一种电池水冷系统、控制方法及汽车与流程

1.本发明涉及纯电动汽车技术领域，特别涉及一种电池水冷系统、控制方法及汽车。


背景技术：

2.随着燃油价格的逐步上涨，传统燃油车实用成本逐渐升高，纯电动汽车逐渐被人们所接受。
3.纯电动汽车的能量来源于动力电池，动力电池的放电能力对车辆的续航里程有着重大影响，而影响动力电池放电能力的其中一个关键因素就是温度，此温度包括环境温度与电池工作时的温度，目前动力电池的散热采用的是水冷散热方式，即通过循环水对动力电池进行散热，再通过散热风扇对循环水进行散热。具体控制方式为，通过can 总线读取到动力电池的单体温度控制循环水水泵的开启，进行水冷循环；通过can总线读取到动力电池的单体温度，并检测水冷系统进出水口的温度，控制散热风扇的开启对水冷系统进行散热。
4.上述方案可以满足动力电池的散热需求，但其是当动力电池的单体温度达到一定值后便开启水冷系统以及散热风扇，对动力电池进行散热，整个过程缺乏对温度的把控，不能自动根据动力电池的单体温度来进行自我调节，会导致散热效率低不能满足动力电池散热要求、散热过度导致动力电池的单体温度过低等问题，节能效果差。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供一种电池水冷系统、控制方法及汽车。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种电池水冷系统，包括循环水箱、循环水泵、循环水管、散热风扇以及控制器，所述循环水管将多个电池箱体连接并与循环水箱、循环水泵形成闭环系统，所述电池箱体的循环水进出口处设置有检测循环水温度的温度传感器，所述散热风扇用于给循环水管内的循环水散热，所述控制器用于接收电池温度信号和电池箱体的循环水进出口处温度传感器温度信号，并控制循环水泵、散热风扇的启闭以及转速。
7.通过采用上述技术方案，在电池箱体的循环水进出口处设置温度传感器，用于检测电池箱体的循环水进出口处的循环水温度，即在各关键节点设置温度传感器，通过多节点监测水温及水温变化率来控制循环水泵、散热风扇的启闭以及转速，达到精准控制水温的目的。
8.进一步的，所述电池温度信号由电池管理系统通过can总线传递给控制器。
9.通过采用上述技术方案，利用电池自带的电池管理系统，并通过 can总线将电池的温度信号传递给控制器，不需要再额外在电池上设置温度传感器，合理利用现有资源。
10.进一步的，所述多个电池箱体采用并联的方式连接在闭环系统中。
11.通过采用上述技术方案，将多个电池箱体并联在闭环系统中，这样在闭环系统中形成多条通路，不会因某一部件的故障而影响整个闭环系统的运行。
12.本发明还提供一种电池水冷系统控制方法，应用于如前述的一种电池水冷系统，
包括以下步骤：
13.s1：预设循环水泵和散热风扇启闭的电池温度、电池箱体的循环水进出口的循环水温度阈值；
14.s2：预设控制循环水泵和散热风扇速率调整的电池温度、电池箱体的循环水进出口的循环水温度的变化率阈值；
15.s3：控制器接收电池温度、各电池箱体的循环水进出口的循环水温度信号控制循环水泵和散热风扇启闭；
16.s4：控制器通过计算电池温度变化率、各电池箱体的循环水进出口的循环水温度变化率调节循环水泵和散热风扇的转速。
17.通过采用上述技术方案，提前预设好循环水泵和散热风扇启闭的电池温度、电池箱体的循环水进出口的循环水温度阈值，控制循环水泵和散热风扇速率调整的电池温度、电池箱体的循环水进出口的循环水温度的变化率阈值，这样控制器就可以自动根据电池的温度及其变化情况、各电池箱体的循环水进出口的循环水温度及其变化情况来适当选择启闭循环水泵、散热风扇，以及调整循环水泵、散热风扇的转速，使得整个水冷系统能够满足电池的散热要求，根据电池温度及循环水温度来自行调节循环水泵和散热风扇的启闭与转速，这样就可以更好的控制电池的温度，避免电池过温过热，通过也可避免循环水泵和散热风扇在低温状态下的开启或高转速，实现节能。
