一種電動汽車電池包充電加熱系統(tǒng)及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電池包溫度輔助系統(tǒng)，具體涉及一種電動汽車電池包充電加熱系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，國家大力發(fā)展電動汽車行業(yè)，電動汽車有著節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點，并且是諸多高新技術結合的產(chǎn)物，隨著能源的日趨減少和政府的大力倡導，在不久的將來其必將擁有廣闊的市場。
[0003]電動汽車可合理利用電網(wǎng)波谷電力等優(yōu)點，目前我國已將電動汽車產(chǎn)業(yè)化列為新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。對于電動汽車而言，由于用電動機代替了發(fā)動機，所以燃油車的能源系統(tǒng)勢必要發(fā)生改變來適應電動汽車。影響電動汽車產(chǎn)業(yè)化的關鍵瓶頸是動力電池，而高壓電池包的制冷和制熱關系到電池組的工作能力，對整車的動力輸出和能量輸入效率有著至關重要的作用。目前，電池包在冬季時充電時間及充電電量很大程度地受到了環(huán)境溫度的制約，在冬季或者寒冷的條件下想實時保證電池的最佳工作溫度很難達到。
[0004]因此，目前大多出電動汽車動力電池多采用鋰離子動力電池，由于現(xiàn)有的鋰離子動力電池在低溫情況下充電困難甚至不能充電，影響電動汽車的使用。一般都是通過對鋰離子動力電池加熱來解決，現(xiàn)有技術多是通過熱源體直接對鋰離子動力電池進行加熱，加熱時鋰離子動力電池溫度不易控制，穩(wěn)定性和實用性較差，并且充電時不能自動進行加熱充電控制，使用起來比較麻煩繁瑣。如果涉及到多節(jié)電池的情況，將會更加復雜，成本高，不能有效緩解因高壓電池包溫度過低而導致充電過慢甚至無法充電的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提供一種電
動汽車電池包充電加熱系統(tǒng)及控制方法。本發(fā)明有效地緩解了在電動汽車中，高壓電池包因溫度過低而導致充電過慢甚至無法充電的現(xiàn)象。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):一種電動汽車電池包充電加熱系統(tǒng)，包括電性連接的電池包和BMS，所述BMS與加熱液供應室內(nèi)的加熱模塊電性連接;所述加熱液供應室上設置有出水口和進水口，所述出水口與所述進水口通過管路連接電池箱;所述電池包設置在所述電池箱內(nèi)，所述電池箱的一端設置有進口電磁閥，另一端設置有出口電磁閥，所述加熱液供應室通過管路與所述電池箱連接并形成循環(huán)流體通道;在所述出水口與所述電池箱連接的管路上設置有循環(huán)栗，所述循環(huán)栗提供循環(huán)流體通道的動力;所述出水口通過管路分別連接到所述電池箱一端的電磁閥上，所述電池包內(nèi)設置有電池模組，所述電池模組內(nèi)部布置有溫度傳感器，所述加熱液供應室通過驅動電源驅動，所述驅動電源包括快充接口、DC-DC直流轉換器和蓄電池，所述DC-DC直流轉換器與所述加熱液供應室連接，將高壓直流電轉換為低壓直流電，整個加熱裝置通過所述BMS以所述溫度傳感器為依據(jù)操控所述加熱模塊的通斷，達到所述電池包的溫度穩(wěn)態(tài)。
[0007]優(yōu)選地，所述溫度傳感器為PT100表面安裝溫度傳感器。
