專利名稱：全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)大巴領(lǐng)域，尤其涉及一種全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]近幾年，新能源汽車行業(yè)作為新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，而純電動(dòng)汽車又是國(guó)家新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃所確定的主要發(fā)展技術(shù)路線。在純電動(dòng)大巴實(shí)際工況的運(yùn)行過程中，電池的溫度在夏天達(dá)到50° C以上，嚴(yán)重影響電池的使用壽命；而在冬天電池溫度又在4° C以下，嚴(yán)重影響車輛的續(xù)行里程。基于以上因素，提出了水循環(huán)恒溫系統(tǒng)方案。通過水這個(gè)載體把冷量或熱量傳輸?shù)礁鱾€(gè)電池箱中，進(jìn)而有效的使每個(gè)箱體工作在合理的恒溫恒濕恒壓狀態(tài)下。從而提高電芯使用壽命和安全性，使電動(dòng)大巴始終運(yùn)行在最佳狀態(tài)。并且使電動(dòng)汽車適應(yīng)更廣闊的運(yùn)行環(huán)境，促進(jìn)行業(yè)良性的發(fā)展。[0003]利用現(xiàn)階段比較成熟的水冷空調(diào)技術(shù)，與電池箱體進(jìn)行技術(shù)交叉，并使用成熟的智能控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全智能電池箱溫度控制系統(tǒng)。通過電動(dòng)空調(diào)進(jìn)行水冷，可以最短時(shí)間內(nèi)完成制冷工作。使用含有混合物質(zhì)的液體為載冷劑，一方面可以提高熱容量，具有聚能作用，一方面具有防凍等高安全性。采用高絕緣能力的管道和光滑的管壁，最大程度的降低流體的沿程阻力。運(yùn)用主水泵和從水泵相互作用，使流體在每個(gè)表冷器里流速和流量幾乎一致，降低流體的局部阻力，最終使每個(gè)電池箱的工作溫度幾乎一致。結(jié)合智能溫度控制器，有效管理能量的分配，在有限的資源下，實(shí)現(xiàn)電力使用的最大化，同時(shí)增加了異常處理和通訊功能，為電動(dòng)汽車的正常工作提供了有效的監(jiān)控作用。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種實(shí)現(xiàn)全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)。[0005]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的[0006]一種全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，包括有水冷系統(tǒng)、閉式二管制管路系統(tǒng)、表冷器和溫度控制器，所述的水冷系統(tǒng)包括有冷凝器、膨脹水箱和壓縮泵，所述的閉式二管制管路系統(tǒng)包括有高壓水泵、冷水管和熱水管，所述的表冷器在電池箱內(nèi)部，通過所述的高壓水泵將膨脹水箱內(nèi)的冷水輸送到冷水管中并通過表冷器的入水口進(jìn)入表冷器中，表冷器將電池箱內(nèi)的熱量通過擾動(dòng)空氣介質(zhì)來進(jìn)行熱交換送入熱水管中，最后回到膨脹水箱中，膨脹水箱中的蒸發(fā)器將熱水制冷，然后再流向表冷器進(jìn)行冷卻，所述的溫度控制器采用含有CAN固件的LPCll系列ARM單片機(jī)，控制水冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，使用數(shù)字和模擬溫度傳感器相互工作，將現(xiàn)場(chǎng)的溫度的突變和精準(zhǔn)度充分的采集，更好的控制系統(tǒng)的能量分配，且 CAN通訊與電池管理系統(tǒng)進(jìn)行溫度和充電數(shù)據(jù)的交互，232通訊與上位機(jī)進(jìn)行通訊，傳輸有關(guān)系統(tǒng)的重要的溫度和電池箱體內(nèi)部照片等信息。[0007]所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的水冷系統(tǒng)還包括有散熱風(fēng)機(jī)。[0008]所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的膨脹水箱出水口處設(shè)有快換單向閥，一方面防止水倒流，一方面可以避免系統(tǒng)停機(jī)時(shí)由于液體振蕩而損壞聞壓水栗。