电动汽车的电池热管理控制装置及电池热管理控制系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及温度控制领域，具体地涉及一种电动汽车的电池热管理控制装置及一种电动汽车的电池热管理控制系统。


背景技术：

[0002]
电动车电池热管理系统研发的关键技术之一是电池的加热系统和冷却系统的匹配及控制策略的优化问题，目的就是要最大程度使动力电池在最优区间工作，随着电气化技术的发展，各种电磁阀、电子水泵在电动汽车上得到了应用，这些技术的应用可以使电池温度和电机温度得到很好的控制。目前多种电子技术的综合使用尽管达到了控制效果，但控制难度增大。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型实施方式的目的是在传统热管理技术的基础上提出一种电动汽车电池热管理控制装置及电池热管理控制系统，以有效控制车辆在各种工况下能够对电池进行冷却或加热，有效保持电池在合理温度区间工作，进而提升电动汽车续航里程和电池寿命。
[0004]
为了实现上述目的，在本实用新型第一方面，提供一种电动汽车的电池热管理控制装置，所述电动汽车的电池热管理控制装置包括：
[0005]
空心圆柱状的阀体，所述阀体的侧面开设有允许冷却液/加热液进出所述阀体内腔的多个第一通孔；
[0006]
驱动装置，用于驱动所述阀体围绕所述阀体的中心线转动；以及
[0007]
贴合所述阀体的外壁套装的柱状腔体，所述腔体的侧面开设有多个第二通孔，驱动所述阀体转动能够使得至少一个第二通孔与对应的第一通孔对齐连通以允许所述冷却液/加热液通过至少一对连通的第一通孔和第二通孔进出所述阀体的内腔形成循环回路，或者使得所述第二通孔与对应的第一通孔错开以阻止所述冷却液/加热液进出所述阀体的内腔。
[0008]
可选的，所述阀体的内腔中设置有多个隔板，多个所述隔板能够将所述阀体的内腔分隔成多个独立腔，所述冷却液/加热液能够通过至少一对连通的第一通孔和第二通孔进出对应当所述独立腔形成循环回路。
[0009]
可选的，多个所述隔板沿所述阀体的周向设置，以将所述阀体的内腔分隔成多个独立腔。
[0010]
可选的，所述电动汽车的电池热管理控制装置还包括：
[0011]
电池包；以及
[0012]
电子水泵，用于根据所述电池包的温度泵送所述冷却液/加热液流经所述循环回路，以冷却/加热所述电池包。
[0013]
可选的，所述电动汽车的电池热管理控制装置还包括：
[0014]
设置有至少两个第一散热连接孔的第一散热器，所述至少两个第一散热连接孔与
a2向的剖视图；
[0032]
图9是本实用新型的电动汽车电池热管理控制系统的结构示意图；
[0033]
图10是本实用新型的电动汽车电池热管理控制装置的立体图。
[0034]
附图标记说明
[0035]
1
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阀体
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2
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腔体
[0036]
3
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驱动装置
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4
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隔板
[0037]
5
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第一通孔
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6
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第二通孔
[0038]
