[發明專利]水冷式電池冷卻的控制方法

有效

• 申請號: 201110291208.X
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN103035974A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 張良;陳吉;潘樂燕
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H01M10/50
• 分類號: H01M10/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 高為;王忠忠

技術領域

本發明涉及冷卻技術，更具體地說，本發明涉及對電池的水冷技術。

背景技術

電池裝置通常包括一個或多個電池模塊，每個電池模塊具有多個電池單元。這多個電池單元重疊地設置在一行或者多行中。電池模塊的電池單元相互串聯地和/或并聯地電連接，從而能夠為電動機提供足夠的動力。電池在工作時可能會達到很高的溫度，需要對它們進行冷卻。否則如果不能夠高效并可靠地保證足夠的冷卻，就可能發生故障，影響安全并縮短電池壽命。

針對電池的冷卻問題，不同文獻中已經披露了一些解決方案，例如一件中國專利(CN201010149721.0)中公開了一種帶液體冷卻系統的車用電池系統，包括液體冷卻系統和電池包，液體冷卻系統包括液體循環管路、導熱板，液體循環管路和導熱板四周包圍固定電池包，導熱板的端部固定于液體循環管路中、并用于實現電池包的熱量與液體循環管路的熱量交換。

另一件中國專利(CN201010266526.6)中公開了一種用于燃料電池汽車的冷卻系統，包括堆疊式散熱器；電動傳動系統散熱器，該電動傳熱系統散熱器串聯布置在所述堆疊式散熱器的側面；空調冷凝器，該空調冷凝器布置在堆疊式散熱器的前方，以罩住該堆疊式散熱器而不罩住電動傳動系統散熱器；以及多個冷卻扇，冷卻扇設置在串聯布置的堆疊式散熱器和電動傳動系統散熱器的后方。

發明內容

本發明公開了一種電池冷卻系統的控制方法，所述冷卻系統包括冷卻劑回路和制冷劑回路，所述方法包括冷卻劑回路控制步驟和制冷劑回路控制步驟，其中，所述冷卻劑回路控制步驟包括：監測電池溫度；在所述電池溫度超過第一溫度時啟動冷卻劑回路對所述電池降溫；以及在所述電池溫度低于第二溫度時關閉冷卻劑回路，所述制冷劑回路控制步驟包括：監測電池芯體最高溫度；在所述電池芯體最高溫度超過第三溫度時啟動制冷劑回路對所述冷卻劑降溫；以及在所述電池芯體最高溫度低于第四溫度時關閉制冷劑回路。

根據本發明的控制方法，其中第一溫度是31℃，第二溫度是26℃，第三溫度是32.5℃，以及第四溫度是28℃。

根據本發明的控制方法，其中所述制冷劑回路控制步驟還包括：監測所述冷卻劑溫度；以及以第五溫度為控制目標來控制進入電池區域處的冷卻劑的溫度。

根據本發明的控制方法，其中所述第五溫度為10℃。

根據本發明的控制方法，其中所述第五溫度根據電池溫度控制目標和電池芯體最高溫度之間的溫差而確定。

根據本發明的控制方法，其中通過調整壓縮機轉速來實現冷卻劑的溫度控制目標。

根據本發明的控制方法，其中所述冷卻劑回路同時對車廂進行冷卻。

根據本發明的控制方法，其中冷卻劑回路包括順序連接并形成回路的冷卻器、冷卻劑感應器、電池和電動泵。

根據本發明的控制方法，其中制冷劑回路包括順序連接并形成回路的冷卻器、電動壓縮機、冷凝器和閥門，以及冷凝器旁的PWM散熱風扇。

附圖說明

通過閱讀以下詳細說明并參考附圖，可以對本發明有一個更全面的了解。附圖中：

圖1示出了一種電池冷卻系統；

圖2示出了電池冷卻系統的一種控制流程；

圖3示出了電池冷卻系統的另一種控制流程；

圖4示出了電池溫度與壓縮機轉速的關系曲線。

具體實施方式

圖1中，標記101表示冷凝器，102表示制冷劑回路，103表示閥門，例如帶有關閉閥的熱力膨脹閥(TXV?with?shut?off?valve)，104表示車廂蒸發器，105表示冷卻器蒸發器(chiller?evaporator)，106表示電動壓縮機，107表示PWM散熱風扇，108表示電動泵，109表示冷卻劑感應器，110表示電池，111表示冷卻劑回路。

從圖1可以看出，冷卻劑回路由電池、冷卻劑感應器、電動泵和冷卻器組成。其中，冷卻劑可以是水。當冷卻劑回路的開動足以降低電池溫度時，就不需要啟動制冷劑回路。圖2示出的正是這種情況。在冷卻系統工作時，首先監測電池的溫度(210)。當其上升到某個溫度T1，例如31℃時，打開電動泵，啟動冷卻劑回路(220)，在降低到一定的溫度T2，例如26℃以下時，關閉電動泵，即關閉冷卻劑回路(230)。因此，冷卻劑回路僅僅在電池溫度高于T1時才被啟動，并在溫度降到T2就停止工作。