CN103253148A - 电池冷却组、电动汽车空调系统及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池冷却组、电动汽车空调系统及电动汽车。该电池冷却组用于电动汽车电池的冷却，包括板式换热器(1)和热力膨胀阀(2)，所述板式换热器(1)包括制冷剂流道和冷却液流道，所述制冷剂流道的制冷剂进口(13)和出口(12)设置于所述板式换热器(1)的同侧，所述制冷剂流道的制冷剂进口(13)、出口(12)与所述热力膨胀阀(2)的相应接口匹配并通过管道连通形成制冷剂回路；该电池冷却组中板式换热器(1)和热力膨胀阀(2)的接口采取相配合的加工方式，两者组装时，无需通过管路即可实现可靠连接，减少了两者之间的连接管路，结构紧凑、便于安装、抗振性能比较好且使用成本比较低。

Description

电池冷却组、电动汽车空调系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电池冷却组。此外，本发明还提供了一种包括上述电池冷却组的电动汽车空调系统和电动汽车。
背景技术
电动汽车是一种以电池为动力的车辆，由于其对环境影响相对传统汽车比较小，故随着汽车节能减排的要求不断提高，电动汽车将会是未来汽车的发展趋势。
电动汽车的电池在工作过程将会产生热量，使电池自身温度升高，并且电池工作时间越长，其积聚的热量越多，温度也就越高，如果不及时给电池进行降温，将会影响电池的工作性能和使用寿命。现有技术一般采用电池冷却组对电动汽车的电池进行降温，电池冷却组的冷量一般由电动汽车空调系统提供。
请参考图1，图1为现有技术中一种典型的电动汽车空调系统中电池冷却组的结构示意图。
一般地，电池冷却组包括板式换热器1’和热力膨胀阀2’(TXV)，板式换热器1’由一系列具有一定波纹的换热板片1’1叠装而成，各种换热板片1’1之间形成两种介质的通道，通过接口连通外部的介质，组成介质回路，介质可以通过板片进行热量交换；也就是说，冷却电池组的液体和空调系统提供的制冷介质在板式换热器1’中进行热量交换。
电动汽车中的板式换热器1’和热力膨胀阀2’一般独立设计，根据各自的要求设计零部件，考虑板式换热器1’内部流体的分配和流道的布置，现有的板式换热器1’的制冷介质接口放在其两侧，因此在与热力膨胀阀换热板片2’组装时，必须使用连接管路将热力膨胀阀的接口引导到板式换热器1’的同一侧，如图1所示，板式换热器1’的制冷剂进、出口分别通过第一连接管路3’和第二连接管路4’连接热力膨胀阀2’的相应接口。因此，这样将导致膨胀阀和板式换热器1’组件有如下缺点：
1、体积比较大，组件占用车体空间比较大。
2、由于两者之间的连接结构比较复杂，体积比较大，导致车内安装不方便。
3、两者使用管路连接，成本比较高。
4、两者之间的连接管路比较长，整个组件的抗振性能差，容易出现接管断裂等现象。
5、由于增加了管路材料，导致整个组件的重量重。
因此，如何提供一种结构紧凑、便于安装、抗振性能比较好且使用成本比较低的电池冷却组，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种结构紧凑、便于安装、抗振性能比较好且使用成本比较低的电池冷却组。此外，本发明还提供了一种包括上述电池冷却组的电动汽车空调系统及电动汽车。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池冷却组，用于电动汽车电池的冷却，包括板式换热器和热力膨胀阀，所述板式换热器包括制冷剂流道和冷却液流道，所述制冷剂流道的制冷剂进口和出口设置于所述板式换热器的同侧，所述制冷剂流道的制冷剂进口、出口与所述热力膨胀阀的相应接口匹配并通过管道连通形成制冷剂回路。
优选地，所述板式换热器的制冷剂流道的制冷剂进口和出口沿所述板式换热器的长度方向布置。
优选地，所述板式换热器的制冷剂流道的制冷剂进口的中心和出口的中心的连线平行所述板式换热器的长度方向。
优选地，所述板式换热器的制冷剂流道的制冷剂进口和出口沿所述板式换热器的宽度方向布置。
