CN103762397A - 一种电动汽车电池制冷制热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车电池制冷制热装置，由上壳体、蒸发器、风扇A、风扇支架、风扇B、下壳体和加热器组成；所述蒸发器、风扇A、风扇支架、风扇B和加热器依次布置于上壳体和下壳体的内部；所述风扇A的风扇转动时，风从加热器方向进入风扇A后并往蒸发器上鼓风；所述风扇B的风扇转动时，风从蒸发器方向进入风扇B后并往加热器方向鼓风。具有结构紧凑、风扇正反向排布、减振优秀、集中式制冷制热一体化特点的电池制冷制热装置。

Description

一种电动汽车电池制冷制热装置

技术领域

本发明属于电动汽车领域，具体是指一种电动汽车电池制冷制热装置。

背景技术

电池作为电动汽车的核心部件之一，却面临高温放电存在寿命衰减和热失稳等缺点，因此电池温度控制区间直接决定电池的安全性能、使用寿命和续驶里程。因此，开发安全、高效、均匀的动力电池组制冷和制热装置尤其重要。

现电池组制冷制热装置中的加热方式主要有以下几种：加热片、硅胶带加热、PTC加热器加热、水冷板加热等方式。其中加热片采用接触热传导方式加热，但由于其直接作用于电池单体，在电池组中数量众多、系统复杂，同时还有片材薄、容易刺穿造成绝缘故障等缺陷。硅胶带加热由于其材质软、易变形等缺点不易于接触导热。而水冷板加热需要电池水冷系统（如水泵、水加热器、热交换器等系统部件支持），系统复杂、成本高，且系统热量浪费大。PTC加热器加热采用加热空气后由空气对流对整组电池加热，其材料特性决定其具高安全性能，但其加热效率受电池组风道布置影响大。

现电池组制冷制热装置中的制冷装置为技术为汽车蒸发器冷却系统，蒸发器往往布置于仪表台向前排乘员提供冷风；也有将蒸发器布置于车顶以向后排乘员提供新鲜冷风。该系统应用于电动汽车时，现有设计方案为将电池用蒸发器与风扇布置于动力电池组外部（如布置于发动机舱、后备箱），通过风管向电池组输送冷风，实现电池组冷却。其主要缺点有：风管进出电池组时由于风管材料及配合方式导致防水防尘等级不足；进出风管截面积大，占用空间大；进出风管布置于电池组两侧或正前方位置，电池组内部风道设计困难；风扇蒸发器总成布置于电池组外部，冷量输送路径长，冷量损耗大，且电池组内部电池温度一致性差；系统结构复杂、部件多导致成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电动汽车电池制冷制热系统的不足，将电池制冷制热装置布置于电池组内部，开发一种电动汽车电池组专用制冷制热装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电动汽车电池制冷制热装置，由上壳体、蒸发器、风扇A、风扇支架、风扇B、下壳体和加热器组成；

所述蒸发器、风扇A、风扇支架、风扇B和加热器依次布置于上壳体和下壳体的内部；

所述风扇A的风扇转动时，风从加热器方向进入风扇A后并往蒸发器上鼓风；

所述风扇B的风扇转动时，风从蒸发器方向进入风扇B后并往加热器方向鼓风。

所述蒸发器由集流管、扁管、翅片、冷媒管和法兰固定结构组成，蒸发器布置于上壳体和下壳体内部，蒸发器前端设计有法兰固定结构将蒸发器与电池组壳体固定并密封。

所述扁管采用平行流结构，翅片采用开窗波纹结构。

所述风扇支架由钣金弯折而成，该支架同时设计有四个风扇固定孔位，通过4个风扇橡胶卡扣固定风扇，并通过四个风扇支架固定螺栓固定至下壳体。

所述下壳体内设计有蓄水槽，用以收集蒸发器产生的冷凝水并通过内置海绵条有效固定住少量水。

所述下壳体底部设计四个固定孔位，用以将该装置整体固定至电池组底板。

所述下壳体侧面设计有出线孔用以加热器、风扇线束从装置内穿出。

本发明的有益效果是：

1、集中式设计、风量集中、制冷制热效率高、结构紧凑、系统占用空间少、风扇正反方向排布提高电池组温度一致性、降噪设计结构优、噪音低等特点。

2、本发明解决了现有技术未能解决的以下技术问题：部件分散、温度一致性差、防水防尘等级差、系统复杂、热量损耗大、空间占用大、成本高和噪音高等问题。

附图说明

图1为本发明电池制冷制热装置总成图；

图2为本发明电池制冷制热装置爆炸视图；

图3为本发明电池制冷制热装置开盖俯视图；

图4为本发明的风扇装配图；

图5为本发明的风扇装配局部放大图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

参考图1和图2所示，电池制冷制热装置由7部分组成：上壳体1、蒸发器2、风扇A3、风扇支架4、风扇B5、下壳体6和加热器7组成。

图2所示蒸发器总成结构由集流管、扁管、翅片、冷媒管和法兰固定结构组成，蒸发器总成布置于上壳体1和下壳体6内部，以尺寸限位形式固定；蒸发器2前端设计有法兰固定结构21，有效将蒸发器与电池组壳体固定并密封。其中扁管采用平行流结构，翅片采用开窗波纹结构。

