本发明专利技术公开了一种电动汽车电池包冷却系统，包括电池包(1)、液冷板(2)、可调速水泵(3)、三通阀(4)、冷却器(5)、第二膨胀阀(6)、蒸发器(7)、可调速压缩机(8)、第一膨胀阀(9)、冷凝器(10)、风扇(11)、散热器(12)、温度采集模块(13)和控制器(14)，本发明专利技术还公开了一种电动汽车电池包冷却系统的冷却控制方法，电池包工作期间，风扇(11)一直保持运行状态，每隔固定的时间间隔Δt，通过控制器(14)得到温度采集模块(13)中各传感器温度点位采集得到的温度平均值T并对三通阀(4)的导通状态、可调速水泵(3)的转速M以及可调速压缩机(8)的转速N进行控制，所述冷却系统结构简单、运行可靠，相应的控制方法环境和工况适应性好、可靠性高、节能效果显著。果显著。果显著。
【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车电池包冷却系统及冷却控制方法
[0001]本专利技术涉及电动汽车，特别涉及一种电动汽车电池包冷却系统及冷却控制方法。
技术介绍
[0002]电动汽车因具有绿色环保和舒适高效等优点而得到了迅速发展。电动汽车通常使用锂离子动力电池包供能。锂离子电池包工作过程中会产生大量热量并导致其自身温度上升，故需要采取散热措施使电池包的温度不至于太高，否则将导致电池包的性能下降甚至带来安全隐患。目前主流的电动汽车一般采取液冷的方式为电池包散热，冷却剂流经液冷板与电池包换热，温度上升后的冷却剂再和外界空气或者空调系统的冷媒进行换热以降低冷却剂的温度并再次流入液冷板循环工作。
[0003]当前公知的电动汽车冷却技术中，对冷却系统的结构和运行控制的技术方案较多，但大多忽略了冷却系统自身的能耗，而冷却系统自身的能耗也对电动汽车的续航里程具有较大影响。电动汽车液冷系统工作过程自身的空调压缩机、水泵和风扇等动力设备也要消耗大量的电量，其中通常空调压缩机的功率为数千瓦，水泵的功率为数百瓦，风扇的功率为数十瓦，而且这些动力设备的功率随着其转速的上升而急剧增大，在转速的大部分范围内，同一动力设备的功率比大致等于其转速比的立方。一般地，在其他条件不变的情况下，增大某一种动力设备的转速均有助于强化电池包的冷却。但是在不同环境和工况下，某种动力设备的转速增大一定比例所带来的电池包冷却能力提升程度是不一样的。因此，有必要根据实际情况，对电池包进行较优的在线冷却控制，既达到电池包的冷却效果又尽可能地降低冷却系统自身的耗能。
专利技术内容
[0004]本专利技术的目的在于提供一种结构简单、运行可靠的电动汽车电池包冷却系统，并提供一种相应的环境和工况适应性好、可靠性高、节能效果显著的电动汽车电池包冷却控制方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案是：根据本专利技术的一个方面，提供一种电动汽车电池包冷却系统，包括电池包、液冷板、可调速水泵、三通阀、冷却器、第二膨胀阀、蒸发器、可调速压缩机、第一膨胀阀、冷凝器、风扇、散热器、温度采集模块和控制器，所述液冷板与电池包紧密贴合并用于冷却电池包，所述风扇位于冷凝器和散热器附近且用于促使外界环境空气流动以实现冷凝器和散热器向外界环境的散热，所述温度采集模块包括若干固定于电池包表面的温度传感器以采集电池包表面若干位置的温度值；所述液冷板通过管道依次与可调速水泵、三通阀和冷却器相连并构成第一回路，所述液冷板还通过管道依次与可调速水泵、三通阀和散热器相连并构成第二回路，所述冷却器通过管道依次与可调速压缩机、冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀相连并构成第三回路，所述蒸发器通过管道依次与可调速压缩机、冷凝器、第一膨胀阀相连并构成第四回路，所述第一回路和第二回路中填充冷却剂，所述第三回路和第四回路中填充制冷剂；所述三通阀包括第一通道、第二通道和第
三通道，当第一通道和第三通道打开且第二通道关闭时，第二回路导通且第一回路不导通；当第一通道和第二通道打开且第三通道关闭时，第一回路导通且第二回路不导通；所述控制器分别与可调速水泵、温度采集模块、三通阀和可调速压缩机电性连接，用于获得温度采集模块中各传感器温度点位采集得到的温度平均值并对三通阀的导通状态、可调速水泵的转速以及可调速压缩机的转速进行控制，所述控制器还具有数据存储和运算功能。
[0006]根据本专利技术的另一个方面，提供应用于所述电动汽车电池包冷却系统的冷却控制方法，通过查阅设计资料确定电池包的第一温度上限值G1和第二温度上限值G2，其中第一温度上限值G1为电池包最佳温度区间的上限值，第二温度上限值G2为电池包安全温度区间的上限值，且有第二温度上限值G2>第一温度上限值G1；电池包工作期间，风扇一直保持运行状态，每隔固定的时间间隔Δt，通过控制器得到温度采集模块中各传感器温度点位采集得到的温度平均值T并对三通阀的导通状态、可调速水泵的转速M以及可调速压缩机的转速N进行控制，其中Δt为固定的时间间隔且其取值在5秒至60秒之间，所述控制器的控制方法如下：在电池包工作的启动初始时刻和Δt时刻，打开三通阀的第一通道和第三通道并关闭第二通道，关闭可调速压缩机，将可调速水泵的转速M设置为其最低许可值M
min
，其中M
min
为根据设计资料确定的可调速水泵的转速的最低许可值；在电池包工作的nΔt时刻，其中n为大于1的正整数，按照以下步骤进行控制：
