電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫方法及系統(tǒng)，其特征是首先將電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池安裝在一個(gè)密封容器中，其次使該密封容器分別與真空泵及車載空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器相連通，利用真空泵對(duì)密封容器抽真空，使其工作在真空狀態(tài)下，利用真空保溫原理使動(dòng)力電池恒溫，第三，在溫度控制器的控制下開啟真空泵和熱交換器，通過真空泵將熱交換器產(chǎn)生的熱氣或冷氣引入密封容器中，使密封容器內(nèi)的溫度恒定在動(dòng)力電池最佳工作溫度范圍內(nèi)并使密封容器處于真空狀態(tài)。本發(fā)明利用電動(dòng)汽車所配置的空調(diào)系統(tǒng)作為使電池恒溫的熱源和冷源，同時(shí)首次創(chuàng)造性地將真空保溫技術(shù)應(yīng)用于車用電池的恒溫管理中，不僅方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，而且能提高車用動(dòng)力電池的性能，延長(zhǎng)電池的使用壽命。
【專利說明】電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種普通電動(dòng)汽車(電動(dòng)壓縮機(jī))或熱泵式電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池技術(shù)，尤其是涉及一種為保證此類電池正常工作溫度的溫控方法及系統(tǒng)，具體地說是一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車作為一種無污染的交通工具正在受到各級(jí)政府和環(huán)保主義者的睛睞，各國(guó)、各級(jí)政府均投入了大量的人力物力進(jìn)行研發(fā)，但由于電池的使用壽命和續(xù)航里程的限制，電動(dòng)轎車的推廣目前仍然處于起步。影響電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的主要是電池性能，因此一方面要開發(fā)大容量電動(dòng)汽車用電池，另一方面還要從充分發(fā)揮電池性能兩方面入手，而電池性能受環(huán)境因素影響十分明顯，尤其是在低溫條件下電池性能下降十分明顯，而在高溫條件下雖然能提高使用性能，但如果超過一定的溫度則會(huì)引起電池的膨脹變形而造成安全隱患。因此，在目前電池性能沒有本質(zhì)上的突破的前提下，如果提高電池的使用性能，使電池工作于最佳溫度下充分發(fā)揮其作用是提高汽車動(dòng)力電池性能的關(guān)鍵和有效措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的電動(dòng)車用動(dòng)力蓄電池易受環(huán)境溫度影響而影響性能發(fā)揮的問題，發(fā)明一種能使電池處于恒溫狀態(tài)下工作的方法，同時(shí)提供一種相應(yīng)的恒溫系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案之一是:
一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫方法，其特征是首先將電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池安裝在一個(gè)密封容器中，其次使該密封容器分別與真空泵及車載空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器相連通，利用真空泵對(duì)密封容器抽真空，使其工作在真空狀態(tài)下，利用真空保溫原理使動(dòng)力電池恒溫，第三，在溫度控制器的控制下開啟真空泵和熱交換器，通過真空泵將熱交換器產(chǎn)生的熱氣或冷氣弓I入密封容器中，使密封容器內(nèi)的溫度恒定在動(dòng)力電池最佳工作溫度范圍內(nèi)并使密封容器處于真空狀態(tài)。
[0005]當(dāng)密封容器中的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，先關(guān)閉密封容器連接熱交換器的進(jìn)氣口，真空泵繼續(xù)工作抽真空至密封容器內(nèi)的真空度達(dá)到設(shè)定值，從而使密封容器處于真空狀態(tài)。
[0006]所述的密封容器的表面設(shè)有保溫隔熱層。
[0007]所述的熱交換器作為空氣能熱泵系統(tǒng)的一部分，由空氣能熱泵系統(tǒng)提供加熱或制冷所需的熱源或冷源。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案之二是:
