一种动力电池热管理机组自清洁方法及系统、新能源工程机械与流程

本发明涉及一种用于新能源工程机械的动力电池热管理机组自清洁方法及系统，属于新能源工程机械的动力电池热管理机组。

背景技术：

1、随着国家绿色生态的建设，新能源工程机械以其清洁污染少的优势而得到了重视。现阶段得到批量应用的新能源工程机械，无论其架构形式如何，动力电池都是必不可少的部件。

2、为解决电池在温度过高或过低的情况下引起的热散逸或热失控问题，工程师们根据温度对电池性能的影响，结合电池的电化学特性与产热机理，以电池的最佳充放电温度区间为设计要求而设计了动力电池热管理机组。

3、通常而言，热管理机组具有一种功能四种模式，一种功能为维持动力电池工作在适宜温度，四种模式分别为关机模式、自循环模式、制冷模式和制热模式。机组四种模式的切换受整车的电池管理系统（bms）控制。

4、热管理机组通过对冷却液温度的控制，使电池包内的电池组在一定温度范围内工作，能够保证电池的质量、显著提高电池性能、延长电池的使用寿命。

5、然而当热管理机组长时间工作时，在机组内部和电子风扇上就会积聚灰尘。当热管理机组内部尤其是热管理机组内部的冷凝器表面积聚灰尘时，覆盖在冷凝器表面的灰尘会降低冷凝器的冷凝散热效率、削弱冷凝器的冷凝散热能力，进而使得热管理机组无法有效制冷，并进一步地对动力电池产生恶劣的影响；当电子风扇上积聚灰尘时，不均匀分布的灰尘会破坏电子风扇的动平衡，并使得电子风扇的振动增强，最终缩短电子风扇的使用寿命。

6、综上所述，在新能源工程机械作业现场常常需要定期对热管理机组内部及电子风扇进行吹灰除尘处理。

7、目前行业内的热管理机组厂家均采用手动模式对机组进行清洁，并无机组自清洁解决方案。具体操作方式为：

8、在整机断电状态下将热管理机组顶盖从机组本体上拆下；

9、使用压缩空气或带花洒头的高压水枪对热管理机组的冷凝器和电子风扇进行清洁；

10、清洁后使用吸尘器清扫除下的污物；

11、在整机断电状态下将机组顶盖固定到机组本体上。

12、然而，现有手动模式对机组进行清洁存在以下不足：

13、主要问题1：现有技术须安排专人以手动模式对机组进行清洁，自动化程度不高、作业效率低，且对于新能源工程机械而言，作业现场常常风沙弥漫，每隔短暂的一段时间就需要清理热管理机组内部积聚的灰尘，而每一次清洁操作都需要先拆下热管理机组上盖，清洁完之后再装上机组上盖，费时费工。

14、主要问题2：现有技术以手动模式对机组进行清洁时，须人工保证气枪清洁气压或高压水枪的水压不高于冷凝器所能承受的压力值，且须保证作业工人以规定的角度和距离对冷凝器进行清洁，以防止对冷凝器翅片造成损坏。然而，由于清洁工人的作业水平高低各异，很难保证所有作业工人都能按照规定的章程对热管理机组进行清洁作业。

15、次要问题1：现有技术中若想对热管理机组进行清洁，需要先在新能源工程机械断电状态下拆下热管理机组上盖，才能用高压气枪或者水枪对机组进行清洁。热管理机组上盖是用螺栓固定在热管理机组本体上，频繁的拆装热管理机组上盖会损坏机组机械本体的螺纹，进而使得机组上盖在机组本体上固定不牢靠，进一步地使得机组振动增强，降低机组的使用寿命。

16、次要问题2：现有技术中若想对热管理机组进行清洁，须配置相应的高压气枪或者高压水枪。然而对于新能源工程机械而言，作业现场往往工况比较恶劣、作业条件比较有限，往往不具备配置相应清洁设备的条件。

17、次要问题3：现有技术中，若使用高压水枪对机组进行清洁，如操作不慎，极有可能使热管理机组电路进水，对热管理机组造成损坏。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种动力电池热管理机组自清洁方法及系统，一方面实现了以智能化、无人化的方式对热管理机组进行无拆卸自动清洁除尘，另一方面实现了以安全稳定的压力、角度和距离对热管理机组进行无损伤清洁除尘。

2、本发明按以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种动力电池热管理机组自清洁系统，包括：

4、热管理机组箱体，具备空气能够在热管理机组内外流动的功能；

5、吹灰除尘管路，布置在所述热管理机组箱体内，具备至少两个气路，用于对所述热管理机组箱体的内部和外部元器件执行吹灰操作；

6、集成式气压调节装置，布置在所述热管理机组箱体内，作用在所述吹灰除尘管路上，用于实现气路稳压和气路切换功能；

7、具备正反转功能的风扇，安装在所述热管理机组箱体外部，用于对所述热管理机组箱体的内部进行抽气或吹气操作。

8、在一些实施例中，所述吹灰除尘管路包括：

9、管路a，布置在安装于热管理机组箱体内的冷凝器和所述热管理机组箱体的侧板和底板之间；

10、管路b，布置在所述冷凝器和所述风扇之间；

11、其中，所述管路a和管路b共同接到所述集成式气压调节装置上。

12、在一些实施例中，所述集成式气压调节装置由整车上的热管理系统进行控制，集成式气压调节装置包括：

13、电磁换向阀，其出口分别与所述管路a和管路b连接，电磁换向阀会根据热管理系统下达的指令而执行管路a和管路b的通断，电磁换向阀执行动作a时，管路a内通高压气体，电磁换向阀执行动作b时，管路b内通高压气体；