7
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电子水泵 8
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电池包
[0039]
9
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第一散热器 10 加热器
[0040]
11 第二水口 12 第三水口
[0041]
13 第一水口 14 第四水口
[0042]
15 第八水口 16 第七水口
[0043]
17 第五水口 18 第六水口
[0044]
22 空调压缩机 23 冷凝器
[0045]
24 第二散热器
[0046]
41、42、43 阀体内腔由隔板隔出的独立腔
具体实施方式
[0047]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0048]
在本实用新型实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
[0049]
图1是本实用新型一种实施方式提供的电动汽车电池热管理控制装置的剖视图；图10是本实用新型的电动汽车电池热管理控制装置的立体图。
[0050]
如图1-图3和图10所示，在本实用新型第一方面，提供一种电动汽车的电池热管理控制装置，所述电动汽车的电池热管理控制装置包括：空心圆柱状的阀体1，所述阀体1的侧面开设有允许冷却液/加热液进出所述阀体1 内腔的多个第一通孔5；驱动装置3，用于驱动所述阀体1围绕所述阀体1 的中心线转动；以及贴合所述阀体1的外壁套装的柱状腔体2，所述腔体2 的侧面开设有多个第二通孔6，驱动所述阀体1转动能够使得至少一个第二通孔6与对应的第一通孔5对齐连通以允许所述冷却液/加热液通过至少一对连通的第一通孔5和第二通孔6进出所述阀体1的内腔形成循环回路，或者使得所述第二通孔6与对应的第一通孔5错开以阻止所述冷却液/加热液进出所述阀体1的内腔。
[0051]
本实用新型提供的电动汽车的电池热管理控制装置，如图2-图3所示，驱动装置3驱动阀体1围绕阀体1的中心线转动，此时，阀体1侧面开设的多个第一通孔5随之转动，贴合阀体1的外壁套装的圆柱状的腔体2保持不动，阀体1在转动到一定角度时，阀体1侧面的多个第一通孔5中的至少部分第一通孔5可以和腔体2侧面开设的多个第二通孔6中的部分第二通孔6 对齐连通，以使阀体1内部的冷却液/加热液可以通过至少一对对齐连通的第一通孔5和第二通孔6进出阀体1，形成循环回路以冷却或加热电动汽车的电池。
[0052]
为了更好的控制电动汽车在各种工况下能够对电动汽车的电池进行冷却或加热，如图4所示，可选的，所述阀体1的内腔中设置有多个隔板4，多个所述隔板4能够将所述阀体1的内腔分隔成多个独立腔，所述冷却液/ 加热液能够通过至少一对连通的第一通孔5和第二通孔6进出对应的所述独立腔形成循环回路。冷却液/加热液通过至少一对连通的第一通孔5和第二通孔6进出对应的独立腔形成循环回路，通过该独立腔内的冷却液/加热液能够实现为电动汽车电池进行冷却或者加热的目的，将阀体1的内腔分隔成多个独立腔，可以根据电池工作需求决定形成冷循环回路的路径，例如，冷却液 /加热液流经其中一个独立腔为电动汽车电池进行加冷却或加热，当该独立腔内的冷却液/加热液的温度升高/降低后不能快速有效的对电动汽车进行冷却或加热时，可通过驱动阀体1转动切换至另一独立腔，使用该另一独立腔中的冷却液/加热液对电动汽车电池进行冷却或加热，从而加快对电动汽车电池的冷却或加热。
[0053]
可选的，多个所述隔板4沿所述阀体1的周向设置，以将所述阀体1的内腔分隔成多个独立腔。
[0054]
