一种全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱的制作方法

1.本发明涉及新能源及节能技术领域，特别是涉及新型动力电池（组）与储能电池技术领域中的电池管理系统。


背景技术：

2.目前新能源汽车的热管理系统以降温冷却为主，根据冷却介质来区分，有风冷和液冷。随着电池热交 换需求的逐渐提高, 开始在电池上出现不同传热介质的结合使用。
3.低温下电池内阻急剧增大，输出功率和可用能量大幅下降；此外，低温下电池难以充入电能，且充电时易生成锂枝晶，引发安全危害，极大地限制了锂离子电池在寒冷环境的推广使用。而低温电池加热可以有效提升电池的充放电性能和使用寿命，是解决寒冷环境下新能源汽车应用和推广难题的有效措施。
4.全气候新能源汽车是指能够适应包括高温、高原、高湿和极寒等各种气候环境的新能源汽车。相对于目前高温高湿环境下较为成熟的隔热散热与防护技术，新能源汽车在超过
–
30 ℃的极寒环境下存在无法启动、续驶里程锐减、充电困难等问题，是国际社会公认的制约新能源汽车全气候应用的难题。
5.动力电池自加热技术、高效冷暖一体化热泵空调技术、新型整车隔热保温技术是全气候新能源汽车的技术发展趋势。隔热保温技术综合使用气凝胶隔热材料、低辐射隔热玻璃和石墨烯电加热膜对车辆进行全面可靠的保温和加热。
6.综上，动力电池在大电流充放电和长时间充放电时会产生大量的热量，需要散热；动力电池在低温启动时和低温充电时需要加热，同时在低温环境下输出功率和可用能量大幅下降。


技术实现要素：

7.为解决新能源汽车全气候应用的难题，本发明专利一种全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱采用真空隔热物理技术措施及同时采取独特的电池箱热管理措施以达到：1)环境低温时，减少动力电池与环境的的热交换，提高动力电池工作温度，减少低温时动力电池各种能量损耗。
8.2)动力电池高温时,增强动力电池与环境的的热交换，以降低动力电池工作温度。
9.全气候动力电池箱真空隔热层设置在电池箱壳盖、电池箱框架和下壳体，用双层的金属材料制成，形成具有气密性的夹层同时具有一定强度。全气候动力电池箱应满足：制造成本低，同时相对于先前的动力电池箱重量和体积的增加要少。
10.该全气候新能源汽车动力电池箱双层气密性结构中安装有空气压力传感器和空气温度传感器，并有空气进排气管路。设置电动空气泵，空气排出管路与电动空气泵相连并安装有控制
进排空气流量的开关电磁阀。热管理系统通过控制电动空气泵和开关电磁阀能使电池箱夹层建立真空或恢复大气压力。
11.该全气候新能源汽车动力电池箱双层气密性结构中有冷却液进出管路及冷却液温度传感器，冷却液散热器和低温冷却液进入管路与电动冷却液泵相连，并安装有控制冷却液进出流量的开关电磁阀。
12.空气压力传感器及空气温度传感器、冷却液温度传感器与动力电池热管理ecu相连，动力电池温度传感器和环境温度传感器提供其温度信号给动力电池热管理ecu。
13.动力电池热管理ecu控制电动空气泵、电动冷却液泵、空气进排管路开闭电磁阀、冷却液进出管路开闭电磁阀工作。
14.全气候调节新能源汽车动力电池箱工作温度调节模式有保温模式、自然冷却模式和强制冷却模式等三种。
附图说明
15.全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱热管理系统部件布置及原理见说明书附图图1。
16.图1 全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱热管理系统工作原理图1动力电池温度传感器 2动力电池3夹层空气压力传感器4夹层空气温度传感器5进气管路电磁阀6排气管路电磁阀7电动空气泵8环境温度传感器9动力电池热管理ecu10 冷却液散热器11电动冷却液泵12低温冷却液管路电磁阀13高温冷却液管路电磁阀14冷却液温度传感器。
具体实施方法
17.1)保温模式：当动力电池温度传感器测得动力电池温度低于其最佳工作温度时，开启保温模式；这时动力电池热管理ecu控制电动空气泵及空气流量开关电磁阀，使全气候新能源汽车动力电池箱双层气密性结构建立真空。
18.(1)电池热管理ecu关闭进气开关电磁阀，打开排气开关电磁阀启动电动空气泵运转使电池箱夹层具有真空度，以使电池箱处在保温状态。
19.(2)双层气密性结构压力传感器监测电池箱其真空度值，当真空度值达到设定值时停止电动空气泵运转。
20.2)自然冷却模式：当动力电池温度传感器测得其温度在其最佳工作温度范围时，开启自然冷却模式；动力电池热管理ecu控制电动空气泵及进排空气流量开关电磁阀，使全气候新能源汽车动力电池壳双层气密性结构恢复大气压力，此时电池箱不再具有真空隔热保温作用。
21.3)强制冷却模式：当动力电池温度传感器测得其温度高于其最佳工作温度范围时，开启强制冷却模式。
22.(1)动力电池热管理ecu控制电动空气泵及进排空气流量开关电磁阀使电池箱夹
层进入低温空气，并加速新能源汽车动力电池箱双层气密性结构气体流动。动力电池管理ecu可以启动电动空气泵运转使电池箱夹层热空气排出车外加快散热，高温空气可输入到热泵加以利用。
23.(2)当动力电池管理ecu监测电池箱内部温度仍然过高需要散热时，关闭电动空气泵及空气进排气流量开关电磁阀，启动电动冷却液泵及进出冷却液流量开关电磁阀，使新能源汽车动力电池壳双层气密性结构输入冷却液并流动，以加大散热强度。


技术特征：
1.该全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱特征是电池箱壳盖、电池箱框架和下壳体为双层气密性结构，同时具有一定强度。2.该全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱双层气密性结构中安装有空气压力传感器和空气温度传感器，并有空气进排气管路，空气排气管路与电动空气泵相连并安装有控制进排空气流量的开关电磁阀。3.该全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱双层气密性结构中有冷却液进出管路、冷却液温度传感器，冷却液进出管路及冷却液散热器与电动冷却液泵相连，并安装有控制冷却液进出流量的开关电磁阀。4.该全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱双层气密性结构中空气压力传感器及空气温度传感器、冷却液温度传感器与动力电池管理ecu相连，动力电池温度传感器和环境温度传感器提供其温度信号给动力电池管理ecu。5.动力电池管理ecu根据4述传感器信息控制电动空气泵、电动冷却液泵、空气进出管路开闭电磁阀、冷却液进出管路开闭电磁阀工作使双层气密性结构中具有不同导热介质，在全气候条件下保持新能源汽车动力电池最佳工作温度，调节模式有保温模式、自然冷却模式和强制冷却模式。

技术总结
本发明是一种全气候保持新能源汽车动力电池最佳工作温度的电池箱。通过采用具有气密性能外壳夹层设计及智能控制，该动力电池箱具有保温和降温功能，其利于减少新能源汽车动力电池在低温环境下充电或启动时需加热动力电池的能量损耗以及在新能源汽车动力电池低温环境下运行时协助保持动力电池适宜工作温度，解决续驶里程锐减等问题。同时在动力电池内部高温时，全天候动力电池箱又具有自然和强制散热能力。全气候动力电池箱具有成本低、重量和体积增加少及控制简单的特点。体积增加少及控制简单的特点。


技术研发人员：刘兵
受保护的技术使用者：刘兵
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/10/19