优选地，所述板式换热器的冷却液的进口和出口设于所述板式换热器的两侧，所述冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路。
优选地，所述板式换热器的冷却液的进口和出口设于所述板式换热器的同侧，所述冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路。
本发明提供的电池冷却组中板式换热器的制冷剂流道的制冷剂进口和出口设置于板式换热器的同侧，制冷剂进口和出口与热力膨胀阀的相应接口匹配，并通过管道形成制冷剂回路，与现有技术中板式换热器的制冷剂进口和出口设置于其两侧相比，本发明中的板式换热器和热力膨胀阀的接口采取相配合的加工方式，板式换热器和热力膨胀阀组装时，无需通过管路将板式换热器的其中一个制冷剂接口连接到另一侧即可实现与热力膨胀阀的连接，减少了两者之间的连接管路，不仅使电池冷却组结构更加紧凑，占用空间比较小，便于在电动汽车的空调系统中的安装，可以提高装配效率和降低电动汽车使用成本，而且增加抗振性能，有利于提高工作可靠性。
另外地，该电池冷却组还可以实现板式换热器和热力膨胀阀的一体式设计，即预先将板式换热器和其在性能和结构上匹配的热力膨胀阀加工为一体，直接以组件的形式提供于使用者，有利于进一步缩短了电动汽车的组装时间，节省使用成本。
一种优选的实施方式中，所述板式换热器的制冷剂进口和出口沿所述板式换热器的长度方向布置；该实施方式有利于实现热力膨胀阀的竖直设置，感温包可以设置于热力膨胀阀的顶部，避免液态制冷剂流到感温包安装位置，这样有利于提高感温包采样信号的正确性，从而保证其测量的温度的准确性。
在上述电池冷却组的基础上，本发明还提供了一种电动汽车空调系统，包括空调压缩机、制冷元件以及通过管路连通所述空调压缩机的电池冷却组，所述电池冷却组的制冷剂流道通过管道与所述空调压缩机的制冷剂出口和进口形成制冷剂回路，所述电池冷却组的冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路，所述电池冷却组为上述任一项所述的电池冷却组。
除上述电池冷却组和电动汽车空调系统外，本发明还提供了一种电动汽车，包括电池以及用于给所述电池的冷却液提供冷量的电动汽车空调系统，所述电动汽车空调系统为上述的电动汽车空调系统。因电池冷却组具有上述技术效果，故具有上述电池冷却组的电动汽车空调系统和电动汽车也应当具有上述技术效果。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的电池冷却组的结构示意图；
图2为本发明所提供的电池冷却组的第一种具体实施方式的结构示意图；
图3为本发明所提供的电池冷却组的第二种具体实施方式的结构示意图；
图4本发明所提供的电池冷却组的第三种具体实施方式的结构示意图；
图5为本发明所提供的电池冷却组的第四种具体实施方式的结构示意图；
图6为本发明所提供的电池冷却组的第五种具体实施方式的结构示意图；
图7为本发明所提供的电动汽车空调系统的一种具体实施方式的原理图。
其中，图1至图7中部件名称和附图标记之间的对应关系如下所示：
板式换热器1’；换热板片1’1；热力膨胀阀2’；第一连接管路3’；第二连接管路4’。
板式换热器1；换热板片11；制冷剂流道的制冷剂出口12；制冷剂流道的制冷剂进口13；冷却液的出口14；冷却液的进口15；热力膨胀阀2；热力膨胀阀的制冷剂进口21；热力膨胀阀的制冷剂出口22；感温包3；空调压缩机4；蒸发器组件5；冷凝器6；电池7；压力泵8。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种结构紧凑、便于安装、抗振性能比较好且使用成本比较低的电池冷却组。此外，本发明的另一核心为提供一种包括上述电池冷却组的电动汽车空调系统及电动汽车。
