[发明专利]一种基于相变储能器与空气耦合的动力电池包管理系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于相变储能器与空气耦合的动力电池包管理系统，其特征在于，包括第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)、散热风扇(4)、温度传导执行机构控制器(5)、温度传导执行机构(6)、相变材料储能器(7)、第一导热片(8)、第二导热片(9)、电池管理系统(10)，第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)并排放置，且第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)底部设置第二导热片(9)，第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)、相变材料储能器(7)、第二导热片(9)安装在电池包底板上；第一模组(1)与第一温度传感器(12)、第二模组(2)与第二温度传感器(13)、第三模组(3)与第三温度传感器(14)分别连接；相变材料储能器(7)与第四温度传感器(25)相连；第一温度传感器(12)、第二温度传感器(13)、第三温度传感器(14)以及第四温度传感器(25)分别通过信号线与电池管理系统(10)相连，并且把采集到的温度信号发送给电池管理系统(10)；散热风扇(4)通过信号线与电池管理系统(10)相连；温度传导执行机构控制器(5)通过信号线与电池管理系统(10)相连；第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)以及相变材料储能器(7)相连，实现热量的双向传递；

热管理系统包括第一导热片(8)、第二导热片(9)、温度传导执行机构控制器(5)、温度传导执行机构(6)；热量传导路径是由温度传导执行机构控制器(5)、控制温度传导执行机构(6)，使得第一导热片(8)与第二导热片(9)、相变材料储能器(7)之间接触通道的通断；

所述温度传导执行机构(6)包括齿轮齿条结构；

所述的相变材料储能器(7)是由外部保温壳体(27)、内部导热片(28)、内部相变材料(29)组成的。

2.根据权利要求1所述的一种基于相变储能器与空气耦合的动力电池包管理系统，其特征在于，第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)均为电池组。

3.根据权利要求1所述的一种基于相变储能器与空气耦合的动力电池包管理系统，其特征在于，温度传导执行机构控制器(5)为PLC控制器。

4.根据权利要求1所述的基于相变储能器与空气耦合的动力电池包管理系统，其特征在于，第二导热片(9)与相变材料储能器(7)下表面齐平。

5.一种根据权利要求1所述的基于相变储能器与空气耦合的动力电池包管理系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)动力电池开始工作时，第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)开始进行充放电，与之连接的第一温度传感器(12)、第二温度传感器(13)、第三温度传感器(14)对第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)的温度数据进行实时采集，并且通过信号线a(16)将采集到的温度数据发送给电池管理系统(10)；

2)动力电池继续工作，第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)的温度持续上升，此时散热风扇(4)不参与散热工作，温度传导执行机构(6)处于收缩状态，即第一导热片(8)与第二导热片(9)、相变材料储能器(7)之间接触通道的断开，第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)的温度上升，达到最佳工作温度区间；

3)电池管理系统(10)根据接收到的第一温度传感器(12)、第二温度传感器(13)、第三温度传感器(14)传来的温度数据，计算判断是否需要热管理系统的介入，当判断需要热管理系统介入时，电池管理系统(10)通过信号线束(20)发送信号给温度传导执行机构控制器(5)，温度传导执行机构控制器(5)控制温度传导执行机构(6)释放第一导热片(8)，使得第一导热片(8)与第二导热片(9)、相变材料储能器(7)之间接触通道接通，热量传输通道接通，热量从第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)传导到相变材料储能器(7)上；

4)电池管理系统(10)根据接收到的第一温度传感器(12)、第二温度传感器(13)、第三温度传感器(14)、第四温度传感器(25)传来的温度数据，计算判断是否散热风扇(4)需要介入，当判断需要散热风扇(4)介入时，电池管理系统(10)发送使能信号给散热风扇(4)，散热风扇(4)开始介入工作；

5)电池管理系统(10)根据接收到的第一温度传感器(12)、第二温度传感器(13)、第三温度传感器(14)、第四温度传感器(25)传来的温度数据，计算判断是否热管理系统、散热风扇(4)需要退出介入，当判断热管理系统、散热风扇(4)需要退出介入时，电池管理系统(10)通过信号线束(20)发送信号给散热风扇(4)、温度传导执行机构控制器(5)，散热风扇停止工作、温度传导执行机构控制器(5)控制温度传导执行机构(6)收缩第一导热片(8)，使得第一导热片(8)与第二导热片(9)、相变材料储能器(7)之间接触通道断开，热量传输通道断开，相变材料储能器将能量储存起来；

6)电池管理系统(10)根据接收到的第一温度传感器(12)、第二温度传感器(13)、第三温度传感器(14)、第四温度传感器(25)传来的温度数据，计算判断热管理系统是否需要介入，当判断需要热管理系统介入时，电池管理系统(10)通过信号线束(20)发送信号给温度传导执行机构控制器(5)，温度传导执行机构控制器(5)控制温度传导执行机构(6)释放第一导热片(8)，使得第一导热片(8)与第二导热片(9)、相变材料储能器(7)之间接触通道接通，热量传输通道接通，热量由相变材料储能器传导到第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)上；

当动力电池刚开始工作时，当电池管理系统(10)检测到第一模组(1)或第二模组(2)或第三模组(3)的温度上升至T≤30℃时，此时热管理系统以及散热风扇不介入工作；

当电池管理系统(10)检测到第一模组(1)或第二模组(2)或第三模组(3)的温度上升至30℃≤T≤40℃时，热管理系统介入工作，热量通过热管理系统从第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)传导到相变材料储能器(7)上；

当电池管理系统(10)检测到第一模组(1)或第二模组(2)或第三模组(3)的温度上升至T≥40℃时，散热风扇(4)开始介入工作；

当电池管理系统(10)检测到第一模组(1)或第二模组(2)或第三模组(3)的温度开始下降至30℃≤T≤40℃时，热管理系统以及散热风扇(4)停止介入；

当电池管理系统(10)检测到第一模组(1)或第二模组(2)或第三模组(3)的温度开始下降至T≤25℃时，热管理系统再次介入，热量通过热管理系统从相变材料储能器传导到第一模组(1)、第二模组(2)、第三模组(3)上；

当电池管理系统(10)检测到第一模组(1)或第二模组(2)或第三模组(3)的温度恢复到30℃≤T≤40℃时，热管理系统停止介入。