一种电动客车温度平衡控制系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于温度控制技术领域，尤其涉及一种电动客车温度平衡控制系统。


背景技术：

[0002]
随着纯电动客车(指纯电动城市公交和公路客车)的不断发展，电池系统作为电动客车的核心部件之一，在实际应用中一直存在温度控制失衡，影响电动客车正常运营的情况发生。主要有以下几方面原因：一是锂离子电池本身特性原因，当前应用在纯电动客车上面的电池为锂离子电池，该体系电池可应用温度范围为5℃～50℃，超出该温度范围时需要热管理系统将电池温度控制在该区间，才可以安全使用；二是和电池箱在整车上面的排布有关，电池箱在整车上面布置时，由于每个电池箱排布位置不同(一般排布在侧仓、尾仓、顶部等)，所处环境不同(比如电池仓通风情况、阳光晒照情况等不同)，引起了电池箱外部环境温度不同，导致各不同区域的电池箱温度差异较大，出现电芯温度严重不均衡现象。
[0003]
目前，关于电池系统的温度控制的设计集中在对电池箱内部温度的控制，一般是在电芯表面设计加热膜，解决电池低温环境下使用问题；电池箱散热目前基本是自然散热或电池箱内部设计水冷管，水冷散热；这种针对电池箱内部的热管理系统，可以在一定程度上控制电池在5℃～50℃温度范围内工作，但是电池温度平衡问题得不到解决；比如由于电池箱在整车上排布位置不同，不同位置电池仓的环境温度不同，就会导致某些电池仓环境温度高，某些电池仓环境温度低，这种状态下，某些仓电池箱就会长期一直处于高温环境使用，这样会导致整个电池系统使用寿命缩短，并且由于温差较大，更容易触发到高温报警或温差报警，影响客车正常运营。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供一种电动客车温度平衡控制系统，以解决背景技术的问题。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型的一种电动客车温度平衡控制系统的具体技术方案如下：
[0006]
一种电动客车温度平衡控制系统，包括利用隔热板形成空间的整车电池仓和整车空调系统，所述整车空调系统的通风管路通过通风管道用于将冷风或热风导入整车电池仓内，从而平衡整车电池仓内环境温度。
[0007]
进一步的，所述整车空调系统的通风管路上安装有用于控制通风管道通断的开关控制阀。
[0008]
进一步的，所述整车空调系统包括有冷却系统和ptc加热系统，冷却系统用于降低整车电池仓内温度，ptc加热系统用于升高整车电池仓内温度。
[0009]
进一步的，所述整车电池仓的前端安装有用于打开整车电池仓方便检修的电池仓舱盖。
[0010]
进一步的，所述电池仓舱盖上安装有垂直于地面且开孔朝行车方向用于整车电池
仓通风的舱盖通风格栅。
[0011]
进一步的，所述舱盖通风格栅上的格栅通过开关控制器实现开启与闭合，用于实现车辆通过积水路面或雨季时提高整车电池仓的防水能力。
[0012]
进一步的，所述整车电池仓内安装有用于检测仓内环境温度的温度传感器和用于检测仓内湿度的湿度传感器。
[0013]
进一步的，所述温度传感器和湿度传感器采集的温湿度信号通过can线传输给整车仪表与控制器，控制器根据温度、湿度参数来判断和控制给整车电池仓提供冷风或热风。
[0014]
相比较现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：
[0015]
1、平衡整车电池仓内部环境温度，控制电池使用温差，有利于保证位于整车电池仓内的电池安全使用和延长使用寿命；
[0016]
2、通过该温度平衡控制系统，高温(比如夏季)下可以通过制冷系统降低整车电池仓环境温度，低温(比如冬季)下可以通过ptc加热系统提高整车电池仓环境温度，从而强化整车电池仓热管理系统的效果，达到纯电动车安全运营的目的。
附图说明
[0017]
图1为本实用新型电池仓温度平衡控制系统组成结构示意图；
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图2为本实用新型电池仓温度控制原理图；
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图3为本实用新型具体实施时电池仓分布示意图。
[0020]
图中标号说明：整车电池仓1、温度传感器11、湿度传感器12、电池仓舱盖13、舱盖通风格栅14、整车空调系统2、通风管道21、开关控制阀22。
具体实施方式
[0021]
为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图1-3，对本实用新型的理解。
[0022]
