專利名稱：車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，由于面臨能源成本的壓力以及政府和消費者對于環(huán)保的日益 重視，混合動力汽車和電動汽車以其能夠大幅減少或消除尾氣排放和降低 能耗的優(yōu)點，引起眾多汽車生產(chǎn)廠家的重視，并紛紛投入巨資研發(fā)和推廣。
為新能源汽車發(fā)展的瓶頸。
動力電池作為能量存儲器件，在混合動力汽車和電動汽車中起到異常 關(guān)鍵作用，其性能好壞極大的影響整車的性能。動力電池由多個電池單體
進行串并聯(lián)后組成，目前的動力電池單體在極端低溫(小于-30'C)和極端 高溫(大于50°C)的環(huán)境下都無法正常工作，導(dǎo)致以動力電池為能量來源 的車輛此時也無法正常工作，使車輛無法達到全天候運行的要求，和傳統(tǒng) 汽車相比其使用有較大局限性。
另外，目前的動力電池由幾十或幾百個電池單體串并聯(lián)組成，如果某 一電池因老化或其他原因造成單體性能下降，就會造成整個動力電池的性 能大幅下降，如果某一電池單體失效，就有可能造成整個動力電池的失效。 這樣就給動力電池的維護帶來很大麻煩如果任一電池單體失效，就必須 更換整個電池包，同時由于目前電池本身價格昂貴，這樣就導(dǎo)致了電池的維護成本居高不下。造成電池單體性能不一致有很多原因，而其中一個重要 的原因就是各電池單體的溫度不均衡，導(dǎo)致溫度過高的電池單體加速老化 或失效。
另外，動力電池與其它系統(tǒng)之間的大功率能量交換(包括能量注入電池 包或能量從電池包輸出)，以及電池包部分電路發(fā)生故障(如短路)時，電 池包可能因過熱而引起性能的惡化甚至引起電池包爆炸的嚴重事故，給車 輛的運行造成了安全隱患。
上述問題的存在都嚴重制約了混合動力汽車和電動汽車的推廣使用， 動力電池目前已經(jīng)成為新能源汽車發(fā)展的瓶頸，全球各大汽車廠商和科研 機構(gòu)也紛紛投入大量資金和人力到動力電池的研究工作上去，但就目前的 電池技術(shù)發(fā)展^5看，短時間內(nèi)解決動力電池單體技術(shù)的問題仍然非常困難。
本實用新型中所說的汽車包括電動汽車和混合動力汽車。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，能 夠使得電池系統(tǒng)始終保持在良好的工作環(huán)境中，延長電池系統(tǒng)的壽命，保 證電池系統(tǒng)的安全，降低電池系統(tǒng)的使用成本。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的技術(shù)方案是, 包括
電池包，所述電池包內(nèi)設(shè)置有相互電連接的電池單元，所述電池單元 由一個或相互電連接的多個電池單體組成，所述電池包密封封裝，每個電 池單元的大部分或全部都被填充有冷卻液的空隙所包圍，且所有填充有冷卻液的空隙都相互連通，所述填充有冷卻液的空隙中設(shè)置有溫度傳感器， 所述電池包上設(shè)置有冷卻液的入口和出口 ；
所述冷卻液的入口和出口分別連接到兩個管路中從而組成兩個循環(huán)， 分別是大循環(huán)和小循環(huán)，所述大循環(huán)是所述電池包冷卻液的入口和出口與 主熱交換器組成的循環(huán)管路，所述小循環(huán)是所述電池包冷卻液的入口和出 口與管路中串聯(lián)連接的加熱單元和制冷單元組成的循環(huán)管路，所述大循環(huán) 與小循環(huán)的管路中各設(shè)置有一個驅(qū)動冷卻液在大循環(huán)中或者小循環(huán)中流動
的泵；
還包括一個控制單元，所述控制單元采集所述溫度傳感器的信號，并 且控制所述制冷單元和加熱單元的工作狀態(tài)，并控制所述兩個泵的工作。
本實用新型能夠使得電池始終處于一個合適的溫度環(huán)境中，從而延長 了電池系統(tǒng)的使用壽命，保證了電池系統(tǒng)的安全，降低了電池系統(tǒng)的使用 成本。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明 附圖為本實用新型車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