一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征是它包括一個(gè)用于安裝動(dòng)力電池11的密封容器10，密封容器10上設(shè)有連接真空泵13的出氣口和連接熱交換器6的進(jìn)氣口，在動(dòng)力電池11的表面或所述的密封容器中安裝有用于檢測(cè)動(dòng)力電池溫度的傳感器15，所述的真空泵13、熱交換器和溫度傳感器均與控制器16電氣連接。[0009]在連接所述的出氣口與真空泵的出氣通道19上安裝有控制出氣通道通斷的第一電磁閥12，在連接所述的進(jìn)氣口與熱交換器6的進(jìn)氣通道18上安裝有第二電磁閥8。
[0010]所述的熱交換器6是空氣能熱泵系統(tǒng)的一個(gè)組成部件，所述的空氣能熱泵系統(tǒng)還包括電動(dòng)壓縮機(jī)1、四通閥2、膨脹閥4，5、外部空氣熱交換器3和氣液分離器7，通過四通閥2的接向改變制冷劑的循環(huán)方向；當(dāng)需要加熱時(shí)，高溫氣態(tài)制冷劑由電動(dòng)壓縮機(jī)排出，經(jīng)安裝在電池側(cè)的熱交換器6加熱空氣，加熱后的空氣通過進(jìn)氣口進(jìn)入密封容器中并通過真空泵將熱空氣不斷地吸入密封容器中，連續(xù)循環(huán)加熱電池至設(shè)定溫度值；當(dāng)需要冷卻時(shí)，高溫制冷劑由電動(dòng)壓縮機(jī)排出，流經(jīng)外部空氣熱交換器3，冷卻后經(jīng)膨脹閥節(jié)流成低溫氣液兩相制冷劑流進(jìn)電池側(cè)的熱交換器6蒸發(fā)，冷卻空氣進(jìn)入密封容器中并在真空泵的作用下連續(xù)循環(huán)冷卻電池至設(shè)定溫度值；當(dāng)需要保溫時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣口，打開出氣口，真空泵工作對(duì)密封容器內(nèi)的空腔抽真空達(dá)到設(shè)定的真空度停止工作，關(guān)閉出氣口，使動(dòng)力電池處于真空保溫狀態(tài)。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明利用電動(dòng)汽車所配置的空調(diào)系統(tǒng)作為使電池恒溫的熱源和冷源，同時(shí)首次創(chuàng)造性地將真空保溫技術(shù)應(yīng)用于車用電池的恒溫管理中，不僅方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，而且能提高車用動(dòng)力電池的性能，延長(zhǎng)電池的使用壽命。
[0012]本發(fā)明通過真空技術(shù)保溫使能量損耗減少。
[0013]本發(fā)明通過真空技術(shù)均勻?qū)﹄姵馗鞑考M(jìn)行冷卻或加熱，避免傳統(tǒng)風(fēng)扇的單向?qū)α鳟a(chǎn)生的冷卻或加熱不均勻，難以達(dá)到電池溫度的精確控制。
[0014]本發(fā)明采用空氣能熱泵加熱的效率COP (加熱量/耗電量)為2.0-3.0,比PTC電加熱效率0.85、.9 (加熱量/ 耗電量)高，熱泵加熱更節(jié)省電力從而提高整車的續(xù)行里程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0017]實(shí)施例一。
[0018]如圖1所示。
[0019]一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫方法，它包括以下步驟:
首先，將電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池安裝在一個(gè)帶有保溫隔熱層的密封容器中；
其次，使該密封容器分別與真空泵及車載空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器6相連通，熱交換器6作為空氣能熱泵系統(tǒng)的一部分，由空氣能熱泵系統(tǒng)提供加熱或制冷所需的熱源或冷源。
[0020]利用真空泵對(duì)密封容器抽真空，使其工作在真空狀態(tài)下，利用真空保溫原理使動(dòng)力電池恒溫；
第三，在溫度控制器(可采用常規(guī)電氣技術(shù)加以實(shí)現(xiàn))的控制下開啟真空泵和熱交換器，通過真空泵將熱交換器產(chǎn)生的熱氣或冷氣引入密封容器中，使密封容器內(nèi)的溫度恒定在動(dòng)力電池最佳工作溫度范圍內(nèi)并使密封容器處于真空狀態(tài)。當(dāng)密封容器中的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，先關(guān)閉密封容器連接熱交換器的進(jìn)氣口，真空泵繼續(xù)工作抽真空至密封容器內(nèi)的真空度達(dá)到設(shè)定值，從而使密封容器處于真空狀態(tài)。