在一个实施例中，如图4所示，在阀体1的内腔中设置三个隔板4，三个隔板4沿阀体1周向设置，阀体1的内腔被三个隔板4分隔成了3个独立腔41、42、43，每个独立腔41、42、43均至少具有两个第一通孔5，通过驱动阀体1转动，腔体2的侧面至少有两个第二通孔6能够与每个独立腔中的至少两个第一通孔5对齐连通，使得冷却液/加热液能够从至少一个独立腔 41、42、43流进、流出所述阀体1形成循环回路以对电动汽车电池进行冷却或加热。若每个独立腔41、42、43只具有一个第一通孔5，则所述阀体1 内部的冷却液/加热液不能形成循环回路，因此不能与电动汽车的电池进行热交换，从而无法实现为电动汽车电池进行冷却或者加热的目的。由于每个独立腔41、42、43都至少具有两个第一通孔5，所以在所述阀体1的侧面至少开设有六个第一通孔5，转动阀体1每一独立腔上的至少两个第一通孔5与腔体2的侧面的至少两个第二通孔6对齐连通，可以使得至少一个独立腔41、 42、43内的冷却液/加热液可以和外部进行循环，即流进、流出所述至少一个独立腔41、42、43。
[0055]
可选的，所述电动汽车的电池热管理控制装置还包括：电池包8；以及电子水泵7，用于根据所述电池包8的温度泵送所述冷却液/加热液流经所述循环回路，以冷却/加热所述电池包8。
[0056]
在一个实施例中，电池包8采用水冷方式进行冷却，在电池包8的外表面上缠绕着冷却水管，冷却水管一端与电子水泵7的出水口连接，另一端与腔体2上的一个第二通孔6连接，电子水泵7的进水口与腔体2上的一个第二通孔6连接，在电池包8需要进行冷却或加热时，转动阀体1，使得其中一个独立腔与冷却水管、与冷却水管连接的第二通孔6、电子水泵7的出水口、电子水泵7及与电子水泵7连接的第二通孔6之间形成畅通循环回路，此时电子水泵7将冷却液泵送到冷却水管中，通过缠绕在电池包8上的冷却水管对电池包8进行冷却。
[0057]
为了快速冷却电动汽车的电池包8，可选的，所述电动汽车的电池热管理控制装置还包括：设置有至少两个第一散热连接孔的第一散热器9，所述至少两个第一散热连接孔与所述腔体2上对应的两个第二通孔6分别连通，用于对流经所述阀体1内腔的冷却液进行散热。通过所述第一散热器9能够对流经阀体1内腔的冷却液进行散热，以使冷却液快速冷却电动汽车的电池包8。
[0058]
可选的，所述第一散热器9为风冷换热器。
[0059]
为了快速加热电动汽车的电池，可选的，设置有至少两个加热连接孔的加热器10，所述至少两个加热连接孔与所述腔体2上对应的两个第二通孔6 分别连通，用于对流经所述阀体1内腔的加热液进行加热。
[0060]
可选的，所述冷却液/加热液由水和乙二醇混合制成。
[0061]
可选的，所述冷却液/加热液由水和乙二醇按照1:1混合制成
[0062]
如图9所示，在本实用新型第二方面，还提供一种电动汽车的电池热管理控制系统，所述电动汽车的电池热管理控制系统包括依次连接的第二散热器24、空调压缩机22及冷凝器23，所述第二散热器24具有至少两个第二散热连接孔，所述电动汽车的电池热管理控制系统还包括所述电动汽车的电池热管理控制装置，所述至少两个第二散热连接孔与所述电动汽车的电池热管理控制装置中的腔体2上的对应的两个第二通孔6分别连通，用于对流经所述阀体1内腔的冷却液进行散热。
[0063]
本实用新型提供的电动汽车的电池热管理控制系统，利用第二散热器24 引入空调压缩机22中的冷媒对阀体1中的冷却液进行降温，以使冷却液更好的冷却电池包8，从而加快了电池包8的冷却速度，减少了电池包8的冷却时间。
[0064]
在一个实施例中，在阀体1内腔中周向设置有三个隔板4将阀体1内腔分隔成三个独立腔41、42、43，通过驱动所述电动汽车电池热管理控制装置中的阀体1的转动使得阀体1中的独立腔41、42、43能够分别与相应对齐的第一通孔5和第二通孔6连通形成循环回路，分隔成的三个独立腔能够形成多条循环回路，多条循环回路能够实现多种循环模式以满足对电动汽车电池加热或冷却，多种循环模式分为循环模式1、循环模式2、循环模式3和循环模式4。
[0065]
在阀体1的侧面上沿阀体1的轴向分两层开设多个第一通孔5，确保每一独立腔所对应的弧形面上至少开设有两个第一通孔5，相应的在腔体2的侧面上分两层开设多个第二通孔6，阀体1和腔体2上分别开设的两层第一通孔5和第二通孔6相应设置，在驱动阀体1转动时，每一独立腔对应的每一层上开设的第一通孔5和第二通孔6能够部分重合并与该独立腔形成循环回路，如图5所示，第一层开设的多个第二通孔6标注为：第一水口13、第二水口11、第三水口12、第四水口14，第二层开设的多个第二通孔6标注为：第五水口17、第六水口18、第七水口16、第八水口15。