同時(shí)提供快換功能，提聞維護(hù)能力。[0009]所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的冷水管與表冷器之間還連接有快換球閥；熱水管與表冷器之間還連接有快換止回閥，這樣可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)方便和電池箱體可以快速維保。[0010]所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的表冷器為翹片沖縫多片并聯(lián)換熱器，散熱面積大于3平米，且使用了雙表冷器結(jié)構(gòu)，中間放入4個(gè)高風(fēng)壓的渦流風(fēng)扇，使用設(shè)計(jì)合理的外殼鈑金，可以處理漏水等不良狀況；并且考慮安裝過程等因素，實(shí)現(xiàn)電池箱上蓋吊頂安裝，表冷器設(shè)有組裝成集成設(shè)備，省去了外殼鈑金和風(fēng)機(jī)，表冷器下方為絕緣性良好的支架，一方面防止短路，一方面具體導(dǎo)流作用，將凝水可以順著支架流出電池箱體外。[0011]所述的溫度控制器使用的控制算法是成熟的PID模糊算法。根據(jù)現(xiàn)階段多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和路試，將電池箱體的平均溫度控制在35度左右(可以軟件設(shè)置)系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定。 控制器利用多路溫度傳感器進(jìn)行電池箱狀態(tài)和系統(tǒng)工作的判斷。分別從室溫判斷電池箱內(nèi)模糊運(yùn)算的隸屬度，并結(jié)合膨脹水箱溫度和電池箱體內(nèi)溫度，權(quán)衡系統(tǒng)工作狀態(tài)。根據(jù)模糊權(quán)術(shù)，來確定PID各個(gè)參數(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)溫度穩(wěn)定的控制，從而，系統(tǒng)整體工作時(shí)間段內(nèi)，達(dá)到箱體平均溫度為35度左右。選用模糊算法，主要將連續(xù)的數(shù)據(jù)量進(jìn)行離散化，根據(jù)隸屬度來選取不同的PID算法來穩(wěn)定系統(tǒng)狀態(tài)。從而將系統(tǒng)的靈活性提高。[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是[0013]1、本實(shí)用新型可以運(yùn)用在電動(dòng)汽車行業(yè)中，符合汽車設(shè)計(jì)規(guī)范，提高電芯的壽命和安全性。[0014]2、本實(shí)用新型通過控制器進(jìn)行控制，可以解決在安裝和設(shè)計(jì)方面上的局部阻力計(jì)算的問題。可以靈活的安 裝，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。[0015]3、本實(shí)用新型獨(dú)特智能溫度控制器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備之間的智能控制，節(jié)約有限的能源，并有效的處理4種異常，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性?？刂破魈峁┝?CAN和232通訊， 一方面可以與電動(dòng)汽車中BMS進(jìn)行通訊，交互相互的信息等，一方面可以通過232接口連接計(jì)算機(jī)或者GPS，將重要的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)監(jiān)控端，進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程保存或者處理。


[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖2為閉式二管制管路系統(tǒng)示意圖。