一種智能化新能源汽車電池管理裝置的製作方法

2023-06-11 15:01:06

本實用新型涉及動力電池領域，具體為一種智能化新能源汽車電池管理裝置。

背景技術：

新能源汽車是指採用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、採用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。而隨著新能源汽車的發展，電池作為重要部件之一，對電池的需求在不斷提高。

動力電池的成本、性能、壽命在很大程度上決定了新能源汽車的成本和可靠性，而電池的溫度和溫度場的均勻性對電池的壽命和性能有很大的影響，因此，電池熱管理對提高新能源汽車及電池的成熟度和可靠性具有重要的現實意義。

電池熱管理，是根據溫度對電池性能的影響，結合電池的電化學特性與產熱機理，基於具體電池的最佳充放電溫度區間，通過合理的設計，建立在材料學、電化學、傳熱學、分子動力學等多學科多領域基礎之上，為解決電池在溫度過高或過低情況下工作而引起熱散逸或熱失控問題，以提升電池整體性能的一門新技術。目前的電池熱管理系統中，通常採用包括風冷、液體冷卻、電熱冷卻、熱管冷卻以及相變材料熱管理等多種方式。

利用風冷進行管理的，通常是讓氣流吹進電池箱，對電池進行冷卻或加熱後直接將氣流排出電池箱，而由於氣流在對電池箱進行冷卻後，此時氣流中攜帶有熱量，若直接將該氣流排放，攜帶的熱量也直接損失掉了，因此需要一種可以實現對該熱量進行回收利用的電池熱管理裝置。

技術實現要素：

本實用新型意在提供一種可以對風冷方式中產生的熱量進行回收利用的電池熱管理裝置。

本實用新型提供基礎方案是：一種智能化新能源汽車電池管理裝置，包括電池箱，電池箱內設置有氣囊、電池模塊、溫度傳感器和微控制器，溫度傳感器用於檢測電池模塊的溫度，並將溫度信號傳遞給微控制器；其中，電池箱連接有鼓風機和收集箱；氣囊位於電池模塊與電池箱之間，氣囊內設有螺旋形的導流通道，氣囊的一端與鼓風機連通，氣囊的另一端與收集箱連通；收集箱具有保溫層，收集箱與氣囊的連接處設置有第一單向閥，收集箱與電池箱還通過第二單向閥連接；微控制器在收到溫度傳感器的溫度信號後可控制第一單向閥、第二單向閥以及鼓風機的開啟和關閉。

基礎方案的工作原理：首先需要說明的是，本方案中的第一單向閥起到的效果是，讓氣流只能流進收集箱，第二單向閥起到的效果是，讓氣流只能從收集箱流向電池箱。

工作時，溫度傳感器對電池模塊的溫度進行檢測，當檢測到電池模塊需要降溫時，微控制器控制鼓風機開啟，同時還打開第一單向閥，關閉第二單向閥，對氣囊中吹進空氣，此時氣囊開始膨脹並與電池模塊的表面接觸；隨著鼓風機的持續鼓風，氣囊中的空氣沿著導流通道形成氣流，並對電池模塊進行降溫，然後通過打開的第一單向閥進入到收集箱內進行儲存；在溫度傳感器檢測到電池模塊需要增溫時，微控制器控制鼓風機關閉，同時關閉第一單向閥，打開第二單向閥，此時收集箱內的熱空氣經過打開的第二單向閥經過到氣囊中，然後在經過氣囊中的導流通道時對電池模塊進行加溫，最後通過與鼓風機的連接端流出電池箱。

鼓風機啟動時，吹進氣囊的空氣為常溫空氣；而在氣囊與電池模塊接觸後，電池模塊的熱量經過氣囊傳遞到了氣囊內流動的空氣中，最後隨著空氣進入到帶有保溫層的收集箱內進行保溫收集；在需要對電池模塊進行加熱時，收集箱內的熱空氣流進氣囊，熱空氣攜帶的熱量則通過氣囊傳遞給與氣囊相貼的電池模塊，從而對電池模塊進行加溫操作。

基礎方案的有益效果是：1.相較現有的風冷方式進行管理，本實用新型增加設置了收集箱，利用收集箱對帶有熱量的空氣進行收集，在電池模塊需要升溫的時候，又將該空氣排出收集箱對電池模塊進行升溫，即整個升溫操作中利用的熱量來自電池模塊，實現了對熱量的循環利用，無需另外設置熱源，從而節約了裝置的生產成本；2.S型的氣流通道加大了氣流在電池箱內的流動行程，在氣流流動速度不變的情況下，延長了氣流在電池箱內的流動時間，從而延長了空氣與電池模塊的換熱時間，保證了對電池模塊的降溫或升溫效果。

