一种混合动力电池能量管理系统及控制方法与流程

本发明涉及混合动力，尤其是涉及一种混合动力电池能量管理系统及控制方法。

背景技术：

1、混合动力汽车具有非常广阔的前景，具有较好节能减排效果；混合动力汽车采用发动机与动力电池共同驱动，与燃料混动汽车一样可以依据不同的驾驶条件选择不同的动力输出。

2、混合动力汽车配备了动力电池，因此仍然面临着低温下电池容量衰减造成续航里程大量衰退的问题，虽然各大车企为此增加了多种动力电池加热功能，如热泵加热、热膜加热、ptc加热等多种方案，但也存在电池充电时仍需较高耗能的问题。如中国专利cn113119688b公开的一种插电式混合动力汽车的整车热管理系统及其控制方法：其利用了堵转电机生热或者发动机怠速生热的至少一种对动力电池进行加热，来保证在低温环境下对动力电池进行快速加热，用来缩短充电时间以及改善整车低温驾驶体验；其虽然利用发动机的怠速生热以及电机的生热来加热电池，但加热效果缓慢，不能在环境温度低的条件下使动力电池迅速升温。又如中国专利cn114658519a公开的一种天然气汽车尾气余热利用装置，其仅仅只利用了尾气的加热，没有考虑发动机怠速可以带动其他装置一起加热发动机，并且尾气的热效率未能有效的保存下来，只能在发动机运行时对电池单元进行加热。混合动力汽车一般需要长时间工作，对动力电池的使用寿命需求较高，未能做到动力电池在合理温度下工作，即对动力电池未能形成很好的保护。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明是提供一种混合动力电池能量管理系统及控制方法，其可采用多种形式对动力电池加热，保证动力电池工作温度，延长电池使用寿命，并且能耗相对较低。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

3、一种混合动力电池能量管理系统，包括发动机ecu、发动机、电机、bms单元、动力电池以及电池温度传感器，所述发动机ecu和电池温度传感器均与bms单元相连，还包括用于给动力电池加热的ptc加热器和熔融盐换热结构以及冷却液换热器；所述电机与ptc加热器相连，冷却液换热器与发动机的排气管相关联设置，所述熔融盐换热结构包括相关联的熔融盐储存板和熔融盐换热器，所述熔融盐储存板和发动机的排气管相关联设置。

4、所述电机与ptc加热器之间设有电磁阀。

5、所述动力电池上设有电池性能检测单元，所述电池性能检测单元与bms单元相连。

6、还包括冷却液循环动力泵、冷却液储存罐以及余热循环动力泵，所述冷却液循环动力泵、冷却液储存罐、冷却液换热器以及动力电池形成冷却液加热系统，所述余热循环动力泵与冷却液换热器相连，余热循环动力泵与冷却液换热器之间设有冷却液换热阀。

7、所述熔融盐换热结构还包括熔融盐储存箱，熔融盐储存板存于熔融盐储存箱中，余热循环动力泵与熔融盐换热器相连，对应熔融盐储存箱设有用于驱动熔融盐储存板从熔融盐储存箱伸出与排气管接触或推入熔融盐换热器中的驱动结构。

8、所述驱动结构包括横向导轨和电动推杆结构，所述电动推杆结构包括用于推动熔融盐储存板与排气管接触的电动伸缩杆ⅰ和用于推动熔融盐储存板沿导轨移动进入熔融盐换热器的电动伸缩杆ⅱ。

9、所述熔融盐储存箱的底部和靠熔融盐换热器一侧均设有用于熔融盐储存板进出的开槽，发动机的排气管与熔融盐换热器之间通过一个电磁阀相连。

10、所述余热循环动力泵、冷却液循环动力泵和电动伸缩杆由电机或汽车的蓄电池带动。

11、一种混合动力电池能量管理系统的控制方法为：当环境温度过低时，在汽车启动时电池组温度低于设定高效区工作值，利用发动机怠速带动电机使动力电池上的ptc加热器使其温度迅速上升，和/或利用发动机尾气通过熔融盐换热器和冷却液换热器也加热动力电池进一步缩短动力电池加热时间，通过将尾气将热量储存在熔融盐储存板中以便下次冷车启动或冷车充电时使用。

12、所述控制方法中，在车辆行驶时间过长时，可以通过电池性能检测单元来识别现电池组设置的故障阈值，若电池组长时间工作故障率超过故障阈值，此时电池性能检测单元向bms以及发动机控制单元发送信号，强制电池组休息，由发动机来完成整车行驶需求。