[0018]圖3為溫度控制器示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]如圖1、2所示，一種全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，包括有水冷系統(tǒng)1、閉式二管制管路系統(tǒng)6、表冷器7和溫度控制器8，所述的水冷系統(tǒng)I包括有冷凝器2、膨脹水箱3和壓縮泵4，所述的閉式二管制管路系統(tǒng)6包括有高壓水泵5、冷水管11和熱水管12，所述的表冷器7在電池箱內(nèi)部，通過所述的高壓水泵5將膨脹水箱3內(nèi)的冷水輸送到冷水管11中并通過表冷器7的入水口進(jìn)入表冷器7中，表冷器7將電池箱內(nèi)的熱量通過擾動(dòng)空氣介質(zhì)來進(jìn)行熱交換送入熱水管12中，最后回到膨脹水箱3中，膨脹水箱3中的蒸發(fā)器將熱水制冷，然后再流向表冷器7進(jìn)行冷卻，膨脹水箱3內(nèi)冷熱流體是隔離的，所述的溫度控制器8采用含有CAN固件的LPCll系列ARM單片機(jī)，控制水冷系統(tǒng)I的工作狀態(tài)，使用數(shù)字和模擬溫度傳感器相互工作，將現(xiàn)場(chǎng)的溫度的突變和精準(zhǔn)度充分的采集，更好的控制系統(tǒng)的能量分配，且CAN通訊與電池管理系統(tǒng)進(jìn)行溫度和充電數(shù)據(jù)的交互，232通訊與上位機(jī)進(jìn)行通訊，傳輸有關(guān)系統(tǒng)的重要的溫度和電池箱體內(nèi)部照片等信息。[0020]所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的水冷系統(tǒng)I還包括有散熱風(fēng)機(jī)9。[0021]所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的膨脹水箱3出水口處設(shè)有快換單向閥10，一方面防止水倒流，一方面可以避免系統(tǒng)停機(jī)時(shí)由于液體振蕩而損壞高壓水泵5。同時(shí)提供快換功能，提高維護(hù)能力。[0022]所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的冷水管11與表冷器7之間還連接有快換球閥13 ;熱水管12與表冷器7之間還連接有快換止回閥14，這樣可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)方便和電池箱體可以快速維保。[0023]所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的表冷器7為翹片沖縫多片并聯(lián)換熱器，散熱面積大于3平米，且使用了雙表冷器結(jié)構(gòu)，中間放入4個(gè)高風(fēng)壓的渦流風(fēng)扇，使用設(shè)計(jì)合理的外殼鈑金，可以處理漏水等不良狀況；并且考慮安裝過 程等因素，實(shí)現(xiàn)電池箱上蓋吊頂安裝，表冷器7設(shè)有組裝成集成設(shè)備，省去了外殼鈑金和風(fēng)機(jī)， 表冷器7下方為絕緣性良好的支架，一方面防止短路，一方面具體導(dǎo)流作用，將凝水可以順著支架流出電池箱體外。[0024]利用高壓水泵5將膨脹水箱3中冷水輸送進(jìn)冷水管11中，最后進(jìn)入表冷器7中，表冷器7將電池箱內(nèi)的熱量通過水介質(zhì)送入熱水管12中，最后回到膨脹水箱3中，膨脹水箱3 中的蒸發(fā)器將熱水制冷，實(shí)現(xiàn)電池箱的降溫；溫度控制器8將電動(dòng)大巴的9伏到36伏之間的電壓，經(jīng)過高低壓保護(hù)，過流保護(hù)，浪涌保護(hù)，極性保護(hù)，去除共模干擾等，高效率低紋波的轉(zhuǎn)換成控制器所需要的電壓電流。溫度控制器8采用了含有CAN固件的ARM單片機(jī)，如圖3所示，其指令執(zhí)行速度滿足設(shè)計(jì)要求。溫度控制器8輸出六路電氣控制，四路外部異常處理，4路模擬溫度探頭，3路數(shù)字溫度探頭和CAN及232通訊接口。六路程序控制，按照開機(jī)順序進(jìn)行控制，并且智能的處理設(shè)備之間的能量轉(zhuǎn)化，比如當(dāng)水冷系統(tǒng)I將水制冷達(dá)到6 度左右，就可以關(guān)閉壓縮泵4，只開啟高壓水泵5等設(shè)備，進(jìn)行水循環(huán)，當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定的最大值，再開啟壓縮泵4。使用數(shù)字和模擬溫度傳感器相互工作，可以將現(xiàn)場(chǎng)溫度的突變和精準(zhǔn)度充分的采集，更好控制系統(tǒng)的能量分配，節(jié)省運(yùn)行成本?？刂葡到y(tǒng)中的CAN通訊與電池管理系統(tǒng)進(jìn)行溫度和充電數(shù)據(jù)的交互。同時(shí)232通訊與上位機(jī)進(jìn)行通訊，傳輸有關(guān)系統(tǒng)的重要的溫度和電池箱體內(nèi)部照片等信息。溫度控制器8的軟件設(shè)計(jì)除了以上設(shè)計(jì)功能外， 還有系統(tǒng)開機(jī)自檢和自動(dòng)工作、關(guān)鍵數(shù)據(jù)自動(dòng)SD保存、恒溫系統(tǒng)功率最小化自動(dòng)控制等功能。