18.进一步的，还包括步骤s5：控制器通过对比电池温度、各电池箱体的循环水进出口的循环水温度，判断系统是否故障。
19.通过采用上述技术方案，控制器还可以通过对比电池温度、各电池箱体的循环水进出口的循环水温度，来判断系统是否发生故障并准确分析故障原因，保护电池免受损坏。
20.本发明还提供一种汽车，包括如前述的一种电池水冷系统。
21.通过采用上述技术方案，采用上述电池水冷系统的汽车，在汽车行驶过程中可以更好的控制电池温度，延长电池使用寿命以及汽车的续航里程。
22.综上所述，本发明具有以下有益效果：
23.1、本技术中，通过在电池箱体的循环水进出口处设置温度传感器，用于检测电池箱体的循环水进出口处的循环水温度，即在各关键节点设置温度传感器，通过多节点监测水温及水温变化率来控制循环水泵、散热风扇的启闭以及转速，达到精准控制水温的目的；
24.2、本技术中，通过提前预设好循环水泵和散热风扇启闭的电池温度、电池箱体的循环水进出口的循环水温度阈值，控制循环水泵和散热风扇速率调整的电池温度、电池箱体的循环水进出口的循环水温度的变化率阈值，这样控制器就可以自动根据电池的温度及其变化情况、各电池箱体的循环水进出口的循环水温度及其变化情况来适当选择启闭循环水泵、散热风扇，以及调整循环水泵、散热风扇的转速，使得整个水冷系统能够满足电池的散热要求，根据电池温度及循环水温度来自行调节循环水泵和散热风扇的启闭与转速，这样就可以更好的控制电池的温度，避免电池过温过热，通过也可避免循环水泵和散热风扇在低温状态下的开启或高转速，实现节能。
附图说明
25.图1是本发明实施例的电池水冷系统原理图；
26.图2是本发明实施例电池水冷系统控制方法的流程示意图。
27.图中：：1、电池箱体；10、循环水箱；20、循环水泵；30、循环水管；40、散热风扇；50、温度传感器。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.如图1-2所示，本技术实施例公开了一种电池水冷系统，包括循环水箱10、循环水泵20、循环水管30、散热风扇40以及控制器。循环水箱10、循环水泵20、循环水管30以及电池箱体1形成闭环系统，具体的，循环水管30将多个电池箱体1连接在一起，优选采用并联方式，本实施例以六块电池为例，将六块电池两两一组分成三组，同组中的两个电池箱体1串联在一起，三组电池箱体1采用并联的方式，即通过循环水管30将三组电池箱体1并联后与循环水箱10、循环水泵20连接，形成一个循环水流通的闭环系统，从而利用循环水对电池箱体1内的电池进行冷却降温，起到散热效果。
30.散热风扇40用于给循环水管30内的循环水散热，即在位于散热风扇40出的循环水管30采用s形布置，利用散热风扇40所吹的自然风与循环水管30进行热交换，带走循环水管30上的热量，使循环水管30内的循环水温度下降，从而达到对循环水进行散热降温的作用，以保证循环水能够起到对电池散热的效果。
31.在各个电池箱体1的循环水进出口处设置有温度传感器50，温度传感器50用于检测各个电池箱体1的循环水进出口处的循环水温度。
