[发明专利]一种考虑热量回收的电池箱热管理系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑热量回收的电池箱热管理系统及其控制方法，涉及电池箱热量管理系统，该系统包括电池箱散热结构模块和控制模块，其中，电池箱散热结构模块包括液冷式和风冷式热管理装置，液冷式热管理装置包括多层散热结构液冷板；风冷式热管理装置包括带有曲线型导流片的风扇构成；控制方法包括检测电池表面温度，并由控制器判断电池表面所处的温度区间，向相应的执行单元发送指令，对电池模组进行预热或散热。本发明的电池箱热管理系统及其控制方法能够实现对动力电池的温度有效控制，提高电池箱温度的一致性，并将产生的热量回收，为风冷装置提供电能。

技术领域

本发明涉及电池箱热管理系统的技术领域，尤其涉及一种节能高效的考虑热量回收的电池箱热管理系统及其控制方法。

背景技术

传统汽车的尾气不断加重环境污染，在很多大城市里机动车已经成为大气污染物的第一大污染源，由汽车造成的资源与环境问题变得日益严峻。解决资源与环境问题迫在眉睫，发展新能源汽车是一条重要的解决途径，其不仅可以减少汽车尾气排放，而且可以降低石油等非可再生资源的使用。电动汽车逐渐成为众多车企与科研机构的研发重点，政府也制定了一系列政策促进电动汽车等低碳产业的发展。电动汽车因其绿色环保、低噪音、维护费用低、优惠政策丰厚的优势逐渐被消费者所认识，呈现了良好的发展前景。锂离子电池作为纯电动汽车的主要储能部件，直接决定了汽车的动力性能、行驶里程以及工作稳定性等。电池最适宜的充放电温度位于20℃～45℃之间，低温时，锂离子电池内阻升高，容量减小，工作效率降低。温度过高，电池会产生电极降解、电解液分解，加快了其老化进程。60℃环境温度下，锂离子电池的放电循环次数明显缩短，老化严重。

电池热管理系统主要通过维持动力电池处于最佳充放电温度范围内，避免温度过高或过低引发热失控问题，进而提升纯电动汽车的整体性能。常见动力电池热管理方案按其传热介质可以分为风冷(空气冷却)、液体冷却、相变材料冷却等。风冷通过空气与电池之间的对流换热将热量带走，从而达到散热的效果。按驱动形式，空气冷却可分为自然冷却和强制冷却(通过风扇等辅助措施)。液体冷却方式，以冷却液作为传热介质，通过对流换热将电池包内部的大量热量带走，从而达到控制动力电池工作环境温度的目的。相变材料冷却是利用相变材料在特定的环境温度下固态与液体之间转化，从而实现对电池的散热与加热功能。但现有电池热管理系统散热效果不理想，而且没有考虑热量回收。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑热量回收的电池热管理系统及其控制方法，实现保证电池在正常温度下工作的同时，改善电池箱内电池模组温度的一致性，回收多余热量，节约能源。

本发明通过如下技术方案得以实现：

一种考虑热量回收的电池箱热管理系统，包括信号采集单元、控制器和执行单元；所述信号采集单元包括温度传感器，用于采集电池模组表面温度信号，并向电子控制单元发送温度信号；所述控制器用于接收信号采集单元发送的温度信号，判断温度是否处于初次散热或者预热区间范围内，并将判断结果输出相应的执行单元；所述执行单元包括液冷式热管理装置和风冷式热管理装置，用于冷却电池模组。

进一步的，所述液冷式热管理装置包括多层散热结构液冷板，多层散热结构液冷板设置在冷却电池模组的外侧。

进一步的，所述多层散热结构液冷板上设置有第一液冷流道、第一导热翅片、第一散热翅片、第一空气流道和第二液冷流道；所述第一液冷流道靠近冷却电池模组，第一液冷流道将电池模组的热量传递到第一导热翅片，第一导热翅片再将热量传递给第一散热翅片，最后热量经第一空气流道传出，实现了对电池模组的冷却。

进一步的，所述多层散热结构液冷板上设置有第一液冷流道、第一导热翅片、第一散热翅片、空气流道、第二液冷流道、第二导热翅片和第二散热翅片；所述第一液冷流道靠近冷却电池模组，第一液冷流道将电池模组的热量传递到第一导热翅片，第一导热翘片再将热量传递给第一散热翅片，最后热量经第一空气流道传出后经第二导热翘片传递到制冷板后经第二散热翅片传递到第二空气通道，最后热量经第二空气流道传出，实现了对电池模组的冷却。