[0008]優(yōu)選地，所述加熱液供應室包括冷卻液、加熱模塊，所述加熱模塊為防水加熱電阻絲。
[0009]優(yōu)選地，所述BMS對所述電池模組檢測的正常值設置為不低于0°。
[0010]優(yōu)選地，所述進口電磁閥、所述出口電磁閥可為一組或多組，方便控制所述電池模組的冷卻水路接通。
[0011]優(yōu)選地，所述加熱液供應室上設有出水管和進水管，所述出水管和所述進水管外包覆有防止熱量流失的隔熱層。
[0012 ] —種電動汽車電池包充電加熱控制方法，所述控制方法包括如下步驟:
S1:監(jiān)測步驟，
溫度傳感器實時監(jiān)測電池模組的溫度并將檢測的信號傳輸給BMS;
S2:第一判斷步驟，
所述BMS判斷電池包內(nèi)的溫度是否達到所述電池包的充電溫度；
S3:控制步驟，
當達到所述電池包的充電溫度時，通過快充接口對所述電池包充電，所述BMS控制所述加熱模塊加熱，所述加熱模塊對加熱液供應室內(nèi)的液體進行加熱，使所述加熱液體達到適宜溫度后，所述BMS發(fā)出指令，打開相應電磁閥，啟動循環(huán)栗，將所述加熱液引入到電池箱內(nèi)，對所述電池包進行加熱；
S4:第二判斷步驟，
所述溫度傳感器實時監(jiān)測所述電池模組的溫度并將檢測的信號傳輸給所述BMS，當達到適宜溫度時，所述BMS發(fā)出指令斷開充電模塊的供電以及關閉循環(huán)栗及相對應的電磁閥，通過快充接口對所述電池包充電。
[0013]優(yōu)選地，如果所述BMS判斷所述電池包內(nèi)的溫度能充電則充電；當需要充電時，所述加熱液供應室可以通過蓄電池、DC-DC直流轉換器或快充接口進行取電；當所述電池包內(nèi)的溫度低于或高于適宜充電溫度時，所述BMS判斷所述電池包內(nèi)的溫度不適宜充電，則DC-DC直流轉換器、蓄電池或快充接口給加熱模塊供電。
[0014]優(yōu)選地，如果有某個所述電池模組達到適宜充電溫度，所有電池模組中仍有電池模組沒有達到適宜充電溫度，BMS發(fā)出指令并關閉滿足溫度要求的電磁閥；如果所有電池模組溫度都滿足要求，BMS會自動判定并關閉所有的電磁閥并隨之關閉加熱模塊，整個系統(tǒng)關閉，循環(huán)栗關閉，電磁閥關閉，加熱模塊關閉。
[0015]本發(fā)明有效緩解了電動汽車中電池包因為溫度過低而導致充電過慢甚至無法充電的現(xiàn)象。該恒溫系統(tǒng)結構緊湊，占用空間小，能夠在大、中、小各類電動汽車上使用，工作效果好，操作方便、安全;加熱穩(wěn)定好，采用通用接口驅動加熱的控制策略，系統(tǒng)通用性強。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結構原理圖；
圖2是本發(fā)明電磁閥的開閉示意圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋。這些實施例僅是應用本發(fā)明技術方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。
[0018]如圖1所示，一種電動汽車電池包充電加熱裝置，包括電性連接的電池包I和BMS2，所述的BMS為電池管理系統(tǒng)，所述BMS2與加熱液供應室3內(nèi)的加熱模塊32電性連接;所述加熱液供應室上設置有出水口 33和進水口 34，所述出水口 33與所述進水口 34通過管路連接電池箱4;所述電池箱4內(nèi)設置有電池包I，所述電池包I內(nèi)設有電池模組11，所述電池模組11內(nèi)部布有溫度傳感器12，所述電池箱4內(nèi)部包括流體管路，所述電池箱4通過流體管路與電磁閥連接，所述電池箱4的一端設置有進口電磁閥41，另一端設置有出口電磁閥42，所述加熱液供應室3通過管路與所述電池箱4連接并形成循環(huán)流體通道。