14、气压稳压单元，其进口与整车上的打气泵连接，出口与所述电磁换向阀的进口连接，用于将输出至所述管路a和管路b的气压稳定在设定气压值之间。

15、在一些实施例中，所述动力电池热管理机组自清洁系统使用的高压气体来自于车辆制动所用的打气泵。

16、在一些实施例中，所述吹灰除尘管路中的气管为硬质管道，并在管道上开有气孔，用于将高压气体喷射到所述风扇、热管理机组箱体内的冷凝器以及热管理机组内部其它元器件，从而将积聚的灰尘吹离各元器件表面。

17、在一些实施例中，所述吹灰除尘管路中的气管采用两种布置形式，分别为站立式布置和平卧式布置；站立式布置的气管分居冷凝器两侧，用于向冷凝器和风扇喷射高压气体，以吹去覆盖在冷凝器和风扇表面的灰尘；平卧式布置的气管均紧贴热管理机组箱体，并固定在热管理机组箱体的侧板和底板上，用于向热管理机组箱体内部空间的其它元器件喷射高压气体，以吹去覆盖在热管理机组箱体内部空间其它元器件表面的灰尘。

18、在一些实施例中，所述站立式布置的气管末端为封闭结构，气管上所开的气孔为高压气体唯一的喷射通道；站立式布置的气管上开设的气孔关于气管的轴向中心面对称布置，位于轴向中心面同一侧的气孔沿周向分列多排，多排气孔之间彼此间隔30°，每排气孔沿气管轴向以设定的距离均布于气管上。

19、在一些实施例中，所述平卧式布置的气管只有在关于气管轴向中心面的一半侧面开有气孔；气管上开的气孔沿气管周向分列多排，多排气孔之间彼此间隔45°，每排气孔沿气管轴向以设定的距离均布于气管上；在没有开气孔的那一半侧面与所述热管理机组箱体的侧板和/或底板贴合，并固定在热管理机组箱体上。

20、第二方面，本发明提供了一种新能源工程机械，装配有上述的动力电池热管理机组自清洁系统。

21、第三方面，本发明提供了一种基于上述的动力电池热管理机组自清洁系统的清洁方法：

22、当对车辆执行上电操作时，且车辆上的车速监测系统监测到车辆处于静止状态，热管理机组立即进入自清洁模式；

23、当对车辆执行下电操作时，且车辆上的车速监测系统监测到车辆处于静止状态，将整车延迟下电一段时间，在此延迟期间热管理机组执行自清洁模式，热管理机组自清洁模式执行完毕后方能由整车完成下电功能；若延迟下电一段时间之后下电自清洁模式仍未结束，则热管理系统强制结束下电自清洁模式，并由整车完成下电操作。

24、在一些实施例中，热管理机组执行自清洁模式如下：

25、集成式气压调节装置根据热管理系统的指令接通吹灰除尘管路的管路a，管路a内的气管通气后通过气孔喷射向热管理机组箱体内的冷凝器以及其它元器件；

26、高压气流喷射一段时间后，集成式气压调节装置根据热管理系统的命令关断吹灰除尘管路，与此同时，风扇根据热管理系统的指令开始反转，以将悬浮在热管理机组箱体内空气中的灰尘吹至机组外；

27、反转一段时间后，风扇停止转动，与此同时集成式气压调节装置根据热管理系统的指令先接通吹灰除尘管路的管路b，管路b内的气管通气后通过气孔喷射向冷凝器和风扇；

28、高压气流喷射一段时间后，集成式气压调节装置根据热管理系统的值令关断吹灰除尘管路，此同时风扇根据热管理系统的指令开始正转并持续一段时间，将悬浮在热管理机组箱体内空气中的灰尘抽出至机组外。

29、在一些实施例中，车速监测系统监测到车辆车速>1km/h，则判定车辆处于移动状态；车速监测系统监测到车辆车速<1km/h，则判定车辆处于静止状态。

30、本发明有益效果：

31、本发明通过智能化、无人化的自清洁方式对热管理机组进行除尘，解决了现有热管理机组人工手动清洁模式的作业效率低、费时费工的问题，提高了清洁热管理机组的作业效率，节省了人工费用。

32、本发明通过自清洁系统规范一致的作业方式，确保自清洁系统能够以安全稳定的压力、角度和距离对热管理机组进行无损伤清洁除尘，解决了人工手动清洁机组时容易损坏机组冷凝器翅片的问题，保证了冷凝器和其它元器件的安全性。

33、本发明通过在机组内部排布开孔的气管，在无需拆卸机组上盖的情况下即可实现对机组的清洁除尘，解决了频繁拆装热管理机组上盖而导致的一系列问题（频繁的拆装机组上盖会损坏机组机械本体的螺纹，进而使得机组上盖在机组本体上固定不牢靠，进一步地使得机组振动增强，降低机组的使用寿命）。

34、本发明通过利用新能源工程机械自带的打气泵作为热管理机组自清洁系统的气源，解决了作业现场不便配置清洁设备的问题，并且节省了配备清洁设备的费用。