具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的电池组件热量调控系统，通过采用燃料催化燃烧产热的方式与流经导热管的导热介质进行热交换，获得加热后的导热介质，并在检测到电池组件的温度低于第一预设阈值时，使得加热后的导热介质流经该电池组件，以提高电池组件的温度，从而使得电池组件能够在冬季或者环境温度较低的场景下正常工作，降低了电池组件在低温下电池容量的衰减速度，并且相较于传统的采用电加热方式对电池组件进行预热以使电池在低温环境下正常使用，无需额外消耗电能加热，减少了用电能耗，降低了用电成本。

结合图1，本发明实施例公开了一种电池组件热量调控系统，包括：

燃料储存装置01、与所述燃料储存装置01连接的供热装置，以及电池组件03；所述供热装置包括供热部021、导热管022和导热介质存储部023，所述供热部021用于将从所述燃料储存装置01处流入的燃料催化燃烧，产生热量；所述导热管022用于接收从所述导热介质存储部处023流入的导热介质，并利用所述供热部021产生的热量对所述导热介质进行加热，获得加热后的导热介质；当所述电池组件03的温度低于第一预设阈值时，所述加热后的导热介质流经所述电池组件03，以提高所述电池组件03的温度。

在本发明实施例中，燃料储存装置01中的燃料为甲醇或者甲醇水溶液。当燃料中的甲醇的摩尔分数大于99％时，燃料为纯甲醇溶液；当燃料中的甲醇的摩尔分数为50％～98％时，为甲醇水溶液。例如，当燃料中的甲醇的摩尔分数为50％时，则燃料为摩尔比为1:1的甲醇和水的混合溶液。

供热装置中，通过甲醇的氧化反应产生热量。其中，甲醇的燃烧热为723kJ/moL，燃烧温度为20℃～600℃，蒸发热为35.32kJ/moL，沸点为64.6℃，而水的蒸发热为40.67kJ/moL、沸点为100℃，相较于水，甲醇更容易蒸发，且燃烧后能产生更多的热量。纯甲醇的凝固点为-94℃，闭口闪点为9.4℃，50％质量分数的甲醇溶液(体积分数约为57.71％)的凝固点为-54.3℃，沸点为76.4℃，闭口闪点为24.4℃。不同浓度的甲醇在低温下都不容易结冰，可用作动力系统的防冻液，能够便携的车载在各种工作环境下使用。并且本发明实施例提供的电池组件热量调控系统能和甲醇燃料能源系统高度适配，全程只需要储运甲醇单一原料，运输存储十分方便。甲醇在被催化燃烧后的排放物少，没有甲醛、甲酸、硫氧化物、氮氧化物的排放，绿色环保。

在本发明实施例中，上述供热部021设有用于催化甲醇燃烧的催化剂，该催化剂与甲醇接触，并催化甲醇在常温常压下发生无焰燃烧反应并释放热量。

在本发明实施例中，上述催化剂的设置方式包括：设置在所述供热部021的底部；分层设置在多层孔板(图中未示出)上；和/或涂布设置在所述导热管022外壁。

在本发明的一种实施例中，球状颗粒形态的催化剂可直接铺陈设置在供热部021的底部(如图1所示)。

在本发明的另一种实施例中，供热部021内设置有多层孔板，可将催化剂铺陈设置在供热部021的多层孔板上，可提高燃料与催化剂的接触面积，进而提高燃料的催化燃烧效率。

在本发明的又一种实施例中，还可以将经研磨后的催化剂通过浸渍或者喷涂等方式涂敷在导热管022的外壁。

在本发明实施例中，为保证电池组件热量调控系统的正常运作，需要调控供热部021的供热温度不超过600℃，优选地，调控供热部021的供热温度为200℃～600℃，更为优选的供热温度为200℃。

在本发明实施例中，导热介质存储部023中存储有导热介质，导热介质可为用水、导热油、熔盐等物质，优选采用水作为导热介质。熔盐，是指盐类熔化后形成的熔融体，例如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的熔融体。

在本发明实施例中，通常电池组件03的工作温度在20℃～30℃之间，当电池组件03的温度低于20℃时，若要对电池进行充电则需要对其进行预热处理，即提高电池组件03的温度。因此，这里第一预设阈值通常是指电池组件03正常工作的最低温度值，即20℃。

在本发明实施例中，当检测到电池组件03的温度低于20℃时，可调控加热后的导热介质流经电池组件03，以提高电池组件03的温度，使得电池组件03能够在低温环境下能够迅速补充热量，从而降低其在低温环境时容量衰减的速度。

结合图2，在本发明实施例中，所述电池组件03设置有第一温度计(图中未示出)；所述电池组热量调控系统包括第一温控单元04，所述第一温控单元04通过所述第一温度计获取所述电池组件03的温度，并根据第一温控规则和所述电池组件03的温度设置流经所述电池组件03的第一流量。