本實用新型車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)如附圖所示，包括 電池包，所述電池包內(nèi)設(shè)置有相互電連接的電池單元，所述電池單元 由一個或相互電連接的多個電池單體組成，所述電池包密封封裝，每個電 池單元的大部分或全部都被填充有冷卻液的空隙所包圍，且所有填充有冷卻液的空隙都相互連通，所述填充有冷卻液的空隙中設(shè)置有溫度傳感器，
所述電池包上設(shè)置有冷卻液的入口和出口；
所述冷卻液的入口和出口分別連接到兩個管路中從而組成兩個循環(huán)， 分別是大循環(huán)和小循環(huán)，所述大循環(huán)是所述電池包冷卻液的入口和出口與 主熱交換器組成的循環(huán)管路，所述小循環(huán)是所述電池包冷卻液的入口和出 口與管路中串聯(lián)連接的加熱單元和制冷單元組成的循環(huán)管路，所述大循環(huán) 與小循環(huán)的管路中各設(shè)置有一個驅(qū)動冷卻液在大循環(huán)中或者小循環(huán)中流動 的泵；其中主熱交換器就是現(xiàn)有汽車上的熱交換系統(tǒng)，其只在汽車啟動之 后，由汽車發(fā)動機帶動工作；其中主熱交換器的一般制冷和制熱的功率較 大，制冷可以使用空調(diào)壓縮機系統(tǒng)，制熱可以采用發(fā)動機的冷卻循環(huán)用水 加熱或電加熱。
還包括一個控制單元，所述控制單元采集所述溫度傳感器的信號，并 且控制所述制冷單元和加熱單元的工作狀態(tài)，并控制所述兩個泵的工作。
所述電池包外層還設(shè)置有絕熱套，從而使得電池包盡量少的受到外界 環(huán)境溫度的影響。
所述車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中還設(shè)置有太陽能電池。
所述電池包中的溫度傳感器為一個或多個，且均勻分布在所述電池包中。
所述大循環(huán)和小循環(huán)中的泵是一種在不工作的時候?qū)⒀h(huán)管路截止的 泵，本實用新型中，兩個泵中最多只有一個在工作而另外一個不工作，因 此當(dāng)其中一個泵在工作的時候，另外一個泵將其所在的循環(huán)管路截止，可以使得冷卻液僅在工作的泵所在的管路中流動，這樣可以提高冷卻液的熱 交換效率。
所述加熱單元為電加熱單元，例如在加熱單元采用電熱絲或PTC。
所述制冷單元為采用壓縮機的制冷單元，這是目前最常規(guī)的制冷裝置 的結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于例如空調(diào)、冰箱等需要進行制冷的場合。
所述制冷單元還可以是采用半導(dǎo)體制冷裝置的制冷單元。這種制冷裝 置體積小，并且由于沒有機械運動部件，不會產(chǎn)生機械噪音，已經(jīng)被應(yīng)用 于一些小型冰箱上，在本發(fā)明的制冷單元中也可以采用。
本實用新型車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的工作方法是
當(dāng)汽車未啟動時，以及在汽車啟動運行初期，主熱交換器循環(huán)回路中 的冷卻液還未經(jīng)過足夠的預(yù)熱或預(yù)冷，尚不能實現(xiàn)調(diào)節(jié)電池包溫度功能時， 所述控制單元根據(jù)電池包中溫度傳感器的溫度信息控制制冷單元、加熱單 元以及小循環(huán)管路中的泵的工作，使得冷卻液只可能在小循環(huán)中循環(huán)，使 得電池包中冷卻液的溫度保持在使電池單體正常工作且性能良好的溫度水 平。
例如，如果當(dāng)電池包中冷卻液的溫度正處于電池單體正常工作且性能 良好的溫度水平，所述小循環(huán)管路中的泵、制冷單元和加熱單元都可以停 止工作；如果當(dāng)電池包中冷卻液的溫度高于電池單體正常工作且性能良好 的溫度水平，所述小循環(huán)管路中的泵驅(qū)動冷卻液在小循環(huán)管路中流動，同 時制冷單元工作，而加熱單元不工作；如果當(dāng)電池包中冷卻液的溫度低于 電池單體正常工作且性能良好的溫度水平，所述小循環(huán)管路中的泵驅(qū)動冷卻液在小循環(huán)管路中流動，同時加熱單元工作，而制冷單元不工作。這種 工作模式可以最大限度的減少對能源的消耗。
當(dāng)汽車啟動運行后，主熱交換器循環(huán)回路中的冷卻液已經(jīng)過足夠的預(yù)
熱或預(yù)冷后，循環(huán)回路已能實現(xiàn)調(diào)節(jié)電池包溫度功能時，所述控制單元根 據(jù)電池包中溫度傳感器的溫度信息控制所述主熱交換器及大循環(huán)管路中的 泵的工作，使得冷卻液只可能在大循環(huán)管路中循環(huán)，使得電池包中冷卻液 的溫度保持在使電池單體正常工作且性能良好的溫度水平。