如图2和图3所示，风扇A3布置于蒸发器2左侧，风扇转动时，风从远离蒸发器端即加热器端进入风扇，并往蒸发器上鼓风；风扇A3采用轴流风扇，其风流向为垂直蒸发器2方向。当电池组制冷时其往蒸发器2上鼓风，并将蒸发器2制冷后的冷风吹至电池组；当电池组制热时，其从加热器7抽取热风并贯穿蒸发器将热风垂直电池组。

如图2、图4和图5所示，风扇支架4由钣金弯折而成，该支架同时设计有四个风扇固定孔位，通过4个风扇橡胶卡扣41固定风扇，并通过四个风扇支架固定螺栓42固定至下壳体6。

图2和图3所示风扇B5布置于加热器右侧，风扇转动时，风从远离加热器端即蒸发器端进入风扇，并往加热器上鼓风；从而实现制热时往加热器上鼓风，并将热风送往电池组；制冷时从蒸发器2抽取冷风并往加热器前端电池组鼓冷风。

图2、图3、图4所示下壳体6内设计有蓄水槽61，用以收集蒸发器产生的冷凝水并通过内置海绵条有效固定住少量水；下壳体6底部设计四个固定孔位63，用以将该装置整体固定至电池组底板，同时该四个孔位基座62均外凸，有效避免冷凝水积聚并造成螺栓锈蚀；下壳体6侧面设计有三个出线孔64用以加热器、风扇线束顺利从装置内穿出。

本发明的特点是，结构紧凑、风扇正反向排布、减振优秀、集中式制冷制热一体化特点的电池制冷制热装置。

1）结构紧凑，空间利用率高

电池制冷制热装置将风扇、加热器、蒸发器等以最优的尺寸和结构状态布置于装置内部，结构紧凑。电池组内部空间有限，该装置最大化电池组内部空间利用率。

2）风扇正反方向排布，提高电池组温度一致性

以电池组制冷为例，当风扇采用同方向运转时，则出现电池组内部前端加热后端的弊端，即前端电池被带走的热量会加热后端电池。而制冷制热装置中风扇呈反方向布置，从而当电池需要制冷时，风扇A对蒸发器鼓风，实现电池组前端制冷优于后端制冷；此时，风扇A关闭，风扇B开启，则后端制冷优于前端制冷；如此正反则可抵消前端加热后端影响，以最简洁的方式实现电池组温度一致性最优。

3）降噪设计结构优，噪音小

通过橡胶卡扣对风扇的固定，从而实现风扇各自由度上的控制，同时X、Y、Z三轴向均得以有效减震，减小振动噪音。

4）集中式装置，风量集中，制冷制热效率高

在现有电池制冷制热设计方案中，基本均为分散布置的制冷和制热独立部件形式布置于电池组内部，而本装置采用集中式设计，且风扇采用正反向排布和控制，其创新性强，蒸发器的制冷能力和加热器的制热效率将得以最大化发挥。同时由于采用集中式装置布置于电池组内部，在制冷和制热时热损耗小。

5）装配性、可拆卸性强

该装置装配方便，在下壳体内分别插入蒸发器、风扇、风扇支架、加热器并固定，最终上壳体下壳体合盖装配，装配方便；当存在部件故障时，可打开上盖拆除风扇、风扇支架、加热器等；只有当蒸发器出现故障时，才会涉及总成拆卸。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种电动汽车电池制冷制热装置，其特征在于：由上壳体、蒸发器、风扇A、风扇支架、风扇B、下壳体和加热器组成；

所述蒸发器、风扇A、风扇支架、风扇B和加热器依次布置于上壳体和下壳体的内部；

所述风扇A的风扇转动时，风从加热器方向进入风扇A后并往蒸发器上鼓风；

所述风扇B的风扇转动时，风从蒸发器方向进入风扇B后并往加热器方向鼓风。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池制冷制热装置，其特征在于：所述蒸发器由集流管、扁管、翅片、冷媒管和法兰固定结构组成，蒸发器布置于上壳体和下壳体内部，蒸发器前端设计有法兰固定结构将蒸发器与电池组壳体固定并密封。

3.根据权利要求2所述的电动汽车电池制冷制热装置，其特征在于：所述扁管采用平行流结构，翅片采用开窗波纹结构。

4.根据权利要求1所述的电动汽车电池制冷制热装置，其特征在于：所述风扇支架由钣金弯折而成，该支架同时设计有四个风扇固定孔位，通过4个风扇橡胶卡扣固定风扇，并通过四个风扇支架固定螺栓固定至下壳体。

5.根据权利要求1所述的电动汽车电池制冷制热装置，其特征在于：所述下壳体内设计有蓄水槽，用以收集蒸发器产生的冷凝水并通过内置海绵条有效固定住少量水。

6.根据权利要求1所述的电动汽车电池制冷制热装置，其特征在于：所述下壳体底部设计四个固定孔位，用以将该装置整体固定至电池组底板。

7.根据权利要求1所述的电动汽车电池制冷制热装置，其特征在于：所述下壳体侧面设计有出线孔用以加热器、风扇线束从装置内穿出。

Images