一种电动汽车电池保温装置及方法

技术领域

本发明涉及电池储能技术领域，特别涉及一种电动汽车电池保温装置及方法。

背景技术

随着电动汽车在生活中的不断普及，使用地域也愈来愈广泛。电池作为电动汽车的动力来源，是电动汽车的核心部件之一，因此，电池直接影响着整车的使用性能。

电动汽车中的电池箱普遍位于车辆底部，电池箱中设置有电池模组，隔热板位于电池模组的正下方，电池正常性能的实现需要保证在一定的温度中，而现有的隔热板隔热效果不佳，当外界温度过低时，电池模组与外界热量传递过快，电池箱中的温度无法达到电池所需要的温度，从而导致电池充放电性能不足，容量衰减、电池使用寿命缩短等问题，也使电动汽车充电时间加长，续驶里程严重衰减，以及一些其他正常性能不能正常使用。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种电动汽车电池保温装置及方法，以解决现有技术在低温环境下隔热板隔热效果不佳，电池模组保温效果差，导致电池在低温下活性不高产生诸多不良反应以影响电动汽车性能正常使用的问题。

一种电动汽车电池保温装置，包括电池箱以及置于所述电池箱中的电池模组，还包括隔热箱和加热塔，所述隔热箱与所述电池箱之间设有导热室，所述加热塔通过管道与所述导热室连接，所述隔热箱套设于所述电池箱的外部，所述隔热箱包括多块隔热板，每块所述隔热板中空形成一密闭空腔，所述密闭空腔的侧壁固设有第一支撑体和第二支撑体，所述第一支撑体的一端均与所述密闭空腔的侧壁固联，另一端均与所述密闭空腔的侧壁抵触，所述第二支撑体采用陶瓷基复合材料制成，所述陶瓷基复合材料通过无机材料利用原位合成法于所述密闭空腔的侧壁生成，所述隔热板上开设有连通所述密闭空腔的抽气口，所述密闭空腔通过所述抽气口抽气为真空腔，所述加热塔中设置有导热液和加热件，所述导热液通过所述管道循环进出所述导热室。

本发明的有益效果是：通过隔热箱来减弱电池模组与低温外界的热量传递，增强了电池模组的保温效果，当电池模组仍受低温影响时，利用加热塔加热其中的导热液，导热液通过管道循环流通于电池模组周围，对电池模组进行加热保温，使电池模组能够正常使用性能，避免低温对电池模组所造成的不良影响，也使电动汽车的性能能够正常实现，同时当电池模组受高温影响时，未加热的导热液循环进行导热室也能对电池模组进行冷却降温，从而减小高温对电池模组的影响，以便提高电动汽车的适用性。

优选的，所述管道包括进液管和出液管，所述进液管和所述出液管分别靠近所述隔热箱的上部和底部，所述进液管上设置有抽液泵，所述抽液泵用于抽取所述导热液至所述导热室中，所述加热塔中设置有用于辅助所述抽液泵抽取所述导热液的吸管，所述吸管呈螺旋状设置，所述吸管的一端与所述进液管连接，另一端靠近所述加热塔的底部。

优选的，所述加热塔中设置有导热管，所述导热管与所述吸管缠绕连接，所述加热件位于所述导热管中。

优选的，所述导热室中设置有导流管，所述导流管呈螺旋状环绕于所述电池箱的外侧，所述导流管的一端与所述进液管连接，另一端与所述出液管连接。

优选的，所述电动汽车电池保温装置还包括温度检测机构，所述温度检测机构包括感应器和与所述感应器以及所述加热塔电性连接的控制器，所述感应器安装于所述电池模组中，所述感应器用于感应所述电池模组的温度，所述控制器用于根据所述感应器检测的温度控制所述加热塔的启动或停止。

优选的，所述电动汽车电池保温装置包括独立设置的充电回路和放电回路，所述充电回路和所述放电回路分别与所述控制器电性连接。

优选的，为了解决上述技术问题，本发明提供了电动汽车电池保温装置的充电保温方法，包括如下步骤：

断开所述充电回路；

对所述电池模组的当前温度进行采集，得到第一温度信号；

预设第一预设值为0℃，第二预设值为25℃，第三预设值为40℃；

接收所述第一温度信号后与各预设值进行比较，若所述第一温度信号小于所述第一预设值时为状态A1；若所述第一温度信号在所述第一预设值和所述第二预设值之间时为状态B1；若所述第一温度信号在所述第二预设值和所述第三预设值之间时为状态C1；若所述第一温度信号大于所述第三预设值时状态为D1；