不失一般性，本文以电池冷却组在电动汽车中的应用为例进行介绍其技术方案和技术效果，为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请结合图2和图7所示，电动汽车上所使用的电池7的冷却主要使用电池冷却组，本发明所提供的电池冷却组包括板式换热器1和热力膨胀阀2，板式换热器1一般由一系列具有一定波纹的换热板片11叠装而成，各种换热板片11之间形成两种换热介质的通道，即制冷剂流道和冷却液流道，两种介质可以通过换热板片11进行热量交换，制冷剂流道和冷却液流道通过板式换热器1上的接口连通外部的换热介质，并组成相应介质回路。
本发明中板式换热器1的制冷剂流道的制冷剂进13和出12设置于板式换热器1的同侧，制冷剂流道的制冷剂进13和出12与热力膨胀阀2的相应接口匹配并通过管道连通形成制冷剂回路；板式换热器1和热力膨胀阀2的相应接口的连接可以使用压板的型式连接，也可以使用焊接等方式连接。
需要指出的是，本文中所述的板式换热器1的“同侧”是指沿板式换热器1的换热板片11的叠装方向，位于换热板片11的换热面积所处平面的同一侧，同理，本文中所述的板式换热器1的“两侧”是指板式换热器1的换热板片11的换热面积所处平面的两侧。
本发明提供的电池冷却组中板式换热器1的制冷剂流道的制冷剂进13和出12设置于板式换热器1的同侧，制冷剂流道的制冷剂进13和出12与热力膨胀阀2的相应接口匹配，并通过管道形成制冷剂回路，与现有技术中板式换热器1中制冷剂流道的制冷剂进口13和出口12设置于其两侧相比，本发明中的板式换热器1和热力膨胀阀2的接口采取相配合的加工方式，板式换热器1和热力膨胀阀2组装时，无需通过管路将板式换热器1的其中一个制冷剂接口通过管路连接到另一侧就可以实现与热力膨胀阀2的连接，减少了板式换热器1和热力膨胀阀2之间的连接管路，不仅使电池冷却组结构更加紧凑，占用空间比较小，便于在电动汽车的空调系统中的安装，可以提高装配效率和降低电动汽车使用成本，而且增加抗振性能，有利于提高工作可靠性。
另外地，该电池冷却组还可以实现板式换热器1和热力膨胀阀2的一体式设计，即预先将板式换热器1和其在性能和结构上匹配的热力膨胀阀2加工为一体，直接以组件的形式提供于使用者，有利于进一步缩短了电动汽车的组装时间，节省使用成本。
一般地，热力膨胀阀2上安装有感温包3，感温包3一般设置于制冷剂回流管上，为了保证感温包3感应温度的准确性，热力膨胀阀2在系统中尽量竖直设置，以下将详细介绍了几种优选的电池冷却组的具体实施方式。
请参考图3和图4，在一种优选的实施方式中，板式换热器中制冷剂流道的制冷剂进口21和出口22沿所述板式换热器1的长度方向布置，当电池冷却组安装于系统中使用时，热力膨胀阀2基本竖直设置，感温包3基本位于板式换热器1和热力膨胀阀2所组成的制冷剂回流管的上部。
该实施方式有利于实现热力膨胀阀2的竖直设置，感温包3可以设置于热力膨胀阀2的顶部，避免制冷剂回流管底部的液态制冷剂流到感温包3安装位置，这样有利于提高感温包3采样信号的正确性，从而保证其测量的温度的准确性。
板式换热器1中制冷剂流道的制冷剂进口13和出口12两者中心的连线可以平行于板式换热器1的长度方向，即电池冷却组安装后，感温包3位于板式换热器1和热力膨胀阀2两者所形成制冷剂回路的正上方，进一步增加感温包3感温工作的准确性，有利于系统的稳定运行和可靠工作，当然，板式换热器1中制冷剂流道的制冷剂进口13和出口12两者中心的连线也可以与板式换热器1的长度方向具有一定的夹角，只要能实现本发明的技术效果即可。
请参考图5和图6，在另一种实施方式中，板式换热器1中制冷剂流道的制冷剂进口13和出口12沿板式换热器1的宽度方向布置，当电池冷却组安装于系统中使用时，热力膨胀阀基本水平设置，板式换热器1中制冷剂流道的制冷剂进口13和出口12可以尽量靠近换热板片的底侧设置，该设置方式不仅便于热力膨胀阀2的固定，还可以节省上方空间，便于在板式换热器1的同侧设置冷却液的进口15和出口14以及连接该冷却液的进口15和出口14的管路。
当然，板式换热器1中制冷剂流道的制冷剂进口13和出口12也可以选择靠近板片上侧和中部的位置设置。
需要说明的是，本文中所述的板片的长度方向一般为电池组安装于系统中时，板式换热器的高度方向。
