專利名稱：用于油電混合動力汽車的動力電池溫控系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種用于油電混合動カ汽車的動カ電池溫控系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
目前，動カ電池作為汽車主要的儲能部件，更是新能源汽車的關(guān)鍵部件，動カ電池的好壞決定著新能源汽車的成本及使用性能。車用動カ電池在充、放電過程中產(chǎn)生大量的熱量，可能引起電池模塊內(nèi)部的單體電池出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象，并使各単體或模塊之間產(chǎn)生非常嚴重的不均衡現(xiàn)象，從而造成各單體間性能的不匹配，進ー步導致電池模塊過早失效。因此，需要采取一定的溫控措施保證電池系統(tǒng)工作在適宜的溫度。 現(xiàn)有技術(shù)中車用動カ電池的冷卻主要采用自然冷卻、風冷和液冷；電池系統(tǒng)的預熱主要利用專門的電熱加熱裝置通過導熱片將熱量傳遞給電池模塊或單體。風冷主要是采用電動風扇在外部對電池包整體或在電池箱體內(nèi)對密封的整體模塊進行吹風，將環(huán)境空氣和電池箱內(nèi)的空氣進行流通，對電池降溫。液冷主要在電池包內(nèi)部各模塊間安裝液體冷卻片和冷卻管道，并加裝冷卻液驅(qū)動設(shè)備，利用循環(huán)流動的冷卻液對電池模塊降溫。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)對動力電池的冷卻和預熱都需要增加額外的相應(yīng)設(shè)備，如カロ裝風扇、體積較大的通風管道、泵等以驅(qū)動冷卻介質(zhì)循環(huán)流動；加裝電熱器以對循環(huán)介質(zhì)加熱；加裝散熱器對冷卻液散熱。這樣，相應(yīng)增加了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復雜性，在整車安裝空間有限的條件下，需要重新設(shè)計安裝位置。并且，増加額外的設(shè)備需要消耗額外的能量進行驅(qū)動，増加整車系統(tǒng)的能量消耗。因此，如何提供一種動カ電池溫控系統(tǒng)，該裝置占據(jù)整車空間比較小，且工作能量消耗比較低，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種用于油電混合動カ汽車的動力電池溫控系統(tǒng)，該系統(tǒng)占據(jù)整車空間比較小，且工作能量消耗比較低。此外，本發(fā)明還提供了一種用于上述溫控系統(tǒng)的控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了ー種用于油電混合動カ汽車的動カ電池溫控系統(tǒng)，包括內(nèi)置有電子組件的電池箱，所述電池箱上設(shè)有進氣口和出氣ロ，外界氣體經(jīng)用于給所述汽車的發(fā)動機提供氣體的增壓系統(tǒng)和設(shè)置于車體上的空氣壓縮系統(tǒng)兩者之一后，可連通所述電池箱的進氣ロ ；所述動カ電池溫控系統(tǒng)還包括根據(jù)所述電子組件的環(huán)境參數(shù)控制所述增壓系統(tǒng)和/或所述空氣壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)的控制模塊，以便啟動相應(yīng)預熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)對所述電子組件進行預熱或冷卻。優(yōu)選地，所述增壓系統(tǒng)包括發(fā)動機渦輪增壓器、空氣濾清器和中冷器，當電池箱處于預熱狀態(tài)時，所述增壓器的第一進氣ロ連通所述空氣濾清器的出氣ロ，所述空氣濾清器的進氣ロ連接外界空氣；所述增壓器的第一出氣ロ連通中冷器的進氣ロ，所述中冷器的出氣ロ連接所述電池箱的進氣ロ。優(yōu)選地，所述空氣壓縮系統(tǒng)包括空氣壓縮機和儲氣罐，當所述電池箱處于降溫狀態(tài)時，所述儲氣罐的出氣ロ連通所述電池箱的進氣ロ。優(yōu)選地，所述儲氣罐、所述中冷器、所述電池箱三者連通管道上設(shè)置有三通電控閥；當所述電池箱處于預熱狀態(tài)時，所述 中冷器的出氣ロ與所述電池箱的進氣ロ通過所述三通電控閥連通，所述儲氣罐與所述電池箱的連通管路斷開；當所述電池箱處于降溫狀態(tài)時，所述儲氣罐的出氣ロ與所述電池箱的進氣ロ通過所述三通電控閥連通，所述中冷器與所述電池箱的連通管路斷開。優(yōu)選地，還包括檢測所述中冷器的出ロ氣體溫度T2和壓強P2、空氣壓縮機的出ロ氣體溫度T3和壓強P3、電子組件的平均溫度Tm、外界大氣壓力Pa各信號的檢測模塊和控制模塊；所述控制模塊根據(jù)各所述信號，發(fā)送控制指令于所述三通電控閥，以控制所述三通電控閥的相應(yīng)閥ロ的開啟或關(guān)閉。優(yōu)選地，所述控制模塊包括電池管理系統(tǒng)BMS、發(fā)動機電子控制単元E⑶和整車控制器HCU ;三者之間通過CAN總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)選地，所述電池箱的出氣ロ與外界連通管道上還設(shè)置有單向閥，以便氣體由所述出氣ロ流向外界，并防止外界空氣直接回流至電池箱中。