CN106803609A - 一种新能源汽车动力电池冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车动力电池冷却系统，特点是包括热交换器、第一泵、控制器和与热交换器相连的吸收式制冷装置或吸附式制冷装置，热交换器与第一泵相连接，动力电池模块的每组电池之间设置有冷却通道，冷却通道内设置有定型相变材料，所有的冷却通道的一端通过第一冷却管与热交换器相连通，所有的冷却通道的另一端通过第二冷却管与第一泵相连通，第一冷却管和第二冷却管内均设置有冷却液，动力电池模块内设置有用于测量电池最高温度的第一温度传感器和用于测量电池最低温度的第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器分别与控制器电连接，控制器与第一泵电连接；优点是节省电能，提高了新能源汽车的续航能力，且安全性高。

Description

一种新能源汽车动力电池冷却系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车动力电池冷却系统。
背景技术
随着环境污染问题日益突出，新能源汽车近年来发展十分迅速。新能源汽车一般分为纯电动汽车和混合动力汽车，目前新能源汽车大多采用锂离子动力电池作为电动力源。但是锂离子动力电池续航能力有限，在高温天气情况下，为了满足车内的舒适性，需要电池提供电能制冷，同时电池本身也需要冷量冷却，这都需要消耗大量的电能，这进一步降低了动力电池的续航能力。
现有的动力电池冷却系统都是在电池箱内设计风冷或水冷系统，对电池进行散热。但当汽车以较高速度行驶时，动力电池会产生大量的热，水冷或风冷系统有时会达不到降温和均温要求。近年来，国内外学者尝试采用储热密度大的相变材料填充到电池间隙中，以降低电池温度，提高电池组温度的均匀性。但是，相变材料价格高，这提高了电池冷却系统的成本，而且，大多相变材料采用有机类相变材料，导热系数低，当动力电池发生热失控时，有机类相变材料容易引起火灾甚至爆炸，存在安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种节能省电，且安全性高的新能源汽车动力电池冷却系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新能源汽车动力电池冷却系统，包括热交换器、第一泵、控制器和与所述的热交换器相连的吸收式制冷装置或吸附式制冷装置，所述的热交换器与所述的第一泵相连接，动力电池模块的每组电池之间设置有冷却通道，所述的冷却通道内设置有定型相变材料，所有的冷却通道的一端通过第一冷却管与所述的热交换器相连通，所有的冷却通道的另一端通过第二冷却管与所述的第一泵相连通，所述的第一冷却管上设置有第一截止阀，所述的第二冷却管上设置有第二截止阀，所述的第一冷却管和所述的第二冷却管内均设置有冷却液，所述的动力电池模块内设置有用于测量电池最高温度的第一温度传感器和用于测量电池最低温度的第二温度传感器，所述的第一温度传感器和所述的第二温度传感器分别与所述的控制器电连接，所述的控制器与所述的第一泵电连接。
进一步地，所述的吸收式制冷装置包括依次相连接的冷凝器、发生器和吸收器，所述的冷凝器与所述的热交换器的连接管道上设置有节流阀，所述的吸收器与所述的热交换器相连接，新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内固定设置有盘管，所述的盘管内设置有水，所述的盘管通过第二泵与所述的发生器相连接。
进一步地，新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内填充有相变材料，所述的相变材料包覆所述的盘管。
进一步地，所述的吸附式制冷装置包括吸附床和冷凝器，所述的吸附床与所述的冷凝器相连接，所述的冷凝器与所述的热交换器的连接管道上设置有节流阀，所述的吸附床与所述的热交换器相连接，新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内固定设置有盘管，所述的盘管内设置有水，所述的盘管通过第二泵与所述的吸附床相连接。
进一步地，新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内填充有相变材料，所述的相变材料包覆所述的盘管。
进一步地，所述的定型相变材料的相变温度区间为40～60℃，所述的定型相变材料的部分或全部浸没在所述的冷却液中。
进一步地，所述的冷却液为水、水与乙二醇混合液、相变微乳液或相变微胶囊悬浮液。
进一步地，所述的控制器包括比较模块、计算模块和输出模块，所述的第一温度传感器和所述的第二温度传感器均与所述的比较模块电连接，所述的计算模块分别与所述的比较模块、所述的输出模块电连接，所述的输出模块与所述的第一泵电连接。
与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）、由于新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内固定设置有盘管，盘管内设置有水，盘管通过第二泵与发生器或吸附床相连接，可充分利用高温天气下的太阳能及混合动力汽车系统的余热，并通过吸收式制冷装置或吸附式制冷装置转化为冷量，用于冷却动力电池，节省了动力电池的电能，提高了新能源汽车的续航能力；
（2）、设置在动力电池模块的每组电池之间的冷却通道内设置有定型相变材料，与相变材料相比，降低了成本，且定型相变材料部分或全部浸没在冷却液中，且位于冷却通道内，当动力电池发生热失控时，定型相变材料不会燃烧，提高了电池系统的安全性；
（3）、定型相变材料储热密度大，减少了冷却系统的体积，从而缩小了电池模块的体积；
（4）、当动力电池模块的温度处于正常工作范围内，冷却液及定型相变材料吸收热量，第一泵停止运转，此时动力电池模块处于被动热管理；当动力电池模块的最高温度或最大温差超过规定值时，第一泵工作，启动泵循环，动力电池处于主动热管理，该方式将动力电池的被动热管理方式和主动热管理方式结合起来，达到高效节能的目的。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的结构示意图；
图3为本发明的控制器的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图所示，一种新能源汽车动力电池冷却系统，包括热交换器1、第一泵2、控制器3和与热交换器1相连的吸收式制冷装置，热交换器1与第一泵2相连接，动力电池模块4的每组电池之间设置有冷却通道5，冷却通道5内设置有定型相变材料6，定型相变材料6的相变温度区间为40～60℃，所有的冷却通道5的一端通过第一冷却管51与热交换器1相连通，所有的冷却通道5的另一端通过第二冷却管52与第一泵2相连通，第一冷却管51上设置有第一截止阀53，第二冷却管52上设置有第二截止阀54，第一冷却管51和第二冷却管52内均设置有冷却液，定型相变材料6的部分或全部浸没在冷却液中，动力电池模块4内设置有用于测量电池最高温度的第一温度传感器（图中未显示）和用于测量电池最低温度的第二温度传感器（图中未显示），第一温度传感器和第二温度传感器分别与控制器3电连接，控制器3与第一泵2电连接；
吸收式制冷装置包括依次相连接的冷凝器7、发生器8和吸收器9，冷凝器7与热交换器1的连接管道上设置有节流阀71，吸收器9与热交换器1相连接，新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内固定设置有盘管10，盘管10内设置有水，盘管10通过第二泵11与发生器8相连接。
上述实施例一中，还可在新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内填充相变材料，相变材料包覆盘管10。
实施例二：如图所示，一种新能源汽车动力电池冷却系统，包括热交换器1、第一泵2、控制器3和与热交换器1相连的吸附式制冷装置，热交换器1与第一泵2相连接，动力电池模块4的每组电池之间设置有冷却通道5，冷却通道5内设置有定型相变材料6，定型相变材料6的相变温度区间为40～60℃，所有的冷却通道5的一端通过第一冷却管51与热交换器1相连通，所有的冷却通道5的另一端通过第二冷却管52与第一泵2相连通，第一冷却管51上设置有第一截止阀53，第二冷却管52上设置有第二截止阀54，第一冷却管51和第二冷却管52内均设置有冷却液，定型相变材料6的部分或全部浸没在冷却液中，动力电池模块4内设置有用于测量电池最高温度的第一温度传感器（图中未显示）和用于测量电池最低温度的第二温度传感器（图中未显示），第一温度传感器和第二温度传感器分别与控制器3电连接，控制器3与第一泵2电连接；
吸附式制冷装置包括吸附床12和冷凝器7，吸附床12与冷凝器7相连接，冷凝器7与热交换器1的连接管道上设置有节流阀71，吸附床12与热交换器1相连接，新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内固定设置有盘管10，盘管10内设置有水，盘管10通过第二泵11与吸附床12相连接。
上述实施例二中，还可在新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内填充相变材料，相变材料包覆盘管10。
上述实施例一、二中，如图3所示，控制器3包括比较模块、计算模块和输出模块，第一温度传感器和第二温度传感器均与比较模块电连接，计算模块分别与比较模块、输出模块电连接，输出模块与第一泵2电连接；此外，冷却液可采用水、水与乙二醇混合液、相变微乳液或相变微胶囊悬浮液。