现有电动客车的电池系统电池仓内外温度差异过大，影响客车正常运营，因此，设计一种电动客车温度平衡控制系统，如图1所示，包括利用隔热板形成空间的整车电池仓1和整车空调系统2，整车空调系统2的通风管路通过通风管道21用于将冷风或热风导入整车电池仓1内，从而平衡整车电池仓1内环境温度，其中，整车空调系统2的通风管路上安装有用于控制通风管道21通断的开关控制阀22，另外，整车空调系统2包括有冷却系统和ptc加热系统，冷却系统用于降低整车电池仓1内温度，ptc加热系统用于升高整车电池仓1内温度。
[0023]
整车电池仓1的前端安装有用于打开整车电池仓1方便检修的电池仓舱盖13，电池仓舱盖13上安装有垂直于地面且开孔朝行车方向用于整车电池仓1通风的舱盖通风格栅14，开孔朝行车方向设置，提升车辆运行过程中整车电池仓1的通风效果，舱盖通风格栅14上的格栅通过开关控制器实现开启与闭合，用于实现车辆通过积水路面或雨季时提高整车电池仓1的防水能力，整车电池仓1内安装有用于检测仓内环境温度的温度传感器11和用于检测仓内湿度的湿度传感器12，温度传感器11和湿度传感器12采集的温湿度信号通过can线传输给整车仪表与控制器，控制器根据温度、湿度参数来判断和控制给整车电池仓1提供冷风或热风。
[0024]
如图2所示，电池仓温度控制方法包含两个系统：电池仓温度控制系统和电池仓舱盖通风格栅开关控制系统，1、电池仓温度控制系统有输送冷风和输送热风两种模式；电池仓舱盖通风格栅开关控制系统有格栅闭合和开启两种模式；两个系统协同工作，既能控制电池仓环境温度达到平衡，又可以实现车辆通过积水路面或雨季时提高电池仓防水能力。
[0025]
工作原理：通过整车电池仓1内的温度传感器11检测整车电池仓1内环境温度，然后上报整车仪表和控制器，通过控制器控制整车空调系统2实现给整车电池仓1吹冷风或热风，达到整车电池仓1内温度平衡的目的，通过湿度传感器12检测整车电池仓1内湿度，上报仪表和控制器，通过控制器实现舱盖通风格栅14开启或闭合，利于低温整车电池仓1保温，雨季防水，舱盖通风格栅14开孔朝向车辆前行方向，提升整车电池仓1通风效果。
[0026]
一台装有磷酸铁锂电池系统的纯电动城市公交车，共设计有6个电池仓(编号为1#～6#)，分别对应1#～6#电池箱，其中1#和2#电池仓在车辆前行方向左侧，3#和4#电池仓在车辆尾部，5#和6#在车辆前行方向右侧，如图3所示。
[0027]
该车辆在实际运营中，由于电池箱排布位置不同，所处电池仓通风散热等情况不同，电池仓环境温度有差异，往往导致尾部电池箱和侧面电池箱温差较大，有时温差高达30℃，并且尾仓电池箱更容易触发高温告警，影响了车辆安全、有效运行。
[0028]
本典型实施方案采用本实用新型描述的温度平衡控制系统，1#～6#电池仓设计为隔热舱体，舱体内部安装有温度传感器11和湿度传感器12，用于监测电池仓1内的环境温度和湿度。
[0029]
电池仓舱盖13设计有舱盖通风格栅14，该舱盖通风格栅14开孔方向朝车辆行驶方向迎风面，并且该格栅可以通过检测温度和湿度实现自动打开和关闭。
[0030]
整车电池仓1连通有通风管道21，该通风管道21连接到整车的空调制冷系统和ptc加热系统的风道上，管道内设计有通风管路开关控制阀22，可以通过控制该控制阀实现给电池仓输送冷风和热风，从而平衡不同位置电池仓环境温度。
[0031]
通过三种典型应用模式举例如下：
[0032]
1、一种高温应用情况(例如环境温度为35℃)，此时尾部电池仓环境温度高达50℃，侧仓温度为35℃，此时温度传感器检测到电池仓温度大于30℃，将该温度信号发送给整车仪表和控制器，控制器判断开启空调系统风道控制阀，给电池仓输送冷风，从而给电池仓降温，当温度传感器11检测到电池仓环境温度低于28℃时，关闭该电池仓通风管路开关控制阀22，从而达到给电池仓制冷和温度平衡的目的，可以将不同位置电池仓环境温度温差控制在5℃以内，利用延长电池使用寿命；
[0033]
2、一种低温应用情况(例如环境温度为-10℃)，此时电池仓温度较低，温度传感器将温度信号发送给仪表和控制器，控制器控制ptc加热系统风路开关控制阀22开启，给电池仓输送热风，同时，当温度传感器11检测到环境温度较低时，通过控制器控制舱盖通风格栅14关闭，起到给电池箱保温的目的，从而将电池仓温度提升并且将不同位置的电池仓环境温度温差控制在5℃以内，利于电池系统低温环境性能发挥及安全使用；
[0034]
3、一种雨天应用情况(通过积水路面等应用环境)，当电池仓内的湿度传感器12检测到空气湿度较大时(下雨)，将湿度信号发送给控制器，控制器控制舱盖通风格栅14关闭，从而避免电池仓进水，起到提高电池仓防水的能力。
[0035]
本实用新型采用通过控制器采集温度、湿度传感器信号，自动判断是否开启输送
冷风或热风，舱盖通风格栅是否关闭的方式；该开启方式也可以是手动开启，驾驶舱设计有手动开关，司机通过仪表报警信号以及是否通过积水路面以及实际使用情况来判断开启。
[0036]
可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

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