本發(fā)明中在控制模塊的控制下利用汽車整機自身所具有的增壓系統(tǒng)或/和空氣壓縮系統(tǒng)為電池箱中的電子組件提供預熱或冷卻所需的高溫或低溫氣體，與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置風扇、冷卻液管道等部件相比，本發(fā)明所提供的動カ電池溫控系統(tǒng)中用于換熱的氣體經(jīng)增壓系統(tǒng)或/和空氣壓縮系統(tǒng)后，氣體的壓カ均高于大氣壓力，也就是說通入電池箱的進氣ロ的氣體為高壓氣體，因此電池箱進氣口和出氣ロ之間存在一定的氣體壓力差，在該壓カ差的作用下，氣體自動由進氣ロ流向出氣ロ，氣體在流動過程中完成與電池組內(nèi)部的電子組件的熱量傳遞，從而對電子組件充分起到熱交換的作用。本發(fā)明的動カ電池溫控系統(tǒng)充分利用了整車自身的配套設(shè)備為電池箱提供具有一定壓カ的換熱氣體，能夠減小對整車空間的占據(jù)，減輕整車整體重量，符合整車設(shè)計原貝U，并且，利用高壓氣體的壓カ驅(qū)動氣體在電池箱內(nèi)自動流動，無需設(shè)置額外的換熱氣體驅(qū)動設(shè)備，可以減少能量的消耗。另外，本發(fā)明中的動カ電池溫控系統(tǒng)可以完全利用空氣對電子組件進行加熱和冷卻，可以完全避免現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻液泄漏問題。在上述動カ電池溫控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種溫控系統(tǒng)的控制方法，首先實時檢測動カ電池溫控系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)；其次根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)控制所述增壓系統(tǒng)和/或所述空氣壓縮系統(tǒng)啟動相應(yīng)預熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)對所述電子組件進行預熱或冷卻。優(yōu)選地，所述環(huán)境參數(shù)包括動カ電池溫控系統(tǒng)中預熱系統(tǒng)的出口氣體溫度T2和壓強P2、冷卻系統(tǒng)的出ロ氣體溫度T3和壓強P3、電子組件的平均溫度Tm、外界大氣壓力Pa,具體步驟如下SI :實時檢測動カ電池溫控系統(tǒng)中預熱系統(tǒng)的出口氣體溫度T2和壓強P2、冷卻系統(tǒng)的出ロ氣體溫度T3和壓強P3、電子組件的平均溫度Tm、外界大氣壓力Pa ；S2:判斷電子組件的平均溫度Tm是否處于正常工作范圍內(nèi)，即Tm是否處于預設(shè)最低工作溫度Tmin與預設(shè)最高工作溫度Tmax范圍內(nèi)；如果是，則執(zhí)行步驟S3，否則執(zhí)行步驟S4；S3 :根據(jù)第一預定策略啟動動力電池系統(tǒng)；S4 :根據(jù)第二預定策略啟動動カ電池溫控系統(tǒng)。優(yōu)選地，步驟S3中的所述第一預定策略包括以下步驟S31 :判斷電子組件的平均溫度Tm是否不大于冷卻系統(tǒng)啟動最低溫度Te ;如果是，執(zhí)行步驟S32 ;否則，執(zhí)行步驟S33 ；S32 :關(guān)閉動力電池溫控系統(tǒng)中各閥門，然后執(zhí)彳丁步驟S34 ；
S33 :根據(jù)第一預定分策略啟動汽車的動力電池系統(tǒng)；S34 :連接并啟動動力電池系統(tǒng)，進入混合動カ驅(qū)動模式。優(yōu)選地，步驟S33中的所述第一預定分策略包括以下步驟S331 :判斷冷卻系統(tǒng)的出ロ氣體壓強P3是否大于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S332 ;否則，執(zhí)行步驟S32 ；S332 :判斷冷卻系統(tǒng)的出ロ氣體溫度T3是否不大于預設(shè)最高工作溫度Tmax ;如果是，執(zhí)行步驟S333 ;否則，執(zhí)行步驟S32 ；S333 ;系統(tǒng)控制模塊輸出冷卻控制信號,啟動動力電池溫控系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng),對動力電池進行冷卻，然后執(zhí)行步驟S34。