上述各实施例中，板式换热器1的冷却液的进口15和出口15可以设于所述板式换热器1的两侧，冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路。
上述各实施例中，板式换热器1的冷却液的进口15和出口14设于所述板式换热器1的同侧，所述冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路。
上述板式换热器1的冷却液和制冷剂的进口、出口可以尽量设置于板片的四角位置，该设置可以充分利用板片的面积以获取最大的换热量。
关于板式换热器1、热力膨胀阀2各零部件的材质、规格以及接口管径，在此不做详细介绍，可以根据实际需求参考现有资料。
请再次参考图7，在上述电池冷却组的基础上，本发明还提供了一种电动汽车空调系统，包括空调压缩机4、制冷元件以及通过管路连通所述空调压缩机4的电池冷却组，所述电池冷却组的制冷剂流道通过管道与所述空调压缩机4的制冷剂出口和进口形成制冷剂回路，所述电池冷却组的冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路，所述电池冷却组为上述任意实施方式所述的电池冷却组。
电动汽车空调系统中制冷元件一般包括蒸发器组件5和冷凝器6等部件，冷却液的循环动力可以来自连接于电池冷却装置中的压力泵8，该部分详细资料可参考现有技术，在此不做介绍。
除上述电池冷却组和电动汽车空调系统外，本发明还提供了一种电动汽车，包括电池7以及用于给所述电池7的冷却液提供冷量的电动汽车空调系统，所述电动汽车空调系统为上述各实施例所述的电动汽车空调系统。
以上对本发明所提供的电池冷却组、电动汽车空调系统及电动汽车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池冷却组，用于电动汽车电池的冷却，包括板式换热器(1)和热力膨胀阀(2)，其特征在于，所述板式换热器(1)包括制冷剂流道和冷却液流道，所述制冷剂流道的制冷剂进口(13)和出口(12)设置于所述板式换热器(1)的同侧，所述制冷剂流道的制冷剂进口(13)、出口(12)与所述热力膨胀阀(2)的相应接口匹配并通过管道连通形成制冷剂回路。
2.根据权利要求1所述的电池冷却组，其特征在于，所述板式换热器(1)的制冷剂流道的制冷剂进口(13)和出口(12)沿所述板式换热器(1)的长度方向布置。
3.根据权利要求2所述的电池冷却组，其特征在于，所述板式换热器(1)的制冷剂流道的制冷剂进口(13)的中心和出口(12)的中心的连线平行所述板式换热器(1)的长度方向。
4.根据权利要求1所述的电池冷却组，其特征在于，所述板式换热器(1)的制冷剂流道的制冷剂进口(13)和出口(12)沿所述板式换热器(1)的宽度方向布置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电池冷却组，其特征在于，所述板式换热器(1)的冷却液的进口(15)和出口(14)设于所述板式换热器(1)的两侧，所述冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路。
6.根据权利要求1至4任一项所述的电池冷却组，其特征在于，所述板式换热器(1)的冷却液的进口(15)和出口(14)设于所述板式换热器(1)的同侧，所述冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路。
7.一种电动汽车空调系统，包括空调压缩机(4)、制冷元件以及通过管路连通所述空调压缩机(4)的电池冷却组，所述电池冷却组的制冷剂流道通过管道与所述空调压缩机(4)的制冷剂出口和进口形成制冷剂回路，所述电池冷却组的冷却液流道通过管道与电池冷却装置连通形成冷却液回路，其特征在于，所述电池冷却组为权利要求1至6任一项所述的电池冷却组。
8.一种电动汽车，包括电池以及用于给所述电池的冷却液提供冷量的电动汽车空调系统，其特征在于，所述电动汽车空调系统为权利要求7所述的电动汽车空调系统。
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