[0066]
图5是电动汽车电池热管理控制装置的循环模式1的结构图；处于循环模式1时，阀体1为初始位置状态，第一水口13、第二水口11、第三水口 12、第四水口14、第五水口17、第六水口18与阀体1上对应的第一通孔5 对齐连通，此时，第三水口12、第四水口14与对应连通的第一通孔5及独立腔41形成循环回路；第一水口13、第五水口17与对应连通的第一通孔5 及独立腔42形成循环回路；第二水口11、第六水口18与对应连通的第一通孔5及独立腔43形成循环回路；在循环模式1时，分隔的独立腔41、42、 43与第一通孔5和第二通孔6之间都能形成循环回路，即三个独立腔41、 42、43都能实现热交换以满足对电动汽车电池的加热或冷却。
[0067]
在实际应用中，检测电池包8外壁上缠绕的冷却管中的冷却水的温度，根据检测到的冷却水的温度控制阀体1转动实现不同的循环模式以加热或冷却电池包8。
[0068]
当检测到电池包8的冷却水的温度高于一定阈值a，且高于环境温度时，表示电池包8有很大的散热需求，进入循环模式1，此时第一散热器9和第二散热器24处于串联状态，
第一散热器9通过两个第一散热连接孔和与冷却水管及电子水泵7连通的独立腔连通，第二散热器24通过两个第二散热连接孔和与冷却水管及电子水泵7连通的独立腔连通，第一散热器9和第二散热器24能够同时给流经该独立腔内的冷却液进行降温，以使流经该独立腔内的冷却液由电子水泵7的泵送进入冷却水管后能够快速的对电池包8进行冷却，通过第一散热器9和第二散热器24同时给与冷却水管连通的独立腔内的冷却液进行降温，热交换能力强，能够更好、更快的冷却电池包8，以满足电动汽车的电池热管理控制装置的工作需求，当电池包8温度高于一定阈值c，低于一定阈值b时，电子水泵7停止工作，停止泵送冷却液到冷却水管，电池包8不与冷却液进行热交换。
[0069]
图6是电动汽车电池热管理控制装置的循环模式2的结构图；处于循环模式2时，驱动装置3控制阀体1顺时针旋转30
°
，此时第二水口11、第三水口12、第五水口17、第六水口18、第七水口16与对应的第一通孔5 对齐连通处于开启状态；第一水口13、第四水口14、第八水口15处于关闭状态，其中，第二水口11、第五水口17与对应的第一通孔5及独立腔42 形成循环回路；第三水口12、第六水口18与对应的第一通孔5及独立腔43 形成循环回路。
[0070]
当检测到电池包8的冷却水的温度低于一定阈值a，高于一定阈值b，并且低于环境温度5℃以上时，进入循环模式2，此时第一散热器9通过两个第一散热连接孔和与冷却水管及电子水泵7连通的独立腔连通，第一散热器9能够给流经与冷却水管及电子水泵7连通的独立腔内的冷却液进行降温以满足电池包8散热需求，此时第二散热器24不介入工作，能够很好的降低能耗；当电池包8温度高于一定阈值c，低于一定阈值b时，电子水泵7 停止工作，停止泵送冷却液到冷却水管，电池包8不与冷却液进行热交换。
[0071]
图7是电动汽车电池热管理控制装置的循环模式3的结构图；处于循环模式3时，驱动装置3驱动阀体1逆时针旋转30
°
，此时第一水口13、第四水口14、第五水口17、第六水口18与对应的第一通孔5对齐连通处于开启状态，第二水口11、第三水口12、第七水口16、第八水口15处于关闭状态，其中，第四水口14、第六水口18与对应的第一通孔5及独立腔41形成循环回路；第一水口13、第五水口17与对应的第一通孔5及独立腔42形成循环回路。
[0072]
当检测到电池包8温度低于一定阈值a，高于一定阈值b，并且不低于环境温度5℃以上时，进入循环模式3，此时第二散热器24通过两个第二散热连接孔和与冷却水管及电子水泵7连通的独立腔连通，以给流经该独立腔内的冷却液降温从而对电池包8进行冷却；当电池包8温度高于一定阈值c，低于一定阈值b时，电子水泵7停止工作，停止泵送冷却液到冷却水管中，电池包8不与冷却液进行热交换。