優(yōu)選地，步驟S4中的所述第二預定策略包括以下步驟S41 :斷開動カ電池系統(tǒng)的電源，并進入發(fā)動機驅(qū)動模式；S42 :判斷電子組件的平均溫度Tm是否小于預設(shè)最低工作溫度Tmin ;如果是，執(zhí)行步驟S43 ;否則，執(zhí)行步驟S44 ；S43 :根據(jù)第二預定分策略，啟動所述預熱系統(tǒng)對動力電池進行預熱；S44 :根據(jù)第三預定分策略，啟動所述冷卻系統(tǒng)對動力電池進行冷卻；優(yōu)選地，步驟S43中的所述第二預定分策略包括以下步驟S431 :判斷所述預熱系統(tǒng)的氣體壓強P2是否不小于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S41 ;否則，執(zhí)行步驟S432 ；S432 :判斷所述預熱系統(tǒng)的氣體溫度T2是否小于預設(shè)最低工作溫度Tmin ;如果是，執(zhí)行步驟S434 ;否則執(zhí)行步驟S433 ；S433 :系統(tǒng)控制模塊輸出預熱控制信號，啟動動力電池預熱系統(tǒng)，對動カ電池進行預熱；S434 :判斷所述預熱部件的氣體溫度T2是否不大于電子組件的平均溫度Tm ;如果是，執(zhí)行步驟S41 ;否則，執(zhí)行步驟S433。優(yōu)選地,步驟S44中所述第三預定分策略包括S441 :判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體壓強P3是否大于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S442 ;否則，執(zhí)行步驟S41 ；S442 :判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體溫度T3是否不大于預設(shè)最高工作溫度Tmax ;如果是，執(zhí)行步驟S443 ;否則執(zhí)行步驟S444 ；S443 :系統(tǒng)控制模塊輸出冷卻控制信號,啟動動カ電池冷卻系統(tǒng),對動力電池進行冷卻；
S444 :判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體溫度T3是否小于電子組件的平均溫度Tm ;如果是，執(zhí)行步驟S443 ;否則，執(zhí)行步驟S41。由于，本發(fā)明提供的控制方法應(yīng)用于具有上述技術(shù)效果的動カ電池溫控系統(tǒng)，故該控制方法具有上述動カ電池溫控系統(tǒng)的上述技術(shù)效果。


圖I為本發(fā)明所提供的ー種具體實施例中動カ電池溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的ー種具體方式中動カ電池溫控系統(tǒng)的控制模塊的框圖；圖3為本發(fā)明所提供的動カ電池溫控系統(tǒng)的控制邏輯圖。其中，圖I中附件名稱與標號之間的--對應(yīng)關(guān)系如下所示 空氣濾清器I、增壓器2、中冷器3、發(fā)動機4、空氣壓縮機5、空氣干燥器6、儲氣罐7、三通電控閥8、空氣干燥器9、電池箱10、單向閥11、電子組件12。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種油電混合動カ汽車用動力電池溫控系統(tǒng)，該裝置占據(jù)整車空間比較小，且工作能量消耗比較低。此外，本發(fā)明還提供了一種用于上述動カ電池溫控系統(tǒng)的控制方法。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進ー步的詳細說明。請參考圖1，圖I為本發(fā)明所提供的ー種具體實施例中動カ電池溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供了ー種混合動カ汽車用動力電池溫控系統(tǒng)，包括內(nèi)置有電子組件12的電池箱10，本文中所述的電子組件12主要是指車用動カ電池単體、模塊和相關(guān)電子元件，電池箱10上設(shè)有進氣口和出氣ロ，外界氣體經(jīng)用于給所述汽車的發(fā)動機4提供氣體的增壓系統(tǒng)和設(shè)置于車體上的空氣壓縮系統(tǒng)兩者之一后，可連通所述電池箱10的進氣ロ ；一般地，進入發(fā)動機4的增壓系統(tǒng)和空氣壓縮系統(tǒng)中的氣體均為經(jīng)過過濾的比較清潔的氣體。并且，本發(fā)明所提供的動カ電池溫控系統(tǒng)還包括根據(jù)環(huán)境參數(shù)控制所述增壓系統(tǒng)和/或所述空氣壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)的控制模塊，以便啟動相應(yīng)預熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)對所述電子組件進行預熱或冷卻。本發(fā)明中在控制模塊的控制下利用汽車整機自身所具有的增壓系統(tǒng)或/和空氣壓縮系統(tǒng)為電池箱10中的電子組件12提供預熱或冷卻所需的高溫或低溫氣體，與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置風扇、冷卻液管道等部件相比，本發(fā)明所提供的動カ電池溫控系統(tǒng)中用于換熱的氣體經(jīng)增壓系統(tǒng)或/和空氣壓縮系統(tǒng)后，氣體的壓カ均高于大氣壓力，也就是說通入電池箱10的進氣ロ的氣體為高壓氣體，因此電池箱10進氣口和出氣ロ之間存在一定的氣體壓力差，在該壓カ差的作用下，氣體自動由進氣ロ流向出氣ロ，氣體在流動過程中完成與電池組內(nèi)部的電子組件12的熱量傳遞，從而對電子組件12充分起到熱交換的作用。 