车用动力电池组主动风冷散热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车用动力电池组主动风冷散热系统，以便实现散热系统随动力电池不同状态的实时变化，大幅降低电池组温度过高的风险。包括乘员舱空调系统、动力电池组冷却管路、风道系统以及控制系统；动力电池组冷却管路包括依次连接在冷凝器出口与储液罐入口之间的二号电磁阀、二号电子膨胀阀、二号蒸发器、二号蒸发压力调节阀、二号单向阀，形成乘员舱空调系统外的冷却液循环；所述风道系统的入口分别连接二号蒸发器和车内乘员舱，风道系统的出口连接动力电池箱；所述控制系统包括通过CAN总线与整车控制器通信的电池管理系统、空调控制单元和散热系统控制单元。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动汽车领域，尤其涉及一种车用动力电池组主动风冷散热系统。
技术介绍
据相关研究，充放电倍率、动力电池SOC状态以及环境温度对动力电池内阻均有不同程度的影响，进而影响温升速度，且在我国南方，夏季温度可达到零上35度甚至更高，在这种条件下电池散热能力较差，因此需要对电池进行快速散热，以便达到理想工作温度，避免由于电池组温度过热所导致的不良后果。所以根据动力电池工作状态的不同，需要采取不同的散热策略。而且当电池表面温度过高时，电池内部温度往往早已超过许可上限，因此容易因为电池温度过高导致电池寿命下降。电池升温主要是由于电池内阻增大，电池内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，由欧姆内阻与极化内阻组成。目前，电动汽车所用动力电池的冷却方法主要分为液冷和风冷。液体冷却效率高，但结构复杂且维修不变。气体冷却多为自然风冷却和强制风冷却，后者冷却效果明显强于前者。强制风主要通过风扇从乘员舱或者外界环境吸风实现。模糊控制是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的关键。然而，对于复杂的系统或难以精确描述的系统，则显得无能为力了。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。“模糊”是人类感知万物，获取知识，思维推理，决策实施的重要特征。“模糊”比“清晰”所拥有的信息容量更大，内涵更丰富，更符合客观世界。模糊控制实质上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。模糊控制的一大特点是既有系统化的理论，又有大量的实际应用背景。电动汽车空调系统多采用电动压缩机，它利用动力电池的电能为汽车乘员舱制冷。空调中的蒸发器的出风温度调节是通过控制蒸发压力实现的，即调节低压压力表的压力值，操作中通过调节热力膨胀阀(或节流阀)的开度来调节低压压力的高低。膨胀阀开启度大，蒸发温度升高，低压压力也升高，制冷量就会增大；如果膨胀阀开启度小，蒸发温度降低，低压压力也降低，制冷量就会减少。目前动力电池的散热系统只能实现固定的散热效果，无法根据动力电池的工作状态和物理状态实时变化，一旦动力电池温度出现发散趋势无法进行及时降温，因此散热效果较差。
技术实现思路
本技术目的就是为了提高车用动力电池组散热效率而提供的一种车用动力电池组主动风冷散热系统，以便实现散热系统随动力电池不同状态的实时变化，大幅降低电池组温度过高的风险。本技术的目的是通过以下方案实现的，结合附图：本技术提供一种车用动力电池组主动风冷散热系统，包括乘员舱空调系统100，其包括冷凝器1、电动压缩机2、储液罐3、鼓风机4、一号蒸发器5、一号电子膨胀阀9、一号温度传感器10，冷凝器1的出口依次经一号电子膨胀阀9、一号蒸发器5、储液罐3、压缩机2后再进入冷凝器入口，形成乘员舱空调系统的冷却液循环；所述车用动力电池组主动风冷散热系统还包括动力电池组冷却管路、风道系统以及控制系统；所述动力电池组冷却管路包括依次连接在所述冷凝器1出口与储液罐3入口之间的二号电磁阀11、二号电子膨胀阀12、二号蒸发器15、二号蒸发压力调节阀14、二号单向阀13，形成乘员舱空调系统外的冷却液循环；所述风道系统的入口分别连接二号蒸发器15和车内乘员舱16，风道系统的出口连接动力电池箱体31；所述控制系统包括通过CAN总线(控制器局域网络)与整车控制器33通信的电池管理系统32、空调控制单元34和散热系统控制单元35。所述的一种车用动力电池组主动风冷散热系统，其中，所述乘员舱空调系统100还包括一号单向阀6、一号蒸发压力调节阀7及一号电磁阀8，一号电磁阀8安装在所述冷凝器1出口及一号电子膨胀阀9入口之前，一号蒸发压力调节阀7入口连接一号蒸发器5，一号蒸发压力调节阀7出口连接一号单向阀6入口，一号单向阀6出口连接所述储液罐3入口。所述的一种车用动力电池组主动风冷散热系统，其中，所述风道系统包括一号风道17、二号风道18及三号风道23，二号风道18入口连接车内乘员舱16，一号风道17入口连接二号蒸发器15，一号风道17出口和二号风道18出口共同连接三号风道23入口，三号风道23末端连接动力电池箱31的进风口，动力电池箱31的进风口处设置有吸风风扇25，箱体的另一侧设置有出风口和排风风扇26。动力电池组被放置在动力电池箱体31内。