在本发明实施例中，第一温度计为温度传感器。第一温控单元04包括控制器(图中未示出)，控制器可选用单片机，例如51单片机等。

第一流量是指流经电池组件03的加热后的导热介质的量。

第一温控规则通常是指电池组件03的温度与流经电池组件03的加热后的导热介质的量的对应关系。比如，电池组件03的温度为20℃时，流经电池组件03的加热后的导热介质的量为Q_A；电池组件03的温度为25℃时，流经电池组件03的加热后的导热介质的量为Q_B等。具体的温度与第一流量的对应关系可以根据电池组正常工作的实际需要来设定，在本发明中不做限定。

第一温度计与第一温控单元04可通过无线(例如蓝牙、WiFi等)或者有线方式连接。第一温度计用于实时监测电池组件03的工作温度，并将监测结果传输给第一温控单元04。第一温控单元04根据获取到的电池组件03的温度，并根据第一温控规则和所述电池组件03的温度设置流经所述电池组件03的第一流量。例如，第一温控单元04获取到电池组件03的温度是20℃时，则根据第一温控规则和电池组件03的温度设置流经电池组件03的第一流量为Q_A。

结合图3，在本发明实施例中，上述供热部021设置有第二温度计(图中未示出)，用于测量供热部件的供热温度；所述电池组件热量调控系统包括第二温控单元05，所述第二温控单元05根据第二温控规则和所述供热温度设置流入所述供热部021的燃料的第二流量。

在本发明实施例中，第二温度计为温度传感器。第二温控单元05包括控制器(图中未示出)，控制器可选用单片机，例如51单片机等。

第二流量指从燃料储存装置01处流入供热部021的燃料的量。

第二温控规则通常是指供热部021的温度与流入供热部021的燃料的量的对应关系。比如，供热部021的温度为200℃时，流入供热部021的燃料的量为Q_C；供热部021的温度为250℃时，流入供热部021的燃料的量为Q_D等。具体的温度与第二流量的对应关系可以根据供热部021的热量实际需求来设定，在本发明中不做限定。

第二温度计与第二温控单元05可通过无线(例如蓝牙、WiFi等)或者有线方式连接。第二温度计用于实时监测供热部021的供热部件的温度，并将监测结果传输给第二温控单元05。第二温控单元05根据获取到的供热部021的温度，并根据第二温控规则和所述供热温度设置流入所述供热部021的第二流量。例如，第二温控单元05获取到供热部021的温度是200℃时，则根据第二温控规则和供热部021的温度设置流入供热部021的第二流量为Q_C。

结合图4，在本发明实施例中，上述导热管022通过第一管线06与导热介质存储部023连接，所述导热介质存储部023中的导热介质通过所述第一管线06流入所述导热管022；所述电池组件03设置有第一换热结构(图中未示出)，通过第二管线07连接所述第一换热结构和所述导热管022，从所述导热管022流出的加热后的导热介质经所述第二管线07流入所述第一换热结构；所述第一换热结构设置在所述电池组件03的底部或者外围，通过所述加热后的导热介质对所述电池组件03进行加热；所述导热介质存储部023与所述第一换热结构之间设置有第三管线08，从所述第一换热结构流出的导热介质经所述第三管线08流回所述导热介质存储部023。

结合图5，在本发明实施例中，上述第二管线07设置有第一支线071，所述第一支线071的一端连接于第二管线07，另一端与所述导热介质存储023连接；所述第一支线071设置有流量调节阀(图中未示出)，所述流量调节阀的开度随着所述第三管线08的流量的变化而变化。

参见图5，在本发明实施例中，上述供热部021与所述导热介质存储部023之间还设置有暖风装置09；所述第二管线07设置有第二支线072，所述第二支线072的一端连接于第二管线07，另一端与所述暖风装置09连接；所述暖风09通过第四管线010与所述导热介质存储部023连接。上述暖风装置09与电池组件03之间通过第五管线011连接。

参见图5，在本发明实施例中，上述电池组件03设置有第二换热结构(图中未示出)；所述第二换热结构的流体入口通过第六管线012与所述燃料储存装置01的燃料出口连接；所述第二换热结构的流体出口通过第七管线013与所述燃料储存装置01的燃料入口连接；当电池组件03的温度高于第二预设阈值时，通过第二换热结构降低电池组件03的温度。

通常电池组件03的工作温度较高时，电池性能会出现较明显的衰减，此时通常需要及时对电池组件03进行降温处理。因此，这里第二预设阈值通常是指电池组件03在维持正常工作的最高温度值。

例如，某电池组件的最高耐受温度为70℃，那么第二预设阈值可设置为70℃。需要说明的是，不同规格型号的电池，其正常工作时能耐受的最高温度可能会有所不同，因此第二预设阈值可以根据电池正常工作时的最高耐受温度进行具体设定。

在本发明实施例中，上述第一支线071、第三管线08和第四管线010均设置有降温组件(图中未示出)，所述降温组件用于对流回所述导热介质存储部023的导热介质进行降温。上述降温组件可以是空冷器，利用环境空气为冷却介质降温的设备。当然，降温组件还可以是设置在第一支线071、第三管线08和第四管线010与导热介质存储部023之间的散热风扇(如图6所示)。通过对流回所述导热介质存储部023的导热介质进行降温，可实现对导热介质存储部023内的导热介质的温度控制，避免导热介质温度过高。