本發(fā)明的動カ電池溫控系統(tǒng)充分利用了整車自身的配套設(shè)備為電池箱10提供具有一定壓カ的換熱氣體，能夠減小對整車空間的占據(jù)，減輕整車整體重量，符合整車設(shè)計原貝U，并且，利用高壓氣體的壓カ驅(qū)動氣體在電池箱10內(nèi)自動流動，無需設(shè)置額外的換熱氣體驅(qū)動設(shè)備，可以減少能量的消耗。另外，本發(fā)明中的動カ電池溫控系統(tǒng)可以完全利用空氣對電子組件12進行加熱和冷卻，可以完全避免現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻液泄漏問題。一般地，增壓系統(tǒng)包括空氣濾清器I、增壓器2、中冷器3等部件，常使用的增壓器為渦輪增壓器2，外界氣體經(jīng)空氣濾清器I過濾后，成為清潔的氣體，可以有效避免對渦輪增壓器2以及發(fā)動機4內(nèi)部的污染，該氣體經(jīng)過渦輪增壓器2增壓以后，氣體壓力増加近I倍，且溫度升高，成為高溫、高壓氣體，一般情況下，-io°c的氣體經(jīng)過增壓器增壓以后可以接近100°C。
高溫高壓的氣體經(jīng)增壓器2與中冷器3之間的連通管道進入中冷器3，經(jīng)過中冷器3冷卻以后，氣體的溫度可以保持在10°C至40°C之間，且其壓カ大約為1.5到210^，這樣的氣體適合用于給電池箱10內(nèi)部的電子組件12進行預熱和保溫。 在第一種具體實施方式
中，當所述電池箱10處于預熱狀態(tài)時，所述增壓器的第一進氣ロ連通空氣濾清器I的出氣ロ，空氣濾清器I的進氣ロ連通外界空氣；增壓器2的出氣ロ連通中冷器3的進氣ロ，所述中冷器3的出氣ロ連接所述電池箱10的進氣ロ。也就是說，當檢測到電池箱10內(nèi)部的電子組件12溫度比較低時，可以連通中冷器3和電池箱10的進氣ロ，利用中冷器3中的溫暖的高壓氣體對電池箱10內(nèi)部的電子組件12進行預熱或保溫，使電子組件12在達到適宜溫度后再進行工作。在該實施方式中經(jīng)中冷器3的氣體可以對電子組件12的溫控起到良好的效果，換熱效率比較高，并且該系統(tǒng)中幾乎無需增加其他部件，對現(xiàn)有產(chǎn)品的改造成本比較小。在環(huán)境溫度適宜的情況下，如40°C以下，電池組件可以正常進行工作，但是在使用過程中需要經(jīng)常進行大功率充電和放電，這時電池組件12會產(chǎn)生發(fā)熱，因此為了保證電子組件12的正常工作，就需要對其進行冷卻降溫，在第一種具體實施方式
的基礎(chǔ)上，下面給出了動カ電池溫控系統(tǒng)的兩種實現(xiàn)電子組件12冷卻降溫的具體實施方式
。在第二種具體實施方式
中，動カ電池溫控系統(tǒng)還可以包括第一換熱器，當所述電池箱10處于冷卻狀態(tài)時，所述增壓器2的第一出氣ロ連通所述第一換熱器的第一工作ロ，所述第一換熱器的第二工作ロ連接所述電池箱10的進氣ロ，且所述第一換熱器的第三エ作ロ、第四工作ロ分別連接冷源出ロ、冷源回路；冷源可以來自于給發(fā)動機4降溫處理的水源。該實施方式只需增加第一換熱器即可實現(xiàn)增壓器氣體對電池箱10內(nèi)部電子組件12的降溫處理。在第三種具體實施方式
中，空氣壓縮系統(tǒng)包括空氣壓縮機5和儲氣罐7，一般地，該系統(tǒng)中進入壓縮機5的溫度相對低的氣體是預先經(jīng)過空氣濾清器I過濾的清潔氣體，氣體經(jīng)壓縮機5壓縮后，其壓カ可以達到6至8倍的大氣壓，壓縮氣體暫存儲于儲氣罐7中。當電池箱10處于冷卻狀態(tài)時，儲氣罐7的出氣ロ連通電池箱10的進氣ロ ；低溫壓縮空氣在自身高壓驅(qū)動下，快速流向電池箱10內(nèi)部，對電子組件12進行冷卻降溫，使電子組件12的溫度保持在安全范圍內(nèi)。在第三種具體實施方式
的基礎(chǔ)上，動カ電池溫控系統(tǒng)還可以在儲氣罐7、中冷器3、電池箱10三者連通管道上設(shè)置三通電控閥8 ;當電池箱10處于預熱狀態(tài)吋，中冷器3的出氣ロ與電池箱10的進氣ロ通過三通電控閥8連通，儲氣罐7與電池箱10的連通管路斷開；當電池箱10處于冷卻狀態(tài)時，所述儲氣罐7的出氣ロ與所述電池箱10的進氣ロ通過所述三通電控閥8連通，中冷器3與電池箱10的連通管路斷開。該方式可以簡化管路設(shè)計，通過三通電控閥8可以簡單實現(xiàn)各狀態(tài)下管路的連通和斷開以及通過控制閥門開度調(diào)節(jié)氣體的流量，并且易于實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制。在第四種優(yōu)選的實施方式中，動カ電池溫控系統(tǒng)還可以包括第二換熱器，所述空氣壓縮系統(tǒng)包括空氣壓縮機5和儲氣罐7，當電池箱10處于冷卻狀態(tài)時，所述儲氣罐7的出ロ連通電池箱10的進氣ロ ；當所述電池箱10處于預熱狀態(tài)時，儲氣罐7的第一出氣ロ連通所述第二換熱器的第一工作ロ，所述第二換熱器的第二工作ロ連接所述電池箱10的進氣ロ，且所述第二換熱器的第三工作ロ、第四工作ロ分別連接熱源出ロ、熱源回路。上述第二換熱器可以根據(jù)具體使用情況進行選擇換熱參數(shù)，且上述熱源可以為汽 車發(fā)動機4系統(tǒng)的熱水源或發(fā)動機4的高溫尾氣。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供的ー種具體方式中動カ電池溫控系統(tǒng)的控制模塊的框圖。在第三種具體實施方式