[0021]詳述如下:
如圖1所示，本發(fā)明首先在動(dòng)力電池四周設(shè)置一個(gè)連通的密閉空腔10，密閉空腔設(shè)置排氣口和進(jìn)氣口，密閉空腔出氣口一端設(shè)出氣通道19與外部的真空泵13連通，并于出氣通道上設(shè)置電磁閥12，當(dāng)真空泵工作對(duì)空腔抽真空時(shí)打開，真空泵停止工作時(shí)關(guān)閉；密閉空腔進(jìn)氣口端設(shè)進(jìn)氣通道18與外部熱泵系統(tǒng)電池側(cè)熱交換器6周圍空氣氣流通道連通，并于進(jìn)氣通道上設(shè)置電磁閥8，當(dāng)真空泵對(duì)密閉空腔抽真空進(jìn)行真空保溫時(shí)關(guān)閉；當(dāng)動(dòng)力電池11需要加熱或冷卻時(shí)打開，并通過真空泵抽取流過熱泵電池側(cè)換熱器6加熱(制熱時(shí))的熱空氣對(duì)電池加熱或抽取流過熱泵換熱器6冷卻(制冷時(shí))的冷空氣對(duì)電池進(jìn)行冷卻。即該真空系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池抽真空保溫、抽取熱空氣循環(huán)加熱、抽取冷空氣循環(huán)冷卻。
[0022]其次，本發(fā)明在密閉空腔外圍四周設(shè)置隔熱保溫層9。
[0023]第三，本發(fā)明的動(dòng)力電池的加熱或冷卻由空氣能熱泵系統(tǒng)提供熱源或冷源，該空氣能熱泵由電動(dòng)壓縮機(jī)1、四通閥2、電池側(cè)熱交換器6、膨脹閥4、5、外部空氣熱交換器3、氣液分離器7組成，通過四通閥的接向改變制冷劑的循環(huán)方向。當(dāng)需要加熱時(shí)，高溫氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)排出，經(jīng)電池測(cè)熱交換器加熱空氣并通過真空泵循環(huán)加熱電池；當(dāng)需要冷卻時(shí)，高溫制冷劑由壓縮機(jī)排出，流經(jīng)外部空氣熱交換器，冷卻后經(jīng)膨脹閥節(jié)流成低溫氣液兩相制冷劑流進(jìn)電池側(cè)熱交換器蒸發(fā)，冷卻空氣并通過真空泵循環(huán)冷卻電池；當(dāng)需要保溫時(shí)，關(guān)閉電磁閥8，打開電磁閥12，真空泵工作對(duì)空腔抽真空達(dá)到一定真空度停止工作，關(guān)閉電磁閥12，使動(dòng)力電池處于真空保溫狀態(tài)。
[0024]最后，本發(fā)明能通過溫度傳感器14的輸入電池溫度信號(hào)、真空度傳感器輸入真空度信號(hào)，控制熱泵系統(tǒng)和真空系統(tǒng)的工作狀態(tài)，達(dá)到對(duì)動(dòng)力電池的溫度控制。
[0025]實(shí)施例二。
[0026]如圖1所示。
[0027]一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫控制系統(tǒng)，它包括一個(gè)用于安裝動(dòng)力電池11的密封容器10，動(dòng)力電池11通過固定架17固定安裝有密封容器10中，密封容器10的表面最好設(shè)有隔熱保溫層9以延長(zhǎng)保溫周期，盡可能減少壓縮機(jī)的啟動(dòng)，密封容器10上設(shè)有連接真空泵13的出氣口和連接熱交換器6的進(jìn)氣口，在連接所述的出氣口與真空泵的出氣通道19上安裝有控制出氣通道通斷的第一電磁閥12，在連接所述的進(jìn)氣口與熱交換器6的進(jìn)氣通道18上安裝有第二電磁閥8。在動(dòng)力電池11的表面或所述的密封容器中安裝有用于檢測(cè)動(dòng)力電池溫度的傳感器15以及用于檢測(cè)真空度的傳感器14，所述的真空泵13、控制熱交換器工作的電動(dòng)壓縮機(jī)1、和溫度傳感器15、真空度傳感器14、電磁閥8、12等均與控制器16(可采用常規(guī)技術(shù)加以實(shí)現(xiàn))電氣連接。所述的熱交換器6是空氣能熱泵系統(tǒng)的一個(gè)組成部件，所述的空氣能熱泵系統(tǒng)還包括電動(dòng)壓縮機(jī)1、四通閥2、膨脹閥4，5、外部空氣熱交換器3和氣液分離器7，通過四通閥2的接向改變制冷劑的循環(huán)方向；當(dāng)需要加熱時(shí)，高溫氣態(tài)制冷劑由電動(dòng)壓縮機(jī)排出，經(jīng)安裝在電池側(cè)的熱交換器6加熱空氣，加熱后的空氣通過進(jìn)氣口進(jìn)入密封容器中并通過真空泵將熱空氣不斷地吸入密封容器中，連續(xù)(循環(huán))加熱電池至設(shè)定溫度值；當(dāng)需要冷卻時(shí)，高溫制冷劑由電動(dòng)壓縮機(jī)排出，流經(jīng)外部空氣熱交換器3，冷卻后經(jīng)膨脹閥節(jié)流成低溫氣液兩相制冷劑流進(jìn)電池側(cè)的熱交換器6蒸發(fā)，冷卻空氣進(jìn)入密封容器中并在真空泵的作用下連續(xù)(循環(huán))冷卻電池至設(shè)定溫度值；當(dāng)需要保溫時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣口，打開出氣口，真空泵工作對(duì)密封容器內(nèi)的空腔抽真空達(dá)到設(shè)定的真空度停止工作，關(guān)閉出氣口，使動(dòng)力電池處于真空保溫狀態(tài)。