汽車未啟動時，以及在電池包中冷卻液的溫度過低情況下的汽車剛剛
啟動時，汽車發(fā)動機的溫度尚未升高到足夠高。如果電池包中冷卻液的溫 度過低，而此時汽車發(fā)動機的溫度不足以提高電池包中冷卻液的溫度，此 時不能切換至大循環(huán)。除了上述情況之外，如果電池包中冷卻液的溫度過 低，主熱交換器循環(huán)回路中的冷卻液足以提高電池包中冷卻液的溫度，此 時可以由大循環(huán)對電池包中冷卻液進行溫度調(diào)節(jié)。
當(dāng)汽車未啟動時，以及在汽車啟動運行初期，主熱交換器循環(huán)回路中 的冷卻液還未經(jīng)過足夠的預(yù)熱或預(yù)冷，尚不能實現(xiàn)調(diào)節(jié)電池包溫度功能時， 所述控制單元、制冷單元、加熱單元和小循環(huán)管路中的泵由所述電池包供 電。
所述控制單元還控制所述太陽能電池對所述電池單體進行充電。 當(dāng)汽車未啟動時，以及在汽車啟動運行初期，主熱交換器循環(huán)回路中 的冷卻液還未經(jīng)過足夠的預(yù)熱或預(yù)冷，尚不能實現(xiàn)調(diào)節(jié)電池包溫度功能時， 所述控制單 、制冷單元、加熱單元和小循環(huán)管路中的泵由所述太陽能電池供電。
有時會因為陰天或者晚上，導(dǎo)致太陽光線不足，當(dāng)汽車未啟動時，以 及在汽車啟動運行初期，主熱交換器循環(huán)回路中的冷卻液還未經(jīng)過足夠的 預(yù)熱或預(yù)冷，尚不能實現(xiàn)調(diào)節(jié)電池包溫度功能時，如果太陽能電池的電能 不足以對所述控制單元、制冷單元、加熱單元和小循環(huán)管路中的泵進行供 電，所述控制單元控制由所述電池包對所述控制單元、制冷單元、加熱單 元和小循環(huán)管路中的泵進行供電。
在本實用新型中，制冷單元和加熱單元的功率都比較小，主要是實現(xiàn) 停機狀態(tài)下，即汽車未啟動時，以及在汽車啟動運行初期，主熱交換器循 環(huán)回路中的冷卻液還未經(jīng)過足夠的預(yù)熱或預(yù)冷，尚不能實現(xiàn)調(diào)節(jié)電池包溫 度功能時的情況下電池的保溫功能。而主熱交換器的功率比較大，主要是 實現(xiàn)汽車正常運行時的電池冷卻與加熱功能。
電池包中的電池單元彼此間都保持一定距離，其單體外殼之間沒有直 接接觸，電池單元浸入冷卻液中，這樣不但能使電池單元和冷卻液有較大 的熱接觸面積，保證電池單元和冷卻液能快速地交換熱量，使所有電池單
元的溫度保持一致，從而提高電池的性能和使用壽命；而且在某一個電池 單元發(fā)生過熱時避免其產(chǎn)生的熱量直接傳遞到其他電池單元從而引起連鎖 反應(yīng)，使過熱局限在該電池單元，大大提高了電池包的安全系數(shù)。
電池單元放置在電池包內(nèi)，電池單元和電池包的空隙里充滿了冷卻液 并布置一個或多個溫度傳感器以便測量電池溫度，電池包密封好，防止冷 卻液泄漏造成安全隱患。電池包上留上一個冷卻液入口和冷卻液出口，以便實現(xiàn)冷卻液的循環(huán)流動。電池包外覆蓋一層絕熱套，該絕熱套可以減少 電池與外界的熱量交換，實現(xiàn)電池保溫功能，使電池在極端低溫或高溫情 況下只需較少能量便能維持在適宜的溫度。
在車輛行駛過程中，電池一般都會產(chǎn)生大量的熱量，這時候電子控制 單元根據(jù)外界溫度和電池的溫度、冷卻液溫度等條件來判斷是否啟動大循 環(huán)。
在車輛停止工作后，控制單元仍然繼續(xù)工作， 一方面可以根據(jù)環(huán)境溫 度和電池溫度等條件來判斷是否啟動小循環(huán)，當(dāng)環(huán)境溫度過高時啟動制冷 單元，環(huán)境溫度過低時啟動加熱單元，這樣動力電池就可以長時間的保持 在良好的狀況下，當(dāng)車輛需要再次啟動時，駕駛員便能夠迅速啟動車輛而 無需等待電池慢慢恢復(fù)到適合的工作溫度；另 一方面在太陽能電池發(fā)電的 情況下可以對動力電池進行充電。
太陽能電池可安裝于車輛前風(fēng)窗、后風(fēng)窗、車頂或其它易于安裝、布 置及維護保養(yǎng)或易于接受陽光的部位，它在光線充足的情況下便能發(fā)電， 經(jīng)直流轉(zhuǎn)換器提高電壓后向動力電池補充電能，避免車輛長時間停放后動
