一种电动汽车锂离子电池包冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车锂离子电池包冷却系统，属于电动汽车电池热管理领域。该冷却系统包括第一电池模组和第二电池模组、液体冷却管道、控制模块和DC/DC变换器。液体冷却管道根据第一电池模组和第二电池模组的布局、散热需求，考虑冷却管道的形状和数量和冷却系统自身重量，设计两种冷却管道，分别为第一液体冷却管道和第二液体冷却管道；控制模块用于检测电池模组的荷电状态和负载电流的变化情况，根据控制策略，对电池模组分配需承担的能量；DC/DC变换器用于转变输入电压并有效输出固定电压，通过对电池模组的电压控制，改变电池模组的能量传输方向。本发明专利技术能减轻电池包冷却系统自身重量，冷却效果稳定性好，并且电池工作效率高。率高。率高。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车锂离子电池包冷却系统


[0001]本专利技术属于电动汽车电池热管理领域，涉及一种电动汽车锂离子电池包冷却系统。

技术介绍

[0002]对纯电动汽车而言，由于电池本身的特性以及电池所处空间的限制，容易造成电池温度过高和温度分布不均匀的情况，会影响电动汽车的安全性和电源使用寿命。电池包冷却系统是影响电动汽车安全性和电源使用寿命的关键系统之一，其目的在于使电池的最大温差和最高温度处于安全的范围内，从而保证电动汽车在各种工况下安全稳定地运行。
[0003]目前的冷却方式有空气冷却、液体冷却、相变材料冷却、热管冷却和热电冷却等。空气冷却以低温空气为冷却介质，其冷却能力不强，适用于小功率充放电；液体冷却以液体为冷却介质，其冷却及时、可增加电池内部的温均性；相变材料冷却通过相变材料改变自身物质状态而释放潜热，其存在冷却不及时、漏液等问题；热管冷却的结构复杂，系统密闭性要求高；热电冷却主要应用于高性能计算机和空调系统。综上所述，液体冷却应用在电动汽车锂离子电池包冷却系统中的效果最好，但是其在冷却效果、轻量化以及节能等方面仍有较大的提升空间，需要对冷却系统进行进一步优化。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于电动汽车动力和散热需求的双冷却电池包液体冷却系统，克服现有的电池包冷却系统自身重量大、不同放电条件下冷却效果稳定性较差的问题。本专利技术冷却系统两种电池模组分别作为主能源和辅助能源为电动汽车的不同工况提供能量，并为每种电池模组设计不同的液体冷却系统。通过控制模块检测电池模组的荷电状态、负载电流的变化情况，并根据设计的控制策略，对电池模组分配需承担的能量。当电池模组运行时，其对应的液体冷却系统也随之运行，保证电池包的温度在合理的范围内，从而提高电池工作效率。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种电动汽车锂离子电池包冷却系统，包括：电池模组、液体冷却管道、控制模块3和DC/DC变换器4。
[0007]所述电池模组布置在电池箱内，考虑电动汽车的动力需求分为两部分，分别为第一电池模组1和第二电池模组2；
[0008]所述液体冷却管道根据第一电池模组1和第二电池模组2的布局、散热需求，考虑冷却管道的形状和数量和冷却系统自身重量等因素，设计两种冷却管道，分别为第一液体冷却管道5和第二液体冷却管道6；
[0009]所述控制模块3用于检测电池模组的荷电状态和负载电流的变化情况，根据控制策略，对电池模组分配需承担的能量；
[0010]所述DC/DC变换器4用于转变输入电压并有效输出固定电压，通过对电池模组的电
压控制，改变电池模组的能量传输方向。
[0011]进一步，所述第一电池模组1用于作为主能源为电动汽车提供最佳的行驶里程；所述第二电池模组2用于作为辅助能源为电动汽车在加速或爬坡时提供短时动力。
[0012]进一步，所述第一液体冷却管道5，材质为铝；为蛇形结构的冷却管道，缠绕在电池周围进行散热，第一液体冷却管道5的出入口在不同端，可以增大冷却管道与电池的接触面积，从而提高对电池的冷却效果。
[0013]进一步，所述第二液体冷却管道6包括上储层61、下储层62和导热结构63。所述上储层和下储层分别与导热结构的入口和出口连接；所述导热结构插入到电池单体之间的间隙中，每个电池单体被三个导热结构包围，可以提高电池模组的紧凑性并且减少冷却系统的重量。
[0014]进一步，所述导热结构的中心设置了冷却液通道，上端冷却液入口与上储层连接，下端冷却液出口与下储层连接。
[0015]进一步，该系统的冷却方法包括：
[0016]满足第一预定条件时启动第一模式，第一模式下，第一电池模组1进行供能，同时第一液体冷却管道5开始运转，冷却液从冷却管道的入口处流入，通过蛇形管道流向出口的同时，通过热传递的方式将第一电池模组1中电池产生的热量带走；
[0017]满足第二预定条件时启动第二模式，第二模式下，第二电池模组2进行供能，同时第二液体冷却管道6开始运转，上储层61中的冷却液通过导热结构63流入下储层62的同时，通过热传递的方式将第二电池模组2中电池产生的热量带走；
[0018]满足第三预定条件时启动第三模式，第三模式下，第一电池模组1和第二电池模组2同时进行供能，第一液体冷却管道5和第二液体冷却管道6也同时开始运转，将电池模组中电池产生的热量，通过热传递的方式向冷却液进行传递；
