环工质；所述风冷散热器用于控制所述电池箱体中液体循环工质的入口温度，通过所述循环工质将所述动力电池组产生的废热储存在所述相变材料蓄热/放热装置中用于寒冷地区给所述动力电池组预热。

进一步的，所述动力电池组包括多个圆柱电池单体，其中，各所述电池单体的正负极通过方形塑料卡扣连接。

进一步的，所述电池箱液体冷却/加热热管理系统还包括中央控制单元、设置于所述动力电池组表面的电池表面温度检测单元以及设置于所述高位水箱中的高位水箱液位检测单元，所述中央控制单元与所述电池表面温度检测单元、所述高位水箱液位检测单元连接。所述中央控制单元与所述电池表面温度检测单元以控制循环回路上水泵的启停、所述中央控制单元与所述高位水箱液位检测单元连接以控制循环回路上相关阀门的闭合或开启。

进一步的，所述循环水泵安装在所述电池箱液体冷却/加热热管理系统的供水干管上。

进一步的，用于连接各所述电池单体正负极的所述方形塑料卡扣为绝缘导热塑料。

进一步的，所述高位水箱的出口处设置有高位水箱截止阀，所述相变材料蓄热/放热装置的进口处设置有通道进口截止阀，所述低位水箱的出口处设置有低位水箱截止阀，所述电池箱体的出口处设置有回水干管截止阀。