力電池的電能消耗過多造成電池不能保持在正常工作溫度以及電池的soc
大幅下降，造成車輛不能正常工作，同時太陽能電池在車輛行駛過程中發(fā) 電，所以它也能提高車輛的續(xù)駛里程，降低能量的消耗。
制冷單元和加熱單元工作時，當(dāng)太陽能電池所發(fā)的電能夠滿足制冷單 元或加熱單元的需要時，制冷單元和加熱單元便消耗太陽能電池產(chǎn)生的電
能；如不足，制冷單元和加熱單元便消耗動力電池儲蓄的電能。綜上所述，本實用新型能夠使得電池始終處于一個合適的溫度環(huán)境中， 從而延長了電池系統(tǒng)的使用壽命，保證了電池系統(tǒng)的安全，降低了電池系 統(tǒng)的使用成本。
1權(quán)利要求1.一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，包括電池包，所述電池包內(nèi)設(shè)置有相互電連接的電池單元，所述電池單元由一個或相互電連接的多個電池單體組成，所述電池包密封封裝，每個電池單元的大部分或全部都被填充有冷卻液的空隙所包圍，且所有填充有冷卻液的空隙都相互連通，所述填充有冷卻液的空隙中設(shè)置有溫度傳感器，所述電池包上設(shè)置有冷卻液的入口和出口；所述冷卻液的入口和出口分別連接到兩個管路中從而組成兩個循環(huán)，分別是大循環(huán)和小循環(huán)，所述大循環(huán)是所述電池包冷卻液的入口和出口與主熱交換器組成的循環(huán)管路，所述小循環(huán)是所述電池包冷卻液的入口和出口與管路中串聯(lián)連接的加熱單元和制冷單元組成的循環(huán)管路，所述大循環(huán)與小循環(huán)的管路中各設(shè)置有一個驅(qū)動冷卻液在大循環(huán)中或者小循環(huán)中流動的泵；還包括一個控制單元，所述控制單元采集所述溫度傳感器的信號，并且控制所述制冷單元和加熱單元的工作狀態(tài)，并控制所述兩個泵的工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述電 池包外層還設(shè)置有絕熱套。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述車 用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中還設(shè)置有太陽能電池。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述電 池包中的溫度傳感器為一個或多個，且均勻分布在所述電池包中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述大循環(huán)和小循環(huán)中的泵是一種在不工作的時候?qū)⒀h(huán)管路截止的泵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述加 熱單元為電加熱單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述制 冷單元為采用壓縮機的制冷單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述制 冷單元為采用半導(dǎo)體制冷裝置的制冷單元。
專利摘要本實用新型公開了一種車用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，包括由電池單元組成的電池包，且電池單元之間填充有冷卻液；冷卻液的入口和出口分別連接到兩個管路中從而組成大循環(huán)和小循環(huán)，大循環(huán)連接主熱交換器，小循環(huán)串聯(lián)加熱單元和制冷單元，所述大循環(huán)與小循環(huán)的管路中各設(shè)置有一個驅(qū)動冷卻液在大循環(huán)中或者小循環(huán)中流動的泵；另外還包括一個控制單元，采集電池包中溫度傳感器的信號，并且控制其他部件。本實用新型能夠使得電池始終處于一個合適的溫度環(huán)境中，從而延長了電池系統(tǒng)的使用壽命，保證了電池系統(tǒng)的安全，降低了電池系統(tǒng)的使用成本。
文檔編號G05D23/20GK201408825SQ200920071790
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者盧萬成, 陳賢章, 陳長飛 申請人:聯(lián)合汽車電子有限公司