[0019]如圖1所示，所述加熱液供應室3上設有出水管和進水管，所述出水管和所述進水管外包覆有防止熱量流失的隔熱層;所述隔熱層設計的目的是防止熱量的流失或者冷卻液溫度過高。所述加熱液供應室3通過驅動電源驅動，所述驅動電源包括快充接口 6、DC_DC直流轉換器7和蓄電池8，所述DC-DC直流轉換器7與所述加熱液供應室3連接，將高壓直流電轉換為低壓直流電。所述加熱液供應室3包括冷卻液31、加熱模塊32，所述加熱模塊32為防水加熱電阻絲，所述加熱電阻絲用于給所述加熱液供應室內(nèi)部的循環(huán)水加熱。本技術方案模擬了燃油車發(fā)動機冷卻液的水循環(huán)，用所述加熱液供應室代替發(fā)動機余溫加熱來給冷卻液升溫，克服了直接由比熱容較小的空氣導熱而導致制熱效果不佳和制熱范圍小的缺陷，同時增加了加熱液供應室的利用率。在本實施例中，所述加熱電阻絲為防水加熱電阻絲，該防水加熱電阻絲的使用可靠性高、壽命長，在使用過程中具有很好的防漏電、防水性能，方便耐用。
[0020]如圖1所示，所述電池包I內(nèi)設置有電池模組11，所述電池模組11內(nèi)部布置有溫度傳感器12，所述溫度傳感器為所述電池模組的有機組成部分，所述溫度傳感器用來實時檢測所述電池模組溫度是否達到可充電溫度，并將信號傳給BMS以便BMS進行下一步動作，所述溫度傳感器的設置可用于保護該電池包充電加熱裝置及其里面的電路。
[0021]所述溫度傳感器12可為多點傳感器或PT100表面安裝溫度傳感器，在本實施例中，所述溫度傳感器優(yōu)選為PT100表面安裝溫度傳感器，所述PT100表面安裝溫度傳感器的優(yōu)點為:
1、準確性高。在所有的溫度計中，它的準確度最高，可以達到IMk。
[0022]2、輸出信號大，靈敏度高。PT100熱電阻溫度計的靈敏度比熱電溫度計(熱電偶)高一個數(shù)量級。
[0023]3、測溫范圍廣，穩(wěn)定性能好。在振動小而適宜的環(huán)境下，可以在長時間內(nèi)保持0.11以下的穩(wěn)定性。
[0024]在所述出水口31與所述電池箱4連接的管路上設置有循環(huán)栗5，所述循環(huán)栗5提供循環(huán)流體通道的一個動力，引導該裝置的整個循環(huán)水路，所述出水口31通過管路分別連接到所述電池箱一端的電磁閥上。
[0025]如圖1所示，從進水口進來的是涼水，涼水經(jīng)過加熱液供應室內(nèi)加熱電阻絲的加熱，熱水從加熱液供應室的出水口出來，從該出水口出去的即是指定溫度的熱水，熱水流過內(nèi)部布有保溫水管的電池模組，再回到加熱液供應室里，再重新加熱，做下一個循環(huán)。
[0026]如圖2所示，為電磁閥的開閉示意圖，所述電磁閥可以為一組或多組，如果所述電磁閥為一組的話也可以正常工作，即實現(xiàn)單控(單獨循環(huán))，這種設計可適宜不同溫度需求，對局部溫度變化可處理，不需要耗電，給所有的模組加熱，節(jié)約能量，提高能量利用率。在本實施例中，所述電磁閥優(yōu)選為兩組電磁閥，即該裝置中兩個電池箱的兩端分別各設有進口電磁閥、出口電磁閥。如圖2所示，為循環(huán)流體通路的水流向圖，從左到右依次為電磁閥的打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)。所述電磁閥的設計可高效利用冷卻液，選擇性讓循環(huán)液通過需要溫度處理的模組，方便控制單個模組的冷卻水路接通。
[0027]在本實施例中，整個系統(tǒng)有兩種取供電方式，所述兩種取供電方式的設計為了增加該裝置的適應性。第一種方式:快充接口的低壓電(利用GBT 2