当所述电池模组处于状态A1时，所述控制器控制所述加热塔持续工作；当所述电池模组处于状态B1时，接通所述充电回路，为所述电池模组进行充电；当所述电池模组处于状态C1时，则所述控制器控制所述加热塔停止工作；当所述电池模组处于状态D1时，断开所述充电回路，所述电池模组的温度下降至所述第二预设值后重新接通所述充电回路。

优选的，若所述电池模组温度小于所述第一预设值，启动所述加热塔，在加热过程中检测到所述第一温度信号大于所述第一预设值时，继续加热并延时设置10分钟后接通所述充电回路。

优选的，为了解决上述技术问题，本发明提供了电动汽车电池保温装置的放电保温方法，包括如下步骤：

断开所述放电回路；

对所述电池模组的当前温度进行采集，得到第二温度信号；

预设第四预设值为0℃，第五预设值为40℃，第六预设值为20℃；

接收所述第二温度信号后与各预设值进行比较，若所述第二温度信号小于所述第四预设值时为状态A2；若所述第二温度信号在所述第四预设值和所述第五预设值之间时为状态B2；当所述第二温度信号大于所述第五预设值时为状态C2；

当所述电池模组处于状态A2时，所述控制器控制所述加热塔持续工作；当所述电池模组处于状态B2时接通所述放电回路；当所述电池模组处于状态C2时，关闭所述加热塔并断开所述放电回路，待所述电池模组温度下降至所述第六预设值后重新接通所述放电回路。

优选的，为了解决上述技术问题，本发明提供了隔热板的制备方法，包括如下步骤：

第一步，选取两块相同的板材作为基材，分别为上盖板和下盖板，在所述上盖板和所述下盖板上分别蚀刻出第一支撑体和凹槽，两块板体上的所述第一支撑体交错排布；

第二步，分别在蚀刻后的所述上盖板和所述下盖板对应错开的位置利用原位合成法生长出陶瓷基复合材料，并加工形成第二支撑体；

第三步，将所述上盖板和所述下盖板交错层叠设置，以使两块板体上的凹槽配合形成一空腔，且所述上盖板通过激光焊接与所述下盖板连接；

第四步，两块板体的焊接处保留一个抽气口，所述空腔通过所述抽气口抽气为真空腔，再通过焊接方式将所述抽气口密封。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电动汽车电池保温装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的隔热板的剖面图；

图3为本发明实施例提供的隔热板的爆炸图；

图4为本发明实施例提供的抽气口的示意图；

图5为本发明实施例提供的电动汽车电池保温装置的充电保温方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的电动汽车电池保温装置的放电保温方法的流程图；

图7为本发明实施例提供的隔热板的制备流程图。

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图4，所示为本发明实施例中的电动汽车电池保温装置，包括电池箱100、电池模组200、隔热箱300和加热塔400。

其中：电池模组200位于电池箱100中，隔热箱300套设于电池箱100的外侧，电池箱100通过焊接与隔热箱300的底部固联，隔热箱300与电池箱100之间设有导热室，隔热箱300包括四块隔热板310，四块隔热板310均为平面板，四块隔热板310均采用Al

在本实施例中，需要说明的是，在上盖板311和下盖板312进行第一次焊接的过程中保留了一个抽气口314，抽气口314位于上盖板311和下盖板312的焊接处，密闭空腔313通过抽气口314进行抽气为真空腔，以此实现对电池模组200的保温，增强了隔热箱300的隔热效果，从而减弱了电池模组200与低温外界的热量传递，需要说明的是，抽气口314通过焊接进行密封。

在本实施例中，如图1和图2所示，需要说明的是，上盖板311和下盖板312上均固设有第一支撑体313a，第一支撑体313a位于密闭空腔313中，上盖板311上的第一支撑体313a与下盖板312抵接，下盖板312上的第一支撑体313a与上盖板311抵接，以此对上盖板311和下盖板312起到支撑的作用，加强了两块板体的强度，任一块板体上的第一支撑体313a均设置有若干个，第一支撑体313a的一端呈半球状，需要说明的是，第一支撑体313a是在上盖板311和下盖板312相对的两个侧壁通过蚀刻形成的。