Claims (8)

1.一种新能源汽车动力电池冷却系统，其特征在于包括热交换器、第一泵、控制器和与所述的热交换器相连的吸收式制冷装置或吸附式制冷装置，所述的热交换器与所述的第一泵相连接，动力电池模块的每组电池之间设置有冷却通道，所述的冷却通道内设置有定型相变材料，所有的冷却通道的一端通过第一冷却管与所述的热交换器相连通，所有的冷却通道的另一端通过第二冷却管与所述的第一泵相连通，所述的第一冷却管上设置有第一截止阀，所述的第二冷却管上设置有第二截止阀，所述的第一冷却管和所述的第二冷却管内均设置有冷却液，所述的动力电池模块内设置有用于测量电池最高温度的第一温度传感器和用于测量电池最低温度的第二温度传感器，所述的第一温度传感器和所述的第二温度传感器分别与所述的控制器电连接，所述的控制器与所述的第一泵电连接。
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述的吸收式制冷装置包括依次相连接的冷凝器、发生器和吸收器，所述的冷凝器与所述的热交换器的连接管道上设置有节流阀，所述的吸收器与所述的热交换器相连接，新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内固定设置有盘管，所述的盘管内设置有水，所述的盘管通过第二泵与所述的发生器相连接。
3.如权利要求2所述的一种新能源汽车动力电池冷却系统，其特征在于：新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内填充有相变材料，所述的相变材料包覆所述的盘管。
4.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述的吸附式制冷装置包括吸附床和冷凝器，所述的吸附床与所述的冷凝器相连接，所述的冷凝器与所述的热交换器的连接管道上设置有节流阀，所述的吸附床与所述的热交换器相连接，新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内固定设置有盘管，所述的盘管内设置有水，所述的盘管通过第二泵与所述的吸附床相连接。
5.如权利要求4所述的一种新能源汽车动力电池冷却系统，其特征在于：新能源汽车的车顶、车头以及车身的夹层内填充有相变材料，所述的相变材料包覆所述的盘管。
6.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述的定型相变材料的相变温度区间为40～60℃，所述的定型相变材料的部分或全部浸没在所述的冷却液中。
7.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述的冷却液为水、水与乙二醇混合液、相变微乳液或相变微胶囊悬浮液。
8.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池冷却系统，其特征在于：所述的控制器包括比较模块、计算模块和输出模块，所述的第一温度传感器和所述的第二温度传感器均与所述的比较模块电连接，所述的计算模块分别与所述的比较模块、所述的输出模块电连接，所述的输出模块与所述的第一泵电连接。
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