在按鍵設(shè)計(jì)和顯示信息方面進(jìn)行多功能設(shè)計(jì)。溫度控制器8的工作狀態(tài)提示如下0: 表不系統(tǒng)初始化狀態(tài)；1 :表不系統(tǒng)開總電狀態(tài)；2 :表不系統(tǒng)開聞壓水栗狀態(tài)；3 :表不系統(tǒng)開球閥狀態(tài)；4 :表示系統(tǒng)開冷凝器狀態(tài)；5 自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)；6 自動(dòng)開機(jī)狀態(tài)；7 自動(dòng)開機(jī)狀態(tài)下的自動(dòng)關(guān)機(jī)；8 :表示系統(tǒng)開散熱風(fēng)機(jī)狀態(tài)；9 :表示系統(tǒng)開加熱器狀態(tài);A :外部中斷I；b :外部中斷2 ；C :外部中斷3 ；d :外部中斷4 ；E :緊急報(bào)警；F :系統(tǒng)未知錯(cuò)誤狀態(tài)。按鍵手動(dòng)控制操作如下連續(xù)按鍵，依次出現(xiàn)以上字符，如果該字符停留超過5秒，則命令寫入控制器中。如果按按鍵超 過5秒，自系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于包括有水冷系統(tǒng)、閉式二管制管路系統(tǒng)、表冷器和溫度控制器，所述的水冷系統(tǒng)包括有冷凝器、膨脹水箱和壓縮泵，所述的閉式二管制管路系統(tǒng)包括有高壓水泵、冷水管和熱水管，所述的表冷器在電池箱內(nèi)部，通過所述的高壓水泵將膨脹水箱內(nèi)的冷水輸送到冷水管中并通過表冷器的入水口進(jìn)入表冷器中，表冷器將電池箱內(nèi)的熱量通過擾動(dòng)空氣介質(zhì)來進(jìn)行熱交換送入熱水管中，最后回到膨脹水箱中，膨脹水箱中的蒸發(fā)器將熱水制冷，然后再流向表冷器進(jìn)行冷卻，所述的溫度控制器采用含有CAN固件的LPCll系列ARM單片機(jī)，控制水冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，使用數(shù)字和模擬溫度傳感器相互工作，且CAN通訊與電池管理系統(tǒng)進(jìn)行溫度和充電數(shù)據(jù)的交互，232通訊與上位機(jī)進(jìn)行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的水冷系統(tǒng)還包括有散熱風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的膨脹水箱出水口處設(shè)有快換單向閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的冷水管與表冷器之間還連接有快換球閥；熱水管與表冷器之間還連接有快換止回閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全智能電動(dòng)大巴電池箱溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的表冷器為翹片沖縫多片并聯(lián)換熱器，散熱面積大于3平米，且使用了雙表冷器結(jié)構(gòu)，中間放入4個(gè)1 風(fēng)壓的潤(rùn)流風(fēng)扇ο
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種全智能電動(dòng)大巴溫度控制系統(tǒng)，包括水冷系統(tǒng)、閉式二管制管路系統(tǒng)、表冷器和溫度控制器，利用水冷空調(diào)技術(shù)，在最短的時(shí)間內(nèi)完成制冷或加熱工作，與電池箱體進(jìn)行技術(shù)交叉，并使用智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全智能電池箱溫度控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過控制器進(jìn)行控制，可以解決在安裝和設(shè)計(jì)方面上的局部阻力計(jì)算的問題，可以靈活的安裝，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，在安裝方面，實(shí)現(xiàn)電池箱上蓋吊頂安裝，可以快速安裝，提高售后服務(wù)。
文檔編號(hào)H01M10/50GK202839895SQ20122039976
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者徐興無, 郭言平, 孫承崗 申請(qǐng)人:合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源股份公司