[0073]
图8是电动汽车电池热管理控制装置的循环模式4的结构图；处于循环模式4时，驱动装置3驱动阀体1顺时针旋转90
°
，此时第一水口13、第五水口17、第六水口18、第七水口16、第八水口15与对应的第一通孔5 对齐连通处于开启状态，第二水口11、第三水口12、第四水口14处于关闭状态，其中，第一水口13、第五水口17、第八水口15与对应的第一通孔5 及独立腔41形成循环回路；第六水口18、第七水口16与对应的第一通孔5 及独立腔43形成循环回路。
[0074]
当检测到电池包8水温低于一定阈值c时，则进入循环模式4，此时加热器10通过两个加热连接孔和与冷却水管及电子水泵7连通的独立腔连通，加热器10对流经与冷却水管及电子水泵7连通的独立腔内的加热液进行加热，电子水泵7将加热后的加热液泵入到冷却水管中对电池包8进行加热，确保电池包8在适宜的温度工作；当电池包8温度高于一定阈值
c，低于一定阈值b时，电子水泵7停止工作，停止泵送加热液到冷却管中，电池包8 不与加热液进行热交换。
[0075]
在实际的应用中，根据电动汽车的工作环境选择不同的循环模式，例如，当电动汽车冷启动或冬季工作时，电池热管理控制系统能够通过加热器10 对电池包8进行加热，使电池包8在高效的温度区间工作，既能提升电池包 8工作效率，又能提高电池包8寿命。
[0076]
当车辆在春秋季节工作时，环境温度较低，此时第二散热器24不介入工作，第一散热器9能够满足电池包8的降温散热需求，电池包8通过第一散热器9进行散热降温，在满足电池包8散热需求时，又使第二散热器24 不介入工作，能够很好的降低能耗，确保电池包8在最优温度区间工作。
[0077]
当车辆在夏季小负荷工作时，此时电池包8发热量很低，电池包8温度略低于环境温度，此时第一散热器9对电池包无散热帮助，通过第二散热器 24能够使电池包8进行快速降温，使电池包8在最优区间工作。
[0078]
当车辆在春秋或夏季大负荷工作时，此时电池包8发热量较大，为使电池包8温度快速降低，此时第一散热器9和第二散热器24串联工作，能够使电池包8温度快速降到环境温度，减少电池包8降温时间。
[0079]
本实用新型上述实施例的技术方案提供一种电动汽车电池热管理控制装置和一种电动汽车电池热管理控制系统，通过驱动装置3驱动阀体1转动，从而控制所述第一通孔5和第二通孔6对齐或错开，在所述第一通孔5和第二通孔6对齐连通的情况下，冷却液/加热液通过至少一对连通的第一通孔5 和第二通孔6进出所述阀体1的内腔形成循环回路，通过循环回路中的冷却液/加热液帮助电动汽车在各种工况下能够对电池进行冷却或加热，有效保持电池在合理温度区间工作，进而提升电动汽车续航里程和电池寿命。
[0080]
以上结合附图详细描述了本实用新型的可选实施方式，但是，本实用新型实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施方式的技术构思范围内，可以对本实用新型实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施方式的保护范围。
[0081]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0082]
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本实用新型各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram， random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0083]
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施方式的思想，其同样应当视为本实用新型实施方式所公开的内容。

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