所述的一种车用动力电池组主动风冷散热系统，其中，二号风道18的入口处设置有二号温度传感器27和二号风门20，二号风门20与二号步进电机22通过花键连接；一号风道17中设置有一号风门19，一号风门19和一号步进电机21通过花键连接；二号蒸发器15的出风处设置有三号温度传感器28，电池箱体的进风口处还设置有四号温度传感器29和风速传感器24。与现有技术相比，本技术的优点为：当前市面上所有的动力电池风冷散热工况均较为单一，当动力电池状态发生变化时，难免散热效果较差。通过以上技术方案，本技术可以根据动力电池当前的物理状态和充放电工况等因素实时调节动力电池散热系统，实现在尽量降低能量消耗的前提下，改善动力电池散热效果，进而提高动力电池使用寿命。而且本技术提供的控制方法可以在动力电池温升到达电池表面(被温度传感器探测到)之前，对电池温升进行抑制，具有一定的温升预测效应，进而大幅降低由于温度过高而导致动力电池内部化学成分发生不可逆变化的概率。本技术可以实现乘员舱制冷和动力电池组冷却管路互不干涉，且当乘员舱温度较低时，充分利用乘员舱的空气冷却动力电池组，尽量减少二号蒸发器和风扇在电池组散热方面的消耗功率，因此本技术可以在保证散热效果的前提下尽量节约电能。附图说明图1为车用动力电池组主动风冷散热系统结构示意图图2为本技术的控制流程图图3为温控系数推算流程图图4为强制散热模式逻辑流程图图中：1、冷凝器2、电动压缩机3、储液罐4、鼓风机5、一号蒸发器6、一号单向阀7、一号蒸发压力调节阀8、一号电磁阀9、一号电子膨胀阀10、一号温度传感器11、二号电磁阀12、二号电子膨胀阀13、二号单向阀14、二号蒸发压力调节阀15、二号蒸发器16、乘员舱17、一号风道18、二号风道19、一号风门20、二号风门21、一号步进电机22、二号步进电机23、三号风道24、风速传感器25、吸风风扇26、排风风扇27、二号温度传感器28、三号温度传感器29、四号温度传感器30、五号温度传感器31、动力电池箱32、电池管理系统(BMS)33、整车控制器(VCU)34、空调控制单元35、散热系统控制单元100、乘员舱空调系统具体实施方式本技术目的就是为了提高电动汽车动力电池组散热效率，而提供的一种基于模糊控制的动力电池组主动风冷散热系统，以便实现散热系统随动力电池不同状态的实时变化。下面结合附图对本技术的技术方案进行描述，附图所描述的仅仅是专利技术的一部分而不是全部的实施例。如附图1所示，为本技术提供的一种车用动力电池组主动风冷散热系统，其中包括乘员舱空调系统100(包括冷凝器1、电动压缩机2、储液罐3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用动力电池组主动风冷散热系统，包括乘员舱空调系统(100)，其包括冷凝器(1)、电动压缩机(2)、储液罐(3)、鼓风机(4)、一号蒸发器(5)、一号电子膨胀阀(9)、一号温度传感器(10)，冷凝器出口依次经一号电子膨胀阀(9)、一号蒸发器(5)、储液罐(3)、电动压缩机(2)后再进入冷凝器入口，形成乘员舱空调系统的冷却液循环；其特征在于，所述车用动力电池组主动风冷散热系统还包括动力电池组冷却管路、风道系统以及控制系统；所述动力电池组冷却管路包括依次连接在所述冷凝器(1)出口与储液罐(3)入口之间的二号电磁阀(11)、二号电子膨胀阀(12)、二号蒸发器(15)、二号蒸发压力调节阀(14)、二号单向阀(13)，形成乘员舱空调系统外的冷却液循环；所述风道系统的入口分别连接二号蒸发器(15)和车内乘员舱(16)，风道系统的出口连接动力电池箱(31)；所述控制系统包括通过CAN总线与整车控制器(33)通信的电池管理系统(32)、空调控制单元(34)和散热系统控制单元(35)。

【技术特征摘要】
1.一种车用动力电池组主动风冷散热系统，包括乘员舱空调系统(100)，其包括冷凝器(1)、电动压缩机(2)、储液罐(3)、鼓风机(4)、一号蒸发器(5)、一号电子膨胀阀(9)、一号温度传感器(10)，冷凝器出口依次经一号电子膨胀阀(9)、一号蒸发器(5)、储液罐(3)、电动压缩机(2)后再进入冷凝器入口，形成乘员舱空调系统的冷却液循环；
其特征在于，所述车用动力电池组主动风冷散热系统还包括动力电池组冷却管路、风道系统以及控制系统；所述动力电池组冷却管路包括依次连接在所述冷凝器(1)出口与储液罐(3)入口之间的二号电磁阀(11)、二号电子膨胀阀(12)、二号蒸发器(15)、二号蒸发压力调节阀(14)、二号单向阀(13)，形成乘员舱空调系统外的冷却液循环；所述风道系统的入口分别连接二号蒸发器(15)和车内乘员舱(16)，风道系统的出口连接动力电池箱(31)；所述控制系统包括通过CAN总线与整车控制器(33)通信的电池管理系统(32)、空调控制单元(34)和散热系统控制单元(35)。
2.如权利要求1所述的一种车用动力电池组主动风冷散热系统，其特征在于，所述乘员舱空调系统(100)还包括一号单向阀(6)、一号蒸发压力调节阀(7)及一号电磁阀(8)，一号电磁阀(8)安装在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵海涛，邱天宇，于远彬，井子源，徐涛，赖长禄，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22