一种电池加热系统及加热方法与流程

技术特征：
1.一种电池加热系统，其特征在于，包括保温层(1)、外部换热液体层(2)、储热液体(3)、扇形电池组、内部换热液体层(5)、可伸缩隔热挡板(6)和间距调节器(7)；所述内部换热液体层(5)固定在排气管(14)上表面；所述内部换热液体层(5)的上方依次固定有扇形电池组、外部换热液体层(2)和保温层(1)；所述储热液体(3)覆盖在扇形电池组的周围，将热量均匀传递至扇形电池组；所述间距调节器(7)的一端与扇形电池组固定连接；所述扇形电池组的内部设置可伸缩隔热挡板(6)；所述内部换热液体层(5)、可伸缩隔热挡板(6)和间距调节器(7)与控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种电池加热系统，其特征在于，所述扇形电池组包括电池支架(41)、扇形电芯(42)和外部绝缘保护层(43)；所述电池支架(41)与扇形电芯(42)为一体式结构；所述扇形电芯(42)底部呈环形围绕在电池支架(41)表面；所述扇形电芯(42)的上部设置有外部绝缘保护层(43)；所述扇形电池组的底部和内部换热液体层(5)的表面完全接触。3.根据权利要求2所述的一种电池加热系统，其特征在于，所述电池支架(41)内置可伸缩隔热挡板(6)，隔绝排气管(14)同扇形电芯(42)之间的热量传递；所述可伸缩隔热挡板(6)分为三层，分别与控制器连接；控制器将控制信号传递给可伸缩隔热挡板(6)，可伸缩隔热挡板(6)插入电池支架(41)中，隔绝排气管(14)的热量传递。4.根据权利要求2所述的一种电池加热系统，其特征在于，所述间距调节器(7)包括上杆(71)、下杆(72)、弹簧(73)、密闭活塞(74)和充注液体(75)；所述上杆(71)的上端与电池支架(41)固定连接；所述上杆(71)的下端套在下杆(72)内；所述下杆(72)的底部设置充注液体(75)；所述充注液体(75)的上方设置密闭活塞(74)；所述密闭活塞(74)的上方与弹簧(73)的一端接触；所述弹簧(73)的另一端与上杆(71)连接；通过控制充注液体(75)充注量，使上杆(71)和电池支架(41)移动，从而调节扇形电池组和内部换热液体层(5)的距离；控制器控制充注液体(75)的充注量，通过充注液体(75)的充注量移动密闭活塞(74)和弹簧(73)，并且由弹簧(73)牵引上杆(71)和电池支架(41)移动，从而调整扇形电池组与内部换热液体层(5)之间的间距，调节二者间热量传递的大小。5.根据权利要求1所述的一种电池加热系统，其特征在于，所述储热液体(3)内置加热装置；所述加热装置与充电桩连接；所述加热装置用于对储热液体(3)进行加热。6.根据权利要求1所述的一种电池加热系统，其特征在于，所述内部换热液体层(5)与电磁阀(8)的受控b端连接；所述电磁阀(8)的a端与暖风芯体(9)连接；所述暖风芯体(9)与水泵(10)连接；所述电磁阀(8)的c端与节温器(11)连接；所述节温器(11)与散热器(12)连接；所述水泵(10)、内部换热液体层(5)和散热器(12)均与发动机水套(13)连接；所述发动机水套(13)与温度传感器连接；所述温度传感器与控制器连接；所述控制器与电磁阀(8)的b端连接。7.根据权利要求1所述的一种电池加热系统，其特征在于，所述储热液体(3)为可结晶液体。8.根据权利要求1所述的一种电池加热系统，其特征在于，所述内部换热液体层(5)和外部换热液体层(2)中液体流动方向一致。9.根据权利要求5所述的一种电池加热系统，其特征在于，所述控制器包括主模块控制器、第一子模块控制器、第二子模块控制器和第三子模块控制器；所述第一子模块控制器用
于计算间距调节器(7)所需调节的尺寸，根据传感器输入的信号在lookuptable1中线性插值得到所需调节间隙；所述第二子模块控制器用于计算加热装置的需求加热功率，在lookuptable2中线性插值得到需求加热功率；所述第三子模块控制器用于计算可伸缩隔热挡板(6)的需求层数；所述主模块控制器用于接收第一子模块控制器、第二子模块控制器和第三子模块控制器计算完成后的控制信号，并且根据信号进行二次修正，如当电池温度t_b<t1，说明此时电池温度处于极低的状态，需要加热电池，此时间距调节器(7)的调节距离设定为0，即两表面接触，最大限度地来对扇形电池组进行加热，并且将控制信号传递至执行机构，最终实现各执行机构对控制信号的响应。10.一种电池加热方法，通过一种电池加热系统实现，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、通过传感器采集电池温度t_b、环境风速s_w和环境温度t_e，并且将采集的电池温度t_b、环境风速s_w和环境温度t_e通过信号传输通道输入至子模块控制器中；步骤二、信号传递至子模块控制器后即开始对接收的信号进行计算，其中，第一子模块控制器计算间距调节器(7)所需调节的尺寸，根据传感器输入的信号在lookuptable1中线性插值得到所需调节间隙；第二子模块控制器计算加热装置的需求加热功率，在lookuptable2中线性插值得到需求加热功率；第三子模块控制器计算可伸缩隔热挡板(6)的需求层数，根据输入的信号进行回差控制，如当温度低于t2时，第一块可伸缩隔热板离开电池支架(41),当温度高于t3时，第一块可伸缩隔热板回到电池支架(41)中；步骤三、第一子模块控制器、第二子模块控制器和第三子模块控制器将计算完成后的控制信号传递至主模块控制器，主模块控制器根据信号进行二次修正，如当电池温度t_b<t1，说明此时电池温度处于极低的状态，需要加热电池，此时间距调节器(7)的调节距离设定为0，即两表面接触，最大限度地来对扇形电池组进行加热；步骤四、主模块控制器通过信号传输通道将控制信号传递至执行机构，最终实现各执行机构对控制信号的响应。

技术总结
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种电池加热系统及控制方法。包括保温层、外部换热液体层、储热液体、扇形电池组、内部换热液体层、可伸缩隔热挡板和间距调节器；所述内部换热液体层固定在排气管上表面；所述内部换热液体层的上方依次固定有扇形电池组、外部换热液体层和保温层；所述储热液体覆盖在扇形电池组的周围，将热量均匀传递至扇形电池组；所述间距调节器的一端与扇形电池组固定连接；所述扇形电池组的内部设置可伸缩隔热挡板；所述内部换热液体层、缩隔热挡板和间距调节器与控制器连接。本发明能从多种方法控制电池快速升温并为其保温，达到节省能耗的作用，解决了现有电池温升速率慢、保温效果差、加热耗能高的问题。保温效果差、加热耗能高的问题。保温效果差、加热耗能高的问题。


技术研发人员：刘佳鑫 王书洋 杨晶博 王业斌
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2022/9/2