32.控制器用于接收电池温度信号和电池箱体1的循环水进出口处温度传感器50温度信号，电池温度信号由电池管理系统通过can总线传递给控制器，这样不要再额外增加传感器和信号线，利用电池自带的电池管理系统和can总线传递信号，可减少布线，同时也降低了元器件故障的概率，电池箱体1的循环水进出口处温度信号由温度传感器50通过信号线传递给控制器。控制器接收到电池温度信号和电池箱体1的循环水进出口处温度信号后，根据与提前预设的阈值做比较，来判定是否开启或关闭循环水泵20、散热风扇40以及控制循环水泵20、散热风扇40的转速大小，从而适时散热，实现精准控制电池温度以及节能的目的。
33.本技术实施例还公开了一种电池水冷系统控制方法，应用于上述的一种电池水冷系统，包括以下步骤：
34.s1：预设循环水泵20和散热风扇40启闭的电池温度、电池箱体 1的循环水进出口的循环水温度阈值；
35.s2：预设控制循环水泵20和散热风扇40速率调整的电池温度、电池箱体1的循环水进出口的循环水温度的变化率阈值；
36.s3：控制器接收电池温度、各电池箱体1的循环水进出口的循环水温度信号控制循环水泵20和散热风扇40启闭；
37.s4：控制器通过计算电池温度变化率、各电池箱体1的循环水进出口的循环水温度
变化率调节循环水泵20和散热风扇40的转速。
38.s5：控制器通过对比电池温度、各电池箱体1的循环水进出口的循环水温度，判断系统是否故障。
39.具体的，在控制器内设定好循环水泵20和散热风扇40启闭的电池温度、电池箱体1的循环水进出口的循环水温度阈值以及控制循环水泵20和散热风扇40速率调整的电池温度、电池箱体1的循环水进出口的循环水温度的变化率阈值，当电池温度升高到上限值时，循环水泵20开启，整个闭环系统开始工作，循环水在电池箱体1内流动对电池进行散热，此时循环水的温度会开始升高，当循环水的温度升高到上限值时，散热风扇40开启，对循环水进行散热降温，以保证循环水的温度能够对电池散热起到作用。当循环水的温度降低到下限值时，散热风扇40关闭；当电池温度降低到下限值时，循环水泵20 关闭。
40.当控制器通过分析得出电池温度变化率过大，即电池温度变化的过快或过慢时，控制器对循环水泵20进行pwm调速，调整循环水泵 20的转速，加快或减慢闭环系统内的循环水流速，从而来调整电池温度变化率；当循环水的温度的变化率过大，即循环水的温度变化的过快或过慢时，控制器对散热风扇40进行pwm调速，调整散热风扇 40的转速，加快或减慢对循环水的散热，从而来调整循环水的温度变化率。
41.通过上述调节，可以精准的控制电池温度、循环水温度以及电池温度变化率、循环水温度变化率在指定范围内，使循环水泵20和散热风扇40在需要的时候开启，并保持适当的转速，从而达到节能的效果。
42.进一步的，上述控制方法还可以通过对电池温度、各节点循环水温度进行对比，分析判断整个闭环系统中各部件及管路是否故障。例如，对电池温度和该电池箱体1循环水进出口的循环水温度进行对比，若电池箱体1中的电池温度高于该电池箱体1循环水进出口的循环水温度，则判定该电池箱体1的水路出现故障；对电池箱体1循环水进口和出口的循环水温度进行对比，若电池箱体1循环水进口、出口的循环水温度相差不大，则说明电池散热正常；若电池箱体1循环水进口、出口的循环水温度异常，则说明该电池箱体1内的电池可能存在过热的风险，需要及时处理；对各节点电池箱体1循环水进出口的循环水温度进行对比，若各电池箱体1循环水进出口的循环水温度相差不大则说明整个水路运行正常，如果某个或某几个电池箱体1循环水进出口的循环水温度异常，则需要及时排查循环水泵20是否正常、散热风扇40是否正常、温度传感器50是否正常。
43.本技术实施例还公开了一种汽车，具备上述的一种电池水冷系统，因而具备上述电池水冷系统所体现的各项有益效果。
44.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。