在本实施例中，如图2和图3所示，需要说明的是，上盖板311和下盖板312上均设置有第二支撑体313b，第二支撑体313b位于密闭空腔313中，且与第一支撑体313a互不干涉，第二支撑体313b对上盖板311和下盖板312均起到增加强度的作用，需要说明的是，第二支撑体313b为多孔结构，其中存有用于提供存储气体的空间，储存的气体如导热系数较低的空气，因此第二支撑体313b还可有效减弱热量传输，以使隔热板310的隔热效果更好。

在本实施例中，需要说明的是，第二支撑体313b是通过原位生长合成法生出的陶瓷基复合材料加工形成的，而陶瓷基复合材料改善了陶瓷的脆性，确保了支撑效果，有利于保证隔热箱300的结构强度和稳定性，并且该材料相对于铜材，导热系数更小，也能够有效增强隔热箱300的隔热效果，提高电池模组200的保温效果，需要说明的是，第二支撑体313b通过高温焊接的方式实现进一步固定，防止脱落。

本实施例中，需要说明的是，陶瓷基复合材料是通过在上盖板311和下盖板312上均匀分散陶瓷晶须生长反应物，再利用原位合成法直接在上盖板311和下盖板312的表面上形核、自发生长得到一定的胚体，再在一定的条件下处理和致密化，制备得到陶瓷基复合材料，由于第二支撑体313b通过该陶瓷基复合材料制成，因此，第二支撑体313b与上盖板311和下盖板312的相溶性很好，界面结合强度也较高，与此同时，陶瓷基复合材料区别于其他复合材料，能够省去预处理工序，制备工艺更简单，且陶瓷基材料相对于其他材料，导热系数低，保温效果更好。

在本实施例中，如图1所示，需要说明的是，加热塔400通过两条管道与导热室贯通连接，两条管道分别为进液管500和出液管600，进液管500位于出液管600的上方，加热塔400中设置有导热件、导热液和吸管410，导热件为多根电热丝组成，用于对导热液进行加热，导热液为导热油，导热油填充于加热塔400中，加热后的导热油可通过进液管500和出液管600循环进出导热室，便于对电池模组200进行保温，未加热的导热油循环进出导热室还能够对电池模组200起到散热冷却的作用，吸管410呈螺旋状设置，吸管410的上端口与进液管500连接，下端口靠近加热塔400的底部，在本实施例中，进液管500上安装有抽液泵，抽液泵能够抽取加热塔400中的导热油至导热室中，加热塔400还设置有导热管420，加热件位于导热管420中，导热管420能够对加热件进行保护，有利于将导热件与导热油隔开，导热管420为螺旋状与吸管410缠绕设置。

在本实施例中，需要说明的是，进液管500和出液管600上均设有控制阀，用于控制加热塔400和导热室的连通，进液管500上还设置有抽液泵，用于抽取导热油沿进液管500流进导热室中，同时，隔热箱300内还设置有泄压阀320，且泄压阀320的一端连通隔热箱300的内部，另一端连通外界，以便于能够对隔热箱300中的压强进行调节，需要说明的是，由于隔热箱300密闭的，电池模组200中的电池包在工作中或者受到高温时会产生气体导致隔热箱300内的压强增大，因此泄压阀320能够将电池模组200受热产生气体排出以使电池模组200内维持正常压强。

在本实施例中，如图1所示，需要说明的是，隔热箱300中设置有导流管330，导流管330呈螺旋状环绕于电池箱100的外侧，且与电池箱100的外侧固联，导流管330的一端与进液管500连接，另一端与出液管600连接，隔热箱300的外侧还固设有一层保温层700，保温层700采用聚氨酯泡沫作为材料。

本实施例中，需要说明的是，电池保温装置还包括温度检测机构，温度检测机构包括用于检测电池模组200温度的感应器210和与感应器210以及加热塔400电性连接的控制器，感应器210安装于电池模组200中，感应器210感应电池模组200的温度，当温度过低时，感应器210发送信号至控制器，控制器发送指令控制加热塔400进行加热，且打开控制阀使抽液泵抽取导热油流至导流管330中，当电池模组200的温度过高时，控制器还能控制加热塔400停止加热，并同时发送指令打开控制阀使抽液泵抽取未加热的导热油循环进出导热室，以此对电池模组200进行冷却降温。