[0019]满足第四预定条件时启动第四模式，第四模式下，第一电池模组1进行能量回收，同时第一液体冷却管道5开始运转，冷却液从冷却管道的入口处流入，通过蛇形管道流向出口的同时，通过热传递的方式将第一电池模组1中电池产生的热量带走；
[0020]满足第五预定条件时启动第五模式，第五模式下，第二电池模组2进行能量回收，同时第二液体冷却管道6开始运转，上储层61中的冷却液通过导热结构63流入下储层62的同时，通过热传递的方式将第二电池模组中电池产生的热量带走；
[0021]满足第六预定条件时启动第六模式，第六模式下，的第一、第二电池模组同时进行能量回收，第一、第二液体冷却管道也同时开始运转，将电池模组中电池产生的热量，通过热传递的方式向冷却液进行传递。
[0022]第一预定条件、第二预定条件、第三预定条件、第四预定条件、第五预定条件和第六预定条件是电池模组的参数满足预定条件。
[0023]进一步，所述第一预定条件为驱动模式下，P
req
≤P
ave+
且SOC1较大或适中，或者P
req
>P
ave+
且SOC2较小；其中，P
req
为电极的需求功率，P
ave+
为放电功率期望值，SOC1和SOC2分别为第一电池模组和第二电池模组的荷电状态；
[0024]所述第二预定条件为驱动模式下，SOC2较大；
[0025]所述第三预定条件为驱动模式下，SOC1较小且SOC2适中；
[0026]所述第四预定条件为制动模式下，P
req
≥P
ave
‑
且SOC1较小或适中，或者P
req
<P
ave
‑
且
SOC2较大；其中，P
ave
‑
为充电功率期望值；
[0027]所述第五预定条件为制动模式下，SOC2较小；
[0028]所述第六预定条件为制动模式下，SOC1较大且SOC2适中。
[0029]进一步，当电动汽车加速或者上坡时，则为驱动模式；当电动汽车减速或者下坡时，则为制动模式。
[0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031](1)与传统的电池包模组设计方式相比，本专利技术电池包设计了两种电池模组，可以均匀负载，使第一电池模组避免大电流放电，其寿命得到延长，降低使用成本，提高电池工作效率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车锂离子电池包冷却系统，包括：电池模组、液体冷却管道、控制模块(3)和DC/DC变换器(4)，其特征在于：所述电池模组布置在电池箱内，考虑电动汽车的动力需求分为两部分，分别为第一电池模组(1)和第二电池模组(2)；所述液体冷却管道根据第一电池模组(1)和第二电池模组(2)的布局、散热需求，考虑冷却管道的形状和数量和冷却系统自身重量，设计两种冷却管道，分别为第一液体冷却管道(5)和第二液体冷却管道(6)；所述控制模块(3)用于检测电池模组的荷电状态和负载电流的变化情况，根据控制策略，对电池模组分配需承担的能量；所述DC/DC变换器(4)用于转变输入电压并有效输出固定电压，通过对电池模组的电压控制，改变电池模组的能量传输方向。2.根据权利要求1所述的电动汽车锂离子电池包冷却系统，其特征在于，所述第一电池模组(1)用于作为主能源为电动汽车提供最佳的行驶里程；所述第二电池模组(2)用于作为辅助能源为电动汽车在加速或爬坡时提供短时动力。3.根据权利要求1所述的电动汽车锂离子电池包冷却系统，其特征在于，所述第一液体冷却管道(5)为蛇形结构的冷却管道，缠绕在电池周围进行散热，第一液体冷却管道(5)的出入口在不同端。4.根据权利要求1所述的电动汽车锂离子电池包冷却系统，其特征在于，所述第二液体冷却管道(6)包括上储层(61)、下储层(62)和导热结构(63)；所述上储层和下储层分别与导热结构的入口和出口连接；所述导热结构插入到电池单体之间的间隙中，每个电池单体被三个导热结构包围。5.根据权利要求4所述的电动汽车锂离子电池包冷却系统，其特征在于，所述导热结构的中心设置了冷却液通道，上端冷却液入口与上储层连接，下端冷却液出口与下储层连接。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电动汽车锂离子电池包冷却系统，其特征在于，该系统的冷却方法包括：满足第一预定条件时启动第一模式，第一模式下，第一电池模组(1)进行供能，同时第一液体冷却管道(5)开始运转，冷却液从冷却管道的入口处流入，通过蛇形管道流向出口的同时，通过热传递的方式将第一电池模组(1)中电池产生的热量带走；满足第二预定条件时启动第二模式，第二模式下，第二电池模组(2)进行供能，同时第二液体冷却管道(6)开始运转，上储层(61)中的冷却液通过导热结构(63)流入下储层(62)的同时，通过热传递的方式将第二电池模组(2)中电池产生的热量带走；满足第三预定条件时启动第三模式，第三模式下，第一电池模组(1)和第二电池模组(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：禄盛，刘欣悦，马莹，朴昌浩，陈翔，邓聪颖，赵洋，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：