在本发明实施例中，为保证系统的正常运行，通常需要使得所述导热介质存储部中存储的导热介质的温度与当前室温的差值低于20℃。比如，当前室温为25℃，导热介质存储部023中存储的导热介质的温度为40℃，那么导热介质存储部中存储的导热介质的温度与当前室温的差值为40℃-25℃＝15℃(15℃＜20℃)。

在本发明实施例中，当电池组件03需要加热时，如需要充电时，为保证电池组件获得所需热量正常工作，需要控制流经所述暖风装置09并通过第五管线11流入第一换热结构的导热介质的温度低于或等于70℃。

在系统工作时，燃料储存装置01中的燃料经由管线流入供热装置的供热部021中，与供热部021中的催化剂接触，并在催化剂的催化作用下发生无焰燃烧，提供热量，该热量被供热装置的导热管022吸收并累积，此时，存储在导热介质存储部023中的导热介质经第一管线06流入供热装置的导热管022中，并与导热管022进行热量交换，获得加热后的导热介质。加热后的导热介质流出导热管022后进入第二管线07，并经由第二管线07流入第二支线072，并经第二支线072流入暖风装置09中，暖风装置09可与车辆的供热系统连接，为车辆提供热源。

当电池组件03需要加热，比如需要充电时，可通过第二温控单元调控暖风装置09流出的导热介质经由第五管线011流入电池组件03，经电池组件03中的第一换热结构进行换热，从而为电池组件中的电池包提供所需的热量，换热后的导热介质可经由第三管线08回流至导热介质存储部023中循环使用。

当电池组件03不需要加热时，则可通过第二温控单元调控从暖风装置09流出的导热介质直接经由第四管线010回流到导热介质存储部023中循环使用。

当供热装置处于启动、停止状态时，可调控加热后的导热介质经由第一管线06、第一支线071流回到导热介质存储部023。

当系统需要调控供热装置的供热温度时，可通过调节流经第一支线071的阀门开度来调节加热后的导热介质的流量。

以下为本发明实施例提供的电池组件热量调控系统在冬季或室外温度较低时的使用方法，详述如下：

在上述换热过程中，系统的中总能量Q来源于燃料甲醇催化燃烧产生的热量，可通过控制甲醇进料量进行控制。系统供热量Q’为总能量Q与供热装置的散热损失量Q_f及导热介质流动损失Q_v之和的差值。第二管线07及第一管线06的质量流量q_m07及q_m06均为系统总质量流量，其为第一支线071的质量流量q_m071及第二支线072的质量流量q_m072之和。

第二支线072的热量Q₀₇₂大于暖风装置09需求热量Q₀₉与电池组件03需求热量Q₀₃。通过调节第一支线071的流量，可实现第一支线071的热量Q₀₇₁的控制，进而调节第二支线072的热量Q₀₇₂。第二支线072热量Q₀₇₂为暖风装置09供热热量Q₀₉、第五管线011热量Q₀₁₁及第四管线010热量Q₀₁₀之和。根据暖风装置09需求温度t暖，调节暖风装置09的风量L₀₉，调节Q₀₉。第五管线011热量Q₀₁₁为电池组件03需热量Q₀₃及第三管线08热量Q₀₈之和。需热量Q₀₃为维持电池工作温度范围t_f(20℃～30℃)所需热量。当电池组件03温度低于20℃时，第五管线011开启。当电池组件03温度由低温被加热至25℃时，第五管线011根据与室温之间散热量Q_03f需求调节q_m011。当室温高于25℃时，第五管线011关闭。第一支线071、第四管线010及第三管线08经散热风扇的强迫自然换热后热量为Q₀₇₁’、Q₀₁₀’、及Q₀₈’。三者在导热介质存储部023混合后导热介质的热量为Q₀₂₃，导热介质存储部023的温度t_023f不能超过室温t₀+20℃。当导热介质存储部023的导热介质温度超过t_023f，可通过调节散热风扇的风叶转速V，进而调节散热风量L，降低Q₀₇₁’、Q₀₁₀’、及Q₀₈’。

当新能源汽车电池组件热量调控系统在夏季或者室外温度较高的工作环境下使用时，需要对电池组件03进行降温。通过第六管线012将燃料储存装置01中的燃料送入电池组件03的第二换热结构，经过分布在电池组件03内部的第二换热结构对电池组件03进行降温，吸收了电池组件03的热量的燃料经由第七管线013流回至燃料储存装置01中。其中，第六管线012设置有空冷器，可对送回燃料储存装置01中的燃料进行降温。

本发明实施例还提供了一种新能源交通工具，该新能源交通工具包括如上所述的电池组件热量调控系统。新能源交通工具包括但不限于新能源汽车、公交车、火车、地铁等。

采用本发明实施例提供的电池组件热量调控系统的新能源交通工具，不仅可以节省耗电成本，还可以明显提高交通工具的续航里程。

当然，本发明实施例提供的电池组件热量调控系统还可用于冬季为基站机房、蓄电池等提供热量，以保证设备处于正常运行温度；同时可用甲醇作为液冷介质，对高温设备进行降温。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。