本實用新型涉及一種智能熱管理裝置，尤其是涉及一種鋰電池包智能熱管理裝置。

背景技術(shù)：

在應(yīng)對全球能源安全、金融危機、油價攀升和氣候變化等問題時，電動汽車已經(jīng)逐漸成為各國解決這些問題的重要措施之一。鋰電池性能的好壞直接決定電動汽車的質(zhì)量，而鋰電池的使用，是有一定的環(huán)境要求的。鋰電池的使用與它所處的外界環(huán)境溫度有關(guān)，尤其在低溫環(huán)境下，鋰電池內(nèi)部有可能會出現(xiàn)“結(jié)晶”，不僅會使電池充電和放電效率降低，還可能直接損壞電池，威脅著人身生命財產(chǎn)安全。因此，需要設(shè)計一種可提高電池性能、延長電池使用壽命的熱管理裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種電池溫度控制性能及效率高、功能多的鋰電池包智能熱管理裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種鋰電池包智能熱管理裝置，與由多個單體電池組成的鋰電池包模塊連接，包括中央控制器、溫度檢測模塊、熱管理模塊和顯示與設(shè)定模塊，所述中央控制器、溫度檢測模塊、熱管理模塊分別與鋰電池包模塊連接，所述顯示與設(shè)定模塊與中央控制器連接，所述熱管理模塊包括加熱單元和冷卻單元，所述加熱單元包括加熱驅(qū)動電路和分別與加熱驅(qū)動電路連接的多個加熱板，所述多個加熱板分布設(shè)置于鋰電池包模塊底部和相鄰單體電池之間，所述加熱驅(qū)動電路與中央控制器連接。

所述加熱板為具有多個檔位選擇的加熱板。

所述加熱板與單體電池之間墊設(shè)有導(dǎo)熱硅膠片。

所述冷卻單元包括依次連接的冷卻驅(qū)動電路、風(fēng)扇和散熱片，所述散熱片平鋪 于鋰電池包模塊底部。

所述溫度檢測模塊包括依次連接的溫度傳感器、信號調(diào)整電路、信號放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述溫度傳感器與鋰電池包模塊連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路與中央控制器連接。

所述溫度傳感器設(shè)有多個，分布設(shè)置于單體電池的極柱和殼體上，位于所述殼體上的多個溫度傳感器成梯度設(shè)置。

所述顯示與設(shè)定模塊包括帶有觸摸功能的顯示器和多個按鈕，所述多個按鈕包括開啟停止加熱功能的加熱按鈕、開啟停止冷卻功能的冷卻按鈕和設(shè)置溫度限值的設(shè)置按鈕。

所述中央控制器通過CAN通信模塊與整車管理系統(tǒng)連接。

所述中央控制器為DSP TMS320F2812控制器。

所述鋰電池包模塊、中央控制器、溫度檢測模塊和熱管理模塊集成于一體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型能實現(xiàn)智能加熱、散熱，功能強大，具有以下優(yōu)點：

1)本實用新型設(shè)置有與中央控制器連接的加熱單元和冷卻單元，可方便實現(xiàn)鋰電池包的加熱、散熱控制；

2)本實用新型設(shè)置有顯示及設(shè)定模塊，能實時地顯示鋰電池包的單體最高溫度、最低溫度信息，能通過顯示與設(shè)置單元設(shè)置溫度限值參數(shù)；

3)本實用新型加熱板設(shè)置有多個檔位調(diào)節(jié)，方便對電池溫度進(jìn)行管理；

4)本實用新型設(shè)置有多個按鈕，在實現(xiàn)自動控制的同時，方便實現(xiàn)手動控制加熱、散熱，提高電池溫度控制的性能及效率；

5)本實用新型可有效地將電池包溫度控制在合理范圍之內(nèi)，提高電池的性能，延長電池使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的具體硬件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型加熱板的設(shè)置方式示意圖；

圖4為本實用新型冷卻過程示意圖；

圖5為本實用新型的加熱冷卻調(diào)節(jié)過程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本實用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1-2所示，本實施例提供一種鋰電池包智能熱管理裝置，與由多個單體電池組成的鋰電池包模塊1連接，包括中央控制器2、溫度檢測模塊3、熱管理模塊4和顯示與設(shè)定模塊5，中央控制器2、溫度檢測模塊3、熱管理模塊4分別與鋰電池包模塊1連接，顯示與設(shè)定模塊5與中央控制器2連接。顯示與設(shè)定模塊5對加熱冷卻過程的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，中央控制器2接收溫度檢測模塊3對鋰電池包模塊1的溫度檢測結(jié)果，根據(jù)所述參數(shù)啟停熱管理模塊，控制鋰電池包模塊1的工作狀態(tài)。鋰電池包模塊、中央控制器、溫度檢測模塊和熱管理模塊集成于一體，均集成于電池包內(nèi)。