[0028]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫方法，其特征是首先將電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池安裝在一個(gè)密封容器中，其次使該密封容器分別與真空泵及車載空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器相連通，利用真空泵對(duì)密封容器抽真空，使其工作在真空狀態(tài)下，利用真空保溫原理使動(dòng)力電池恒溫，第三，在溫度控制器的控制下開啟真空泵和熱交換器，通過真空泵將熱交換器產(chǎn)生的熱氣或冷氣引入密封容器中，使密封容器內(nèi)的溫度恒定在動(dòng)力電池最佳工作溫度范圍內(nèi)并使密封容器處于真空狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是當(dāng)密封容器中的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，先關(guān)閉密封容器連接熱交換器的進(jìn)氣口，真空泵繼續(xù)工作抽真空至密封容器內(nèi)的真空度達(dá)到設(shè)定值，從而使密封容器處于真空狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的密封容器的表面設(shè)有保溫隔熱層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的熱交換器作為空氣能熱泵系統(tǒng)的一部分，由空氣能熱泵系統(tǒng)提供加熱或制冷所需的熱源或冷源。
5.一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征是它包括一個(gè)用于安裝動(dòng)力電池(11)的密封容器(10 )，密封容器(10 )上設(shè)有連接真空泵(13 )的出氣口和連接熱交換器(6 )的進(jìn)氣口，在動(dòng)力電池(11)的表面或所述的密封容器中安裝有用于檢測(cè)動(dòng)力電池溫度的傳感器(15)，所述的真空泵(13)、熱交換器和溫度傳感器均與控制器(16)電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征是在連接所述的出氣口與真空泵的出氣通道(19)上安裝有控制出氣通道通斷的第一電磁閥(12)，在連接所述的進(jìn)氣口與熱交換器(6)的進(jìn)氣通道(18)上安裝有第二電磁閥(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征是所述的熱交換器(6)是空氣能熱泵系統(tǒng)的一個(gè)組成部件，所述的空氣能熱泵系統(tǒng)還包括電動(dòng)壓縮機(jī)(I)、四通閥(2)、膨脹閥(4，5)、外部空氣熱交換器(3)和氣液分離器(7)，通過四通閥(2)的接向改變制冷劑的循環(huán)方向；當(dāng)需要加熱時(shí)，高溫氣態(tài)制冷劑由電動(dòng)壓縮機(jī)排出，經(jīng)安裝在電池側(cè)的熱交換器(6)加熱空氣，加熱后的空氣通過進(jìn)氣口進(jìn)入密封容器中并通過真空泵將熱空氣不斷地吸入密封容器中，連續(xù)加熱電池至設(shè)定溫度值；當(dāng)需要冷卻時(shí)，高溫制冷劑由電動(dòng)壓縮機(jī)排出，流經(jīng)外部空氣熱交換器(3)，冷卻后經(jīng)膨脹閥節(jié)流成低溫氣液兩相制冷劑流進(jìn)電池側(cè)的熱交換器(6)蒸發(fā)，冷卻空氣進(jìn)入密封容器中并在真空泵的作用下連續(xù)冷卻電池至設(shè)定溫度值；當(dāng)需要保溫時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣口，打開出氣口，真空泵工作對(duì)密封容器內(nèi)的空腔抽真空達(dá)到設(shè)定的真空度停止工作，關(guān)閉出氣口，使動(dòng)力電池處于真空保溫狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H01M10/50GK103474714SQ201310414447
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:南京奧特佳冷機(jī)有限公司, 安徽奧特佳科技發(fā)展有限公司