[發明專利]一種混合動力汽車電池熱控制系統

有效

• 申請號: 201410081871.0
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103825069A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 高印寒;王天皓;楊開宇;張俊東;安占揚;高樂;朱宇;錢堃;金宇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01M10/65
• 分類號: H01M10/65;B60W20/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 鞠傳龍

技術領域

本發明涉及一種汽車電池熱控制系統，特別涉及一種混合動力汽車電池熱控制系統。

背景技術

目前，隨著環境保護和節能減排意識廣泛普及以及能源資源的不斷耗竭，能源的合理高效利用和開發新型能源成為迫在眉睫的緊要任務。在節能減排的大環境下，傳統燃料汽車出路難尋，而以動力電池作為能量源驅動的混合動力汽車則得到更廣泛的關注和應用。但是，電池性能的發揮與電池的溫度有密切的關系。在低溫時，電池活性明顯降低，電池的歐姆內阻和極化內阻增加，放電能力下降，放電平臺降低以及電池更容易達到放電截止電壓，使得電池的可用容量減小，能量通用效率下降。尤其在低溫地區，在-30℃～-20℃的低溫條件下，要想讓動力電池組發揮比較大的功效，就必須對電池進行加熱，電池組的熱管理是混合動力汽車性能提升的重要課題，通常的加熱方法為用電阻絲加熱空氣或者液體來達到目的，這樣就極大地增加了用于加熱的能量，比較耗能，而且也降低了汽車的續駛里程。

發明內容

本發明的目的是為了解決在低溫條件下，混合動力汽車的動力電池組溫度保持在合理的溫度范圍內，并能發揮最佳的性能以達到節能、降耗和提高汽車的續駛里程而提供的一種混合動力汽車電池熱控制系統。

本發明所述的混合動力汽車電池熱控制系統本體中的電池組箱體通過進氣管和出氣管與汽車的排氣管相連通，汽車所用的電池組放置在電池組箱體內，其中進氣管上設有電磁閥控制進氣管的開合，電磁閥與電池熱控制器相連接，電磁閥由電池熱控制器控制開關，汽車的排氣管上設有第一溫度傳感器，電池組箱體內設有第二溫度傳感器，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均與電池熱控制器相連接，電池組箱體內設有數道加熱支管和加熱棱片，加熱支管與進氣管和出氣管相連通，電池組箱體內填充有復合相變材料。

進氣管和出氣管與汽車的排氣管連接處位于排氣管上的觸媒催化轉化器和消聲器的前端。

第一溫度傳感器的測溫范圍為400℃-800℃。

第二溫度傳感器的測溫范圍為-50℃-100℃。

復合相變材料由膨脹石墨、石蠟和有機硅油混合制成，各種材料的重量百分比為膨脹石墨5-15%、石蠟74-87%和有機硅油8%-13%。

復合相變材料還可以由微膠囊相變材料制成。

本發明的工作原理：

從汽車排氣管中排出的汽車尾氣通過進氣管通入到電池組箱體內，通入到電池組箱體內的汽車尾氣在電池組箱體內的加熱支管中循環后通過出氣管再進入到汽車的排氣管中排出，汽車的排氣管上設有第一溫度傳感器，電池組箱體內設有用于監測電池組周圍復合相變材料溫度的第二溫度傳感器，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器能夠將相應部位的溫度信息傳輸給電池熱控制器，電池熱控制器將第一溫度傳感器和第二溫度傳感器傳來的溫度信息，進行決斷，對進氣管上的電磁閥進行控制，決定進氣管是打開還是關閉，另外復合相變材料起到恒溫控制的目的，這樣就構成了一個電池熱控制系統。在這個電池熱控制系統中，當電池組周圍的復合相變材料的溫度很低時，電池組箱體內的第二溫度傳感器就會將溫度信息傳給電池熱控制器，電池熱控制器指令進氣管上的電磁閥打開，此時汽車排氣管中的高溫尾氣將有一部分分流到電池組箱體內經過加熱支管和加熱棱片對復合相變材料進行加熱，然后復合相變材料將熱量傳遞給電池單體對電池進行加熱。

在電池熱控制系統中，有一部分尾氣是從電池組箱體中流過。為了避免汽車排氣管的尾氣中的有害氣體排出，而導致不符合排放標準，將進氣管和出氣管與汽車的排氣管連接處設在排氣管上的觸媒催化轉化器和消聲器的前端，在觸媒催化轉化器之后是排氣管的消聲器，這樣對于排氣系統的噪聲性能和尾氣處理的性能都不會受到影響。

電池組箱體內填充的復合相變材料為膨脹石墨、石蠟和有機硅油混合制成，憑借膨脹石墨優異的多孔性能，吸附的相變材料可以在熔化后不發生泄露，保持復合相變材料形體不發生變化。

除了應用膨脹石墨、石蠟混合和有機硅油制成的復合相變材料之外，復合相變材料還可以選用微膠囊相變材料，此材料也有熱導率高，還有不易泄露和體積膨脹的優點。

本發明的有益效果：

確保混合動力汽車在低溫條件下，所使用的動力電池組的溫度保持在合理的溫度范圍內，并能發揮最佳的性能。增加了混合動力汽車的續駛里程，顯著地提高了混合動力汽車的動力性能。而且并未增加其他用于加熱的耗能裝置，做到了對汽車所排尾氣熱量的充分利用；與此同時利用相變材料能夠吸收大量熱量而保持溫度不變的特性來解決汽車長時間大負荷運行以及充電時電池組升溫的問題，而不需要另外的冷卻設備，真正做到了節能、降耗以及環保的目標要求。