中央控制器(MCU)2通過CAN通信模塊7與整車管理系統(tǒng)9連接，中央控制器2為DSP TMS320F2812控制器。

熱管理模塊4包括加熱單元41和冷卻單元42，加熱單元41包括加熱驅(qū)動電路411和分別與加熱驅(qū)動電路411連接的多個加熱板412，如圖3所示，多個加熱板412分布設(shè)置于鋰電池包模塊1底部和相鄰單體電池之間，加熱驅(qū)動電路411與中央控制器2連接。所有加熱板并聯(lián)使用，加熱板412與單體電池之間墊設(shè)有導(dǎo)熱硅膠片。

加熱板412為具有多個檔位選擇的加熱板，根據(jù)電池溫度的不同加熱功率不同，當(dāng)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Temp1時，采用功率最大檔，當(dāng)溫度在Temp1附近時采用加熱功率中間檔，當(dāng)溫度處在Temp1～Temp2之間時采用加熱功率最低檔。保證在溫度很低的情況下，也可以在很短時間內(nèi)讓電池包加熱到需要的溫度。

冷卻單元42包括依次連接的冷卻驅(qū)動電路421、風(fēng)扇422和散熱片423，散熱片423平鋪于鋰電池包模塊1底部，將鋰電池包模塊的熱量導(dǎo)出到風(fēng)扇出風(fēng)口位置。如圖4所示為本實施例冷卻單元的實現(xiàn)方案，外界空氣、鋰電池包模塊、風(fēng)扇、散熱片、空氣流通管道形成降溫回路。散熱片的熱量通過風(fēng)扇的吹動流動到電池包外部，然后溫度較低的氣體回到電池包內(nèi)部，不斷循環(huán)這個過程，達(dá)到降溫的目的。

顯示與設(shè)定模塊5包括帶有觸摸功能的顯示器和多個按鈕，多個按鈕包括開啟 停止加熱功能的加熱按鈕、開啟停止冷卻功能的冷卻按鈕和設(shè)置溫度限值的設(shè)置按鈕，顯示器采用液晶顯示屏。

溫度檢測模塊3包括依次連接的溫度傳感器31、信號調(diào)整電路32、信號放大電路33和A/D轉(zhuǎn)換電路34，溫度傳感器31與鋰電池包模塊1連接，A/D轉(zhuǎn)換電路34與中央控制器2連接。溫度傳感器31設(shè)有多個，具體設(shè)置位置：在電池極柱上放置一定數(shù)量的溫度傳感器，電池殼體表面應(yīng)放置一定數(shù)量的溫度傳感器，并且放在殼體上的溫度傳感器應(yīng)成一定的梯度。溫度傳感器用于采集電動汽車鋰電池包電池內(nèi)部的溫度，所述溫度傳感器的溫度信號輸出端與信號調(diào)整電路的信號輸入端相連；信號調(diào)整電路的信號輸出端接信號放大電路，信號放大電路的輸出接A/D轉(zhuǎn)換電路的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號輸出端接DSP控制器。

由于溫度傳感器采集的溫度信息是模擬信號而且信號非常小，經(jīng)過信號調(diào)整器對微弱的模擬信號調(diào)整后再通過放大電路對模擬信號進(jìn)行放大，接著模擬量進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器信號輸入端將檢測到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化的數(shù)據(jù)信號接入DSP控制器中，則所有溫度傳感器采集到的溫度信息存在DSP的存儲器中。

經(jīng)過DSP控制器進(jìn)行的一定處理，液晶顯示屏上顯示溫度傳感器采集到的電池的溫度，通過DSP控制器的判斷，在滿足加熱或降溫條件的情況下所述DSP控制器輸出PWM信號，該端口接加熱板驅(qū)動電路和風(fēng)扇控制驅(qū)動電路，通過控制驅(qū)動電路可以分別控制加熱板進(jìn)行加熱工作和風(fēng)扇工作，從而達(dá)到加熱和散熱的目的。

如圖5所示為鋰離子電池組熱管理裝置實現(xiàn)加熱、冷卻的方法軟件流程圖，包括以下步驟：

通過溫度傳感器采集鋰電池包的單體最高溫度、最低溫度信息，通過控制器MCU判斷鋰電池包模塊溫度是否低于設(shè)定好的Temp1；若是低于該溫度，則通過控制加熱板對鋰鋰電池包模塊進(jìn)行加熱。

當(dāng)加熱到一定程度時，通過DSP判斷鋰電池包模塊溫度是否高于設(shè)定好的溫度限值Temp2；若是小于該溫度，就通過加熱板對鋰鋰電池包模塊進(jìn)行加熱；

若是溫度小于設(shè)定好的溫度限值Temp3又比Temp2要高，則控制加熱器停止加熱。此時電池符合正常工作的溫度條件的，可以進(jìn)行對電池的充電或者放電使用的。

若是溫度大于設(shè)定好的溫度限值Temp3時，此時電池的溫度過高，則通過風(fēng)扇將散熱片上的熱量散發(fā)出去。

以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，相關(guān)工作人員可在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，進(jìn)行簡單的改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。