本实施例中，需要说明的是，电动汽车电池保温装置还包括独立设置的充电回路和放电回路，且充电回路和放电回路分别与控制器电性连接，需要说明的是，当电池模组200的温度过高时，控制器还能够切断电池的充电回路或放电回路，避免电池发生爆炸。

本实施例中，如图5所示，需要说明的是，电动汽车电池保温装置的充电保温方法，该方法包括以下步骤：

断开充电回路；

对电池模组200的当前温度进行采集，得到第一温度信号；

预设第一预设值为0℃，第二预设值为25℃，第三预设值为40℃；

接收第一温度信号后与各预设值进行比较，若第一温度信号小于第一预设值时为状态A1；若第一温度信号在第一预设值和第二预设值之间时为状态B1；若第一温度信号在第二预设值和第三预设值之间时状态为C1；若第一温度信号大于第三预设值时状态为D1；

当电池模组200处于状态A1时，控制器控制加热塔400持续工作；当电池模组200处于状态B1时，接通充电回路，为电池模组200进行充电；当电池模组200处于状态C1时，则控制器控制加热塔400停止工作；当电池模组200处于状态D1时，断开充电回路，电池模组200的温度下降至第二预设值后重新接通充电回路。

本实施例中，若电池模组200温度小于第一预设值，启动加热塔400，在加热过程中检测到第一温度信号大于所述第一预设值时，继续加热并延时设置10分钟后接通充电回路。

本实施例中，如图6所示，需要说明的是，电动汽车电池保温装置的放电保温方法，该方法包括以下步骤：

断开放电回路；

对电池模组200的当前温度进行采集，得到第二温度信号；

预设第四预设值为0℃，第五预设值为40℃，第六预设值为20℃；

接收第二温度信号后与各预设值进行比较，若第二温度信号小于第四预设值时为状态A2；若第二温度信号在第四预设值和第五预设值之间时为状态B2；当第二温度信号大于第五预设值时为状态C2；

当电池模组200处于状态A2时，控制器控制加热塔400持续工作；当电池模组处于状态B2时接通放电回路；当电池模组200处于状态C2时，关闭加热塔400并断开放电回路，待电池模组200温度下降至第六预设值后重新接通放电回路。

本实施例中，如图7所示，需要说明的是，该隔热板310的制备方法如以下步骤：

步骤S31，选取两块材质、大小相同的板材作为基材，分别为上盖板311和下盖板312，在上盖板311和下盖板312上分别通过蚀刻形成第一支撑体313a和凹槽，两块板体上的第一支撑体313a交错排布；

步骤S32，分别在蚀刻后的上盖板311和下盖板312上通过原位合成法生长得到陶瓷基复合材料；将得到的陶瓷基复合材料加工成第二支撑体313b；

步骤S33，将上盖板311和下盖板312交错层叠放置，同时两块板体上的凹槽配合形成一密闭空腔313，然后上盖板311和下盖板312相接触的边缘采用激光焊接的方式进行连接；

步骤S34，在焊接的过程中，保留一个抽气口314，密闭空腔313通过抽气口314进行抽真空处理，再对抽气口314进行焊接密封，使密闭空腔313为真空腔。

在本实施例中，为了保证密封性，焊接后的上盖板311和下盖板312再次进行点胶，再对上盖板311和下盖板312进行激光焊接。

在具体实施时，通过在电池箱100的外侧设置一个隔热箱300，以此来减弱电池模组200与低温外界的热量传递，提高电池模组200的保温效果。当电池模组200受低温影响时，感应器210检测电池模组200的温度，再发送信号至控制器，控制器发送命令控制加热塔400开始工作，随即打开进液管500和出液管600的控制阀，然后在抽液泵的作用下，加热后的导热油在导流管330和加热塔400之间循环流动，对电池模组200进行加热保温，使电池模组200在低温环境中仍存有很好的活性，保证电池模组200在低温中仍能充放电正常，以及其他的使用性能能够正常实现；当电池模组200的温度过高时，感应器210发送信号至控制器，控制器发送指令切断充放电回路，并发送指令打开控制阀使抽液泵抽取未加热的导热油循环进出导热室，以此对电池模组200进行冷却降温，以便减弱高温环境对电池模组200的影响，从而避免电池模组200对电动汽车使用性能的影响。

需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的电动汽车电池保温装置只有上述唯一一种实施流程，相反的，只要能够将本申请的电动汽车电池保温装置实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。