的基礎(chǔ)上，動カ電池溫控系統(tǒng)還可以包括檢測中冷器3的出ロ氣體溫度T2和壓強P2、空氣壓縮機5的出ロ氣體溫度T3和壓強P3、電子組件的平均溫度Tm、外界大氣壓力Pa各信號的檢測模塊和控制模塊；控制模塊根據(jù)各所述信號，發(fā)送控制指令于所述三通電控閥8，以控制所述三通電控閥8的相應(yīng)閥ロ的開啟或關(guān)閉；為了描述技術(shù)方案的方便，請結(jié)合圖1，三通電控閥8包括a、b、c三個閥ロ，分別通過管路連接儲藏罐7的出氣ロ、電池箱10的進氣ロ以及中冷器3的出氣ロ，控制模塊根據(jù)上述溫度和壓力參數(shù)分別可以發(fā)送控制指令Kl、K2、K3控制各閥門之間的連通和斷開，例如，當控制模塊發(fā)送控制指令Kl吋，閥門a和b接通，兩者與c斷開；當發(fā)送控制指令K2吋，閥門b和c接通，a關(guān)閉；當發(fā)送控制指令K3時，閥門a、b、c均關(guān)閉；該設(shè)置方式有利于實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制。具體地，控制模塊包括電池管理系統(tǒng)BMS、發(fā)動機電子控制單元E⑶和整車控制器HCU，三者之間通過CAN總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；其中，E⑶可以采集并接收中冷器3的出口氣體溫度T2、壓強P2以及大氣壓カPa ；HCU可以采集并接收空氣壓縮機5的出ロ氣體溫度T3和壓強P3 ;各電子組件的溫度以及電池箱內(nèi)的氣體壓力Ps由BMS采集；該設(shè)置方式中數(shù)據(jù)傳輸效率比較高。上述各實施例中，靠近所述電池箱10的進氣ロ管路上設(shè)置有空氣干燥器9，空氣干燥器9可以進一歩干燥進入電池箱10中的高壓氣體，可以使進入電池箱10內(nèi)部的氣體直接接觸各電子組件12的表面，對電池模塊或單體以及內(nèi)部部件進行熱交換，有利于提高氣體與電子組件12兩者之間的熱交換效率。當然，還可以在空氣壓縮機5和儲氣罐7之間設(shè)置第一空氣干燥器6，用于進一歩干燥系統(tǒng)內(nèi)的氣體。進ー步地，上述各實施例中電池箱10的出氣ロ與外界連通管道上還設(shè)置有單向閥11，以便氣體由出氣ロ流向外界；該設(shè)置方式中，當電池箱10內(nèi)部的氣體壓カ大于出氣ロ處大氣壓カ時，單向閥11的閥門開啟；單向閥11 一般處于常閉狀態(tài)，只有當電池箱10內(nèi)部氣體壓カ減小至大氣壓カ吋，單向閥11的閥門關(guān)閉，從而避免了出氣口外部的氣體和灰塵進入電池箱10內(nèi)部，防止對電池箱10內(nèi)部的污染和腐蝕。結(jié)合以上描述的動力電池溫控系統(tǒng)，本文還提供了一種優(yōu)選的動カ電池溫控系統(tǒng)的控制方法，控制邏輯如圖3。本發(fā)明提供的動カ電池溫控系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟步驟SI :實時檢測上述動カ電池溫控系統(tǒng)中預熱系統(tǒng)的出ロ氣體的溫度T2和壓強P2、冷卻系統(tǒng)的出ロ氣體的溫度T3和壓強P3、電子組件的平均溫度Tm、大氣壓力Pa。動カ電池溫控系統(tǒng)的預熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)可以分別由增壓系統(tǒng)和空氣壓縮系統(tǒng)兩者提供，相應(yīng)地，上述溫度T2和壓強P2分別為中冷器出ロ氣體的溫度和壓強、溫度T3和壓強P3分別為儲液罐出ロ氣體的溫度和壓強。
其中，上述電子組件的平均溫度Tm可以由檢測到的各電子組件的溫度Tl、
T2.......Tn取平均值計算所得，各電子組件溫度的檢測可以由電子組件中的溫度傳感器
實時檢測。步驟S2 :判斷電子組件的平均溫度Tm是否處于正常工作范圍內(nèi)，即Tm是否處于預設(shè)最低工作溫度Tmin與預設(shè)最高工作溫度Tmax范圍內(nèi)；如果是，則執(zhí)行步驟S3，否則執(zhí)行步驟S4 ；步驟S3 :根據(jù)第一預定策略啟動動力電池系統(tǒng)；步驟S4 :根據(jù)第二預定策略啟動動力電池溫控系統(tǒng)。具體地，上述步驟S3中的所述第一預定策略可以包括以下步驟步驟S31 :判斷電子組件的平均溫度Tm是否不大于冷卻系統(tǒng)啟動最低溫度Te ;如果是，執(zhí)行步驟S32 ;否則，執(zhí)行步驟S33 ；步驟S32 :關(guān)閉溫控系統(tǒng)中各閥門，然后連接并啟動動カ電池系統(tǒng)，進入混合動カ驅(qū)動模式；步驟S33 :根據(jù)第一預定分策略啟動動力電池系統(tǒng)。