13、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

14、该混合动力电池能量管理系统及控制方法设计合理，可以利用发动机怠速带动电机使动力电池上的ptc加热器使其温度迅速上升，利用发动机尾气通过熔融盐换热器和冷却液换热器也加热动力电池进一步缩短动力电池加热时间，通过将尾气将热量储存在熔融盐储存板中以便下次冷车启动或冷车充电时，利用余热循环动力泵带动熔融盐储存板中的热量来加热动力电池；其可采用多种形式对动力电池加热，保证动力电池工作温度，延长电池使用寿命，并且能耗相对较低。

技术特征：

1.一种混合动力电池能量管理系统，包括发动机ecu、发动机、电机、bms单元、动力电池以及电池温度传感器，所述发动机ecu和电池温度传感器均与bms单元相连，其特征在于：还包括用于给动力电池加热的ptc加热器和熔融盐换热结构以及冷却液换热器；所述电机与ptc加热器相连，冷却液换热器与发动机的排气管相关联设置，所述熔融盐换热结构包括相关联的熔融盐储存板和熔融盐换热器，所述熔融盐储存板和发动机的排气管相关联设置。

2.如权利要求1所述混合动力电池能量管理系统，其特征在于：所述电机与ptc加热器之间设有电磁阀。

3.如权利要求1所述混合动力电池能量管理系统，其特征在于：所述动力电池上设有电池性能检测单元，所述电池性能检测单元与bms单元相连。

4.如权利要求1所述混合动力电池能量管理系统，其特征在于：还包括冷却液循环动力泵、冷却液储存罐以及余热循环动力泵，所述冷却液循环动力泵、冷却液储存罐、冷却液换热器以及动力电池形成冷却液加热系统，所述余热循环动力泵与冷却液换热器相连，余热循环动力泵与冷却液换热器之间设有冷却液换热阀。

5.如权利要求4所述混合动力电池能量管理系统，其特征在于：所述熔融盐换热结构还包括熔融盐储存箱，熔融盐储存板存于熔融盐储存箱中，余热循环动力泵与熔融盐换热器相连，对应熔融盐储存箱设有用于驱动熔融盐储存板从熔融盐储存箱伸出与排气管接触或推入熔融盐换热器中的驱动结构。

6.如权利要求5所述混合动力电池能量管理系统，其特征在于：所述驱动结构包括横向导轨和电动推杆结构，所述电动推杆结构包括用于推动熔融盐储存板与排气管接触的电动伸缩杆ⅰ和用于推动熔融盐储存板沿导轨移动进入熔融盐换热器的电动伸缩杆ⅱ。

7.如权利要求5所述混合动力电池能量管理系统，其特征在于：所述熔融盐储存箱的底部和靠熔融盐换热器一侧均设有用于熔融盐储存板进出的开槽，发动机的排气管与熔融盐换热器之间通过一个电磁阀相连。

8.如权利要求6所述混合动力电池能量管理系统，其特征在于：所述余热循环动力泵、冷却液循环动力泵和电动伸缩杆由电机或汽车的蓄电池带动。

9.一种混合动力电池能量管理系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法为：当环境温度过低时，在汽车启动时电池组温度低于设定高效区工作值，利用发动机怠速带动电机使动力电池上的ptc加热器使其温度迅速上升，和/或利用发动机尾气通过熔融盐换热器和冷却液换热器也加热动力电池进一步缩短动力电池加热时间，通过将尾气将热量储存在熔融盐储存板中以便下次冷车启动或冷车充电时使用。

10.如权利要求9所述控制方法，其特征在于：所述控制方法中，在车辆行驶时间过长时，可以通过电池性能检测单元来识别现电池组设置的故障阈值，若电池组长时间工作故障率超过故障阈值，此时电池性能检测单元向bms以及发动机控制单元发送信号，强制电池组休息，由发动机来完成整车行驶需求。

技术总结
本发明公开了一种混合动力电池能量管理系统，包括发动机ECU、发动机、电机、BMS单元、动力电池、电池温度传感器、用于给动力电池加热的PTC加热器和熔融盐换热结构以及冷却液换热器；电机与PTC加热器相连，冷却液换热器与发动机的排气管相关联设置，熔融盐换热结构包括相关联的熔融盐储存板和熔融盐换热器，熔融盐储存板和发动机的排气管相关联设置。可以利用发动机怠速带动电机使动力电池上的PTC加热器使其温度迅速上升，利用发动机尾气通过熔融盐换热器和冷却液换热器也加热动力电池进一步缩短动力电池加热时间，通过将尾气将热量储存在熔融盐储存板中以便下次冷车启动或冷车充电时使用；其可采用多种形式对动力电池加热，保证动力电池工作温度。

技术研发人员：李永志,李智豪,肖平,梁和平,尧命发,裴文俊,肖阳,张嘉鸣,农乃光,江雪兰,刘山
受保护的技术使用者：玉柴联合动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14