優選方案一：作為基礎方案的優選，氣囊內壁的上部和下部連接有導流板，導流板與氣囊內壁之間形成導流通道。有益效果：由上下設置的導流板形成導流通道，結構簡單；同時由於氣囊中的導流板具有一定的厚度，在氣囊中沒有充入氣體時，導流板可以保證氣囊之間不會相互貼合，進而保證了氣囊不會重疊在電池模塊的側壁上，不會影響電池模塊自身的散熱。

優選方案二：作為基礎方案的優選，鼓風機的出口處設有過濾網。有益效果：由於鼓風機是直接將電池箱外面的空氣送入氣囊內，設置過濾網後，能將空氣中的雜質過濾掉，避免了雜質在氣囊中堆積，影響氣流在氣囊中的流動。

優選方案三：作為基礎方案的優選，電池模塊上附著有乾燥劑。有益效果：當熱空氣對電池模塊進行加熱時，此時由於熱空氣遇冷會凝結成水汽，附著在電池模塊表面的乾燥劑及時對電池模塊進行乾燥，避免了水汽造成電池短路。

優選方案四：作為優選方案三的優選，乾燥劑為氯化鈣乾燥劑。有益效果：普通乾燥劑吸收的水汽遇到高溫後，又會蒸發重新進入到空氣中；採用氯化鈣乾燥劑，可以實現完全吸收水汽且不會再蒸發的效果，保證了對電池模塊的乾燥效果。

優選方案五：作為優選方案一的優選，導流板上設有導流槽。有益效果：在導流板上設置導流槽，加強了對空氣的導流效果，進而保證了對電池模塊的升溫或降溫操作。

附圖說明

圖1為本實用新型一種智能化新能源汽車電池管理裝置實施例的結構示意圖；

圖2為圖1中電池箱的示意圖；

圖3為本實用新型的示意框圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：電池箱1、氣囊10、電池模塊101、上導流板11、下導流板13、鼓風機20、收集箱30、第一單向閥31、第二單向閥32。

如圖1和如圖2所示的智能化新能源汽車電池管理裝置，包括電池箱1，電池箱1設有氣囊10和電池模塊101，電池模塊101上附著有氯化鈣乾燥劑；電池箱1內設置有溫度傳感器和微控制器80C51，溫度傳感器用於檢測電池模塊101的溫度，並將溫度信號傳遞給微控制器80C51；電池箱1連接有鼓風機20和收集箱30；鼓風機20的出口處設有過濾網；

氣囊10位於電池模塊101與電池箱1之間，氣囊10內壁的上部連接有上導流板11，下部連接有下導流板13，上導流板11、下導流板13與氣囊10內壁之間形成S型的導流通道，上導流板11與下導流板13上均設有導流槽，氣囊10的一端與鼓風機20連通，氣囊10的另一端與收集箱30連通；

收集箱30具有保溫層，收集箱30與氣囊10的連接處設置有第一單向閥31，收集箱30與電池箱1還通過第二單向閥32連接；微控制器80C51在收到溫度傳感器的溫度信號後可控制第一單向閥31、第二單向閥32以及鼓風機20的開啟和關閉。

如圖3所示，工作時，溫度傳感器對電池模塊101的溫度進行檢測，當檢測到電池模塊101需要降溫時，微控制器80C51控制鼓風機20開啟，同時還打開第一單向閥31，關閉第二單向閥32，此時氣流只能進入收集箱30而不能流出收集箱30；對氣囊10中吹進空氣，此時氣囊10開始膨脹並與電池模塊101的表面進行接觸；隨著鼓風機20的繼續運作，氣囊10中的空氣沿著導流通道形成氣流，而在氣囊10與電池模塊101接觸後，電池模塊101的熱量經過氣囊10傳遞到了氣囊10內流動的空氣中，最後隨著空氣通過打開的第一單向閥31進入到帶有保溫層的收集箱30內進行儲存，完成對電池模塊101進行降溫；在溫度傳感器檢測到電池模塊101需要增溫時，微控制器80C51控制鼓風機20關閉，同時關閉第一單向閥31，打開第二單向閥32，收集箱30處於只能排出氣體而不能收集氣體的狀態；此時收集箱30內的熱空氣經過打開的第二單向閥32經過到氣囊10中，熱空氣攜帶的熱量則通過氣囊10傳遞給與氣囊10相貼的電池模塊101，對電池模塊101進行加溫，最後通過與鼓風機20的連接端流出電池箱1，從而對電池模塊101進行加溫操作。

以上所述的僅是本實用新型的實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本實用新型的保護範圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護範圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用於解釋權利要求的內容。