[0007]步骤S1、读取温度采集模块采集得到的(n
‑
1)Δt时刻电池包温度平均值T
n
‑1和(n
‑
2)Δt时刻电池包温度平均值T
n
‑2，并计算得到二者的温度差值T＝T
n
‑1‑
T
n
‑2；
[0008]步骤S2、计算电池包温度隶属函数值A(T)：
[0009][0010]式中，T为电池包温度平均值，取温度采集模块采集得到的(n
‑
1)Δt时刻电池包温度平均值T
n
‑1；G1和G2分别为电池包的第一温度上限值G1和第二温度上限值G2；
[0011]步骤S3、计算电池包温度变化隶属函数值B(ΔT)：
[0012][0013]式中，ΔT为步骤S1获得的温度差值，a和b均为模型参数，其中a处于0.05℃至1℃之间，b处于1至5℃之间且有b>a；
[0014]步骤S4、将步骤S2计算得到的电池包温度隶属函数值A(T)和步骤S3计算得到的电池包温度变化隶属函数值B(ΔT)相乘，得到电池包温度综合隶属函数值K＝A(T)*B(ΔT)，并根据电池包温度综合隶属函数值K的大小实施控制行为：
[0015]若K＝0，则打开三通阀的第一通道和第三通道并关闭第二通道，关闭可调速压缩
机，将可调速水泵的转速M设置为其最低许可值M
min
，其中M
min
为根据设计资料确定的可调速水泵的转速的最低许可值；
[0016]若0<K≤Kc，则打开三通阀的第一通道和第三通道并关闭第二通道，关闭可调速压缩机，将可调速水泵的转速M设置为M＝M
min
+K*(M
max
‑
M
min
)，其中M
min
和M
max
分别为根据设计资料确定的可调速水泵的转速的最低许可值和最高许可值，Kc为处于0.2至0.5之间的模型参数；
[0017]若K>Kc，则打开三通阀的第一通道和第二通道并关闭第三通道，打开可调速压缩机，将可调速水泵的转速M设置为其最高许可值M
max
，将可调速压缩机的转速N设置为N＝K*N
max
，其中N
max
为可调速压缩机的转速的最高许可值。
[0018]本专利技术的有益效果在于：该电动汽车电池包冷却系统结构简单、运行可靠，通过三通阀的调节可分别实现散热器冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电池包冷却系统，其特征在于，包括电池包(1)、液冷板(2)、可调速水泵(3)、三通阀(4)、冷却器(5)、第二膨胀阀(6)、蒸发器(7)、可调速压缩机(8)、第一膨胀阀(9)、冷凝器(10)、风扇(11)、散热器(12)、温度采集模块(13)和控制器(14)，所述液冷板(2)与电池包(1)紧密贴合并用于冷却电池包(1)，所述风扇(11)位于冷凝器(10)和散热器(12)附近且用于促使外界环境空气流动以实现冷凝器(10)和散热器(12)向外界环境的散热，所述温度采集模块(13)包括若干固定于电池包(1)表面的温度传感器以采集电池包(1)表面若干位置的温度值；所述液冷板(2)通过管道依次与可调速水泵(3)、三通阀(4)和冷却器(5)相连并构成第一回路，所述液冷板(2)还通过管道依次与可调速水泵(3)、三通阀(4)和散热器(12)相连并构成第二回路，所述冷却器(5)通过管道依次与可调速压缩机(8)、冷凝器(10)、第一膨胀阀(9)、第二膨胀阀(6)相连并构成第三回路，所述蒸发器(7)通过管道依次与可调速压缩机(8)、冷凝器(10)、第一膨胀阀(9)相连并构成第四回路，所述第一回路和第二回路中填充冷却剂，所述第三回路和第四回路中填充制冷剂；所述三通阀(4)包括第一通道(41)、第二通道(42)和第三通道(43)，当第一通道(41)和第三通道(43)打开且第二通道(42)关闭时，第二回路导通且第一回路不导通；当第一通道(41)和第二通道(42)打开且第三通道(43)关闭时，第一回路导通且第二回路不导通；所述控制器(14)分别与可调速水泵(3)、温度采集模块(13)、三通阀(4)和可调速压缩机(8)电性连接，用于获得温度采集模块(13)中各传感器温度点位采集得到的温度平均值并对三通阀(4)的导通状态、可调速水泵(3)的转速以及可调速压缩机(8)的转速进行控制，所述控制器(14)还具有数据存储和运算功能。2.应用于权利要求1所述电动汽车电池包冷却系统的冷却控制方法，其特征在于，通过查阅设计资料确定电池包的第一温度上限值G1和第二温度上限值G2，其中第一温度上限值G1为电池包最佳温度区间的上限值，第二温度上限值G2为电池包安全温度区间的上限值，且有第二温度上限值G2>第一温度上限值G1；电池包工作期间，风扇(11)一直保持运行状态，每隔固定的时间间隔Δt，通过控制器(14)得到温度采集模块(13)中各传感器温度点位采集得到的温度平均值T并对三通阀(4)的导通状态、可调速水泵(3)的转速M以及可调速压缩机(8)的转速N进行控制，其中Δt为固定的时间间隔且其取值在5秒至60秒之间，所述控制器(14)的控制方法如下：在电池包工作的启动初始时刻和Δt时刻，打开三通阀(4)的第一通道(41)和第三通道(43)并关闭第二通道(42)，关闭可调速压缩机(8)，将可调速水泵(3)的转速M设置为其最低许可...
【专利技术属性】
技术研发人员：张翮辉，邓畅，常春平，游浩林，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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