具體地，上述步驟S33中的所述第一預定分策略包括以下步驟步驟S331 :判斷冷卻系統(tǒng)的出ロ氣體的壓強P3是否大于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S332 ;否則，執(zhí)行步驟S32 ；步驟S332 :判斷冷卻系統(tǒng)的出ロ氣體的溫度T3是否不大于預設(shè)最高工作溫度Tmax ;如果是，執(zhí)行步驟S333 ;否則，執(zhí)行步驟S32 ；步驟S333 ;系統(tǒng)控制ホ吳塊輸出冷卻控制信號，啟動動カ電池冷卻系統(tǒng)，對動カ電池進行冷卻，然后連接并啟動動カ電池系統(tǒng)，進入混合動カ驅(qū)動模式。具體地，步驟S4中的所述第二預定策略可以包括以下步驟步驟S41 :斷開動カ電池系統(tǒng)的電源，并進入發(fā)動機驅(qū)動模式；步驟S42 :判斷電子組件的平均溫度Tm是否小于預設(shè)最低工作溫度Tmin ;如果是，執(zhí)行步驟S43 ;否則，執(zhí)行步驟S44 ；步驟S43 :根據(jù)第二預定分策略，啟動所述預熱系統(tǒng)對動力電池進行預熱；步驟S44 :根據(jù)第三預定分策略，啟動所述冷卻系統(tǒng)對動力電池進行冷卻；具體地，步驟S43中的所述第二預定分策略包括以下步驟步驟S431 :判斷所述預熱系統(tǒng)的氣體壓強P2是否不小于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S41 ;否則，執(zhí)行步驟S432 ；
步驟S432 :判斷所述預熱系統(tǒng)的氣體溫度T2是否小于預設(shè)最低工作溫度Tmin ；如果是，執(zhí)行步驟S434 ;否則執(zhí)行步驟S433 ；步驟S433 :系統(tǒng)控制模塊輸出預熱控制信號，啟動動力電池預熱系統(tǒng)，對動カ電池進行預熱；步驟S434 :判斷所述預熱系統(tǒng)的氣體溫度T2是否不大于電子組件的平均溫度Tm ；如果是，執(zhí)行步驟S41 ;否則，執(zhí)行步驟S433。進ー步地，在ー種優(yōu)選實施方式中上述步驟S44中所述第三預定分策略包括步驟S441 :判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體壓強P3是否大于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S442 ;否則，執(zhí)行步驟S41 ； 步驟S442 :判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體溫度T3是否不大于預設(shè)最高工作溫度Tmax ；如果是，執(zhí)行步驟S443 ;否則執(zhí)行步驟S444 ；步驟S443 :系統(tǒng)控制ホ旲塊輸出冷卻控制彳目號，啟動動カ電池冷卻系統(tǒng)，對動カ電池進行冷卻；步驟S444 :判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體溫度T3是否小于電子組件的平均溫度Tm ；如果是，執(zhí)行步驟S443 ;否則，執(zhí)行步驟S41。當然，執(zhí)行完步驟S34、步驟S443、步驟S433后，可以控制程序返回步驟S I繼續(xù)執(zhí)行上述程序，實現(xiàn)該系統(tǒng)的實時檢測。以上對本發(fā)明所提供的用于油電混合動カ汽車的動力電池溫控系統(tǒng)及控制方法進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體實施個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于油電混合動力汽車的動力電池溫控系統(tǒng)，包括內(nèi)置有電子組件(12)的電池箱(10)，其特征在于，所述電池箱(10)上設(shè)有進氣口和出氣口，外界氣體經(jīng)用于給所述汽車的發(fā)動機(4)提供氣體的增壓系統(tǒng)和設(shè)置于車體上的空氣壓縮系統(tǒng)兩者之一后，可連通所述電池箱(10)的進氣口 ；所述動力電池溫控系統(tǒng)還包括根據(jù)環(huán)境參數(shù)控制所述增壓系統(tǒng)和/或所述空氣壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)的控制模塊，以便啟動相應(yīng)預熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)對所述電子組件進行預熱或冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動力電池溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述增壓系統(tǒng)包括發(fā)動機渦輪增壓器(2)、空氣濾清器(I)和中冷器(3)，當電池箱(10)處于預熱狀態(tài)時，所述增壓器(2)的第一進氣口連通所述空氣濾清器(I)的出氣口，所述空氣濾清器(I)的進氣口連接外界空氣；所述增壓器(2)的第一出氣口連通中冷器(3)的進氣口，所述中冷器(3)的出氣口連接所述電池箱(10)的進氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力電池溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣壓縮系統(tǒng)包括空氣壓縮機(5)和儲氣罐(7)，當所述電池箱(10)處于降溫狀態(tài)時，所述儲氣罐(7)的出氣口連通所述電池箱(10)的進氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力電池溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述儲氣罐(7)、所述中冷器(3)、所述電池箱(10)三者連通管道上設(shè)置有三通電控閥(8);當所述電池箱(10)處于預熱狀態(tài)時，所述中冷器(3)的出氣口與所述電池箱(10)的進氣口通過所述三通電控閥(8)連通，所述儲氣罐(7)與所述電池箱(10)的連通管路斷開；當所述電池箱(10)處于降溫狀態(tài)時，所述儲氣罐(7)的出氣口與所述電池箱(10)的進氣口通過所述三通電控閥(8)連通，所述中冷器(3)與所述電池箱(10)的連通管路斷開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池溫控系統(tǒng)，其特征在于，還包括檢測所述中冷器的出口氣體溫度T2和壓強P2、空氣壓縮機的出口氣體溫度T3和壓強P3、電子組件的平均溫度Tm、外界大氣壓力Pa各信號的檢測模塊；所述控制模塊根據(jù)各所述信號，發(fā)送控制指令于所述三通電控閥(8)，以控制所述三通電控閥(8)的相應(yīng)閥口的開啟或關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力電池溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括電池管理系統(tǒng)BMS、發(fā)動機電子控制單元E⑶和整車控制器HCU ;三者之間通過CAN總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任一項所述的動力電池溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述電池箱(10)的出氣口與外界連通管道上還設(shè)置有單向閥(11)，以便氣體由所述出氣口流向外界，防止外界空氣直接回流至電池箱中。
8.一種用于油電混合動力汽車的動力電池溫控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，首先實時檢測動力電池溫控系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)；其次根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)控制所述增壓系統(tǒng)和/或所述空氣壓縮系統(tǒng)啟動相應(yīng)預熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)對所述電子組件進行預熱或冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動力電池溫控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述環(huán)境參數(shù)包括動力電池溫控系統(tǒng)中預熱系統(tǒng)的出口氣體溫度T2和壓強P2、冷卻系統(tǒng)的出口氣體溫度T3和壓強P3、電子組件的平均溫度Tm、外界大氣壓力Pa，具體步驟如下 S I :實時檢測動力電池溫控系統(tǒng)中預熱系統(tǒng)的出口氣體溫度T2和壓強P2、冷卻系統(tǒng)的出口氣體溫度T3和壓強P3、電子組件的平均溫度Tm、外界大氣壓力Pa ； S2:判斷電子組件的平均溫度Tm是否處于正常工作范圍內(nèi)，即Tm是否處于預設(shè)最低工作溫度Tmin與預設(shè)最高工作溫度Tmax范圍內(nèi)；如果是，則執(zhí)行步驟S3，否則執(zhí)行步驟S4 ； 53:根據(jù)第一預定策略啟動動力電池系統(tǒng)； 54:根據(jù)第二預定策略啟動動力電池溫控系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動力電池溫控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，步驟S3中的所述第一預定策略包括以下步驟 531:判斷電子組件的平均溫度Tm是否不大于冷卻系統(tǒng)啟動最低溫度Te ;如果是，執(zhí)行步驟S32 ;否則，執(zhí)行步驟S33 ； 532:關(guān)閉溫控系統(tǒng)中各閥門，然后執(zhí)行步驟S34 ； 533:根據(jù)第一預定分策略啟動汽車的動力電池系統(tǒng)； 534:連接并啟動動力電池系統(tǒng)，進入混合動力驅(qū)動模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的動力電池溫控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，步驟S33中的所述第一預定分策略包括以下步驟 5331:判斷冷卻系統(tǒng)的出口氣體壓強P3是否大于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S332 ;否則，執(zhí)行步驟S32 ； 5332:判斷冷卻系統(tǒng)的出口氣體溫度T3是否不大于預設(shè)最高工作溫度Tmax ;如果是，執(zhí)行步驟S333 ;否則，執(zhí)行步驟S32 ； 5333;系統(tǒng)控制模塊輸出冷卻控制信號，啟動動力電池冷卻系統(tǒng)，對動力電池進行冷卻，然后連接并啟動動力電池系統(tǒng),進入混合動力驅(qū)動模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽車電池箱換熱系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，步驟S4中的所述第二預定策略包括以下步驟 541:斷開動力電池系統(tǒng)的電源，并進入發(fā)動機驅(qū)動模式； 542:判斷電子組件的平均溫度Tm是否小于預設(shè)最低工作溫度Tmin ;如果是，執(zhí)行步驟S43 ;否則，執(zhí)行步驟S44 ； 543:根據(jù)第二預定分策略，啟動所述預熱系統(tǒng)對動力電池進行預熱； S44:根據(jù)第三預定分策略，啟動所述冷卻系統(tǒng)對動力電池進行冷卻。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的汽車電池箱換熱系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，步驟S43中的所述第二預定分策略包括以下步驟 5431:判斷所述預熱系統(tǒng)的氣體壓強P2是否不小于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S41 ;否則，執(zhí)行步驟S432 ； 5432:判斷所述預熱系統(tǒng)的氣體溫度T2是否小于預設(shè)最低工作溫度Tmin ;如果是，執(zhí)行步驟S434 ;否則執(zhí)行步驟S433 ；5433:系統(tǒng)控制模塊輸出預熱控制信號，啟動動力電池預熱系統(tǒng)，對動力電池進行預執(zhí). 5434:判斷所述預熱部件的氣體溫度T2是否不大于電子組件的平均溫度Tm ;如果是，執(zhí)行步驟S41 ;否則，執(zhí)行步驟S433。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的動力電池溫控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，步驟S44中所述第三預定分策略包括S441:判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體壓強P3是否大于外界大氣壓Pa ;如果是，執(zhí)行步驟S442;否則，執(zhí)行步驟S41 ；5442:判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體溫度T3是否不大于預設(shè)最高工作溫度Tmax ;如果是，執(zhí)行步驟S443 ;否則執(zhí)行步驟S444 ；5443:系統(tǒng)控制模塊輸出冷卻控制信號，啟動動力電池冷卻系統(tǒng)，對動力電池進行冷卻； 5444:判斷所述冷卻系統(tǒng)的氣體溫度T3是否小于電子組件的平均溫度Tm ;如果是，執(zhí)行步驟S443 ;否則，執(zhí)行步驟S41。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于油電混合動力汽車的動力電池溫控系統(tǒng)和控制方法。該溫控系統(tǒng)包括內(nèi)置有電子組件的電池箱，電池箱上設(shè)有進氣口和出氣口，外界氣體經(jīng)用于給汽車的發(fā)動機提供氣體的增壓系統(tǒng)和設(shè)置于車體上的空氣壓縮系統(tǒng)兩者之一后，可連通電池箱的進氣口；動力電池溫控系統(tǒng)還包括根據(jù)環(huán)境參數(shù)控制增壓系統(tǒng)和/或空氣壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)的控制模塊，以便啟動相應(yīng)預熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)對電子組件進行預熱或冷卻；該溫控系統(tǒng)充分利用了整車自身的配套設(shè)備為電池箱提供加熱和冷卻氣源，能夠省去電池系統(tǒng)必需的專用加熱和冷卻設(shè)備，減小對整車空間的占據(jù)，符合整車設(shè)計原則，且利用高壓氣體的壓力驅(qū)動氣體在電池箱內(nèi)自動流動，無需設(shè)置額外的換熱動力部件，可以減少能量的消耗，降低汽車的使用成本。
文檔編號B60W20/00GK102756729SQ20121026408
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者劉信奎, 張守中, 張芳, 潘鳳文, 韓爾樑 申請人:濰柴動力股份有限公司