CN107591587A - 一种软包电池模组的冷却加热系统 - Google Patents

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Abstract

一种软包电池模组的冷却加热系统，包括：软包电池模组、液冷板、温度传感器、流量传感器、水泵、发热组件和整车冷却单元，软包电池模组由若干软包电芯组成，相邻两个软包电芯之间安装有热管，热管的一端镶嵌于液冷板；液冷板的输出端依次经过温度传感器和流量传感器与所述水泵的输入端连接，水泵的输出端分别与发热组件的输入端和整车冷却单元的输入端连接，发热组件的输出端和整车冷却单元的输出端均与液冷板的输入端连接。本次发明可以实现快速对软包电池模组的加热和降温，效率高。

Description

一种软包电池模组的冷却加热系统
技术领域
本发明涉及软包电池模组领域，特别是涉及一种软包电池模组的冷却加热系统。
背景技术
随着新能源行业的快速发展，软包电池模组热管理技术的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着至关重要的意义。温度作为电动汽车动力系统中控制的最重要参数之一，同时也是影响软包电池模组性能的最主要的参数之一，对软包电池模组的使用寿命及整车的行驶安全都有着很大的关联性。特别的，由于软包电池模组结构的限制，软包电池模组的加热和散热问题很难平衡。
在现有技术中，针对软包电池模组的加热和散热这一块，都会在整车单独配置加热单元和散热单元去解决软包电池模组的加热散热问题。但整车的空间结构有限，倘若单独为软包电池模组配置加热单元和散热单元，都会占用整车的使用面积。此外，为软包电池模组单独配置加热单元和散热单元，也会相应增加整车的制造成本，不利于推广。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种软包电池模组的冷却加热系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种软包电池模组的冷却加热系统，包括：软包电池模组、液冷板、温度传感器、流量传感器、水泵、发热组件和整车冷却单元，所述软包电池模组由若干软包电芯组成，相邻两个所述软包电芯之间安装有热管，所述热管的一端镶嵌于所述液冷板；
所述液冷板的输出端依次经过所述温度传感器和所述流量传感器与所述水泵的输入端连接，所述水泵的输出端分别与所述发热组件的输入端和所述整车冷却单元的输入端连接，所述发热组件的输出端和所述整车冷却单元的输出端均与所述液冷板的输入端连接；
所述温度传感器、所述流量传感器、所述水泵、所述发热组件和所述整车冷却单元均与所述控制单元连接并接受所述控制单元的控制。
在其中一个实施例中，所述整车冷却单元包括电池冷却器、第一膨胀阀、压缩机和冷凝器，所述电池冷却器的第一输入端与所述水泵的输出端连接，第一输出端与所述液冷板的输入端连接，第二输入端与所述第一膨胀阀的输出端连接，第二输出端与所述压缩机的第一输入端连接；
所述压缩机的输出端通过所述冷凝器与所述第一膨胀阀的输入端连接。
在其中一个实施例中，所述整车冷却单元还包括散热器，所述散热器的输入端与所述水泵的输入端连接，输出端与所述液冷板的输入端连接。
在其中一个实施例中，所述整车冷却单元还包括蒸发器和第二膨胀阀，所述蒸发器的输入端与所述第二膨胀阀的输出端连接，输出端与所述压缩机的第二输入端连接；
所述第二膨胀阀的输入端与所述冷凝器的输出端连接。
在其中一个实施例中，所述热管为相变材料热管。
在其中一个实施例中，所述发热组件为PTC发热组件。
本次技术方案相比于现有技术有以下有益效果：
在需要对软包电池模组进行散热时，利用整车冷却单元，对软包电池模组进行冷却；在需要对软包电池模组进行加热时，利用发热组件产生的热量为软包电池模组进行加热。本次技术方案不需要单独为软包电池模组独立配置冷却单元，直接利用整车冷却单元产生的冷量为软包电池模组进行冷却。
附图说明
图1为本实施例中的软包电池模组的冷却加热系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示为软包电池模组的冷却加热系统的结构示意图，包括：软包电池模组100、液冷板200、温度传感器300、流量传感器400、水泵500、发热组件600和整车冷却单元700，所述软包电池模组100由若干软包电芯(附图未标识)组成，相邻两个所述软包电芯之间安装有热管800，所述热管800的一端镶嵌于所述液冷板200；
所述液冷板200的输出端依次经过所述温度传感器300和所述流量传感器400与所述水泵500的输入端连接，所述水泵500的输出端分别与所述发热组件600的输入端和所述整车冷却单元700的输入端连接，所述发热组件600的输出端和所述整车冷却单元700的输出端均与所述液冷板200的输入端连接；
所述温度传感器300、所述流量传感器400、所述水泵500、所述发热组件600和所述整车冷却单元700均与所述控制单元连接并接受所述控制单元的控制。
具体地，所述整车冷却单元700包括电池冷却器710、第一膨胀阀720、压缩机730和冷凝器740，所述电池冷却器710的第一输入端与所述水泵500的输出端连接，第一输出端与所述液冷板200的输入端连接，第二输入端与所述第一膨胀阀720的输出端连接，第二输出端与所述压缩机730的第一输入端连接；
所述压缩机730的输出端通过所述冷凝器740与所述第一膨胀阀720的输入端连接。
具体地，所述整车冷却单元700还包括散热器750，所述散热器750的输入端与所述水泵500的输入端连接，输出端与所述液冷板200的输入端连接。
具体地，所述整车冷却单元700还包括蒸发器760和第二膨胀阀770，所述蒸发器760的输入端与所述第二膨胀阀770的输出端连接，输出端与所述压缩机730的第二输入端连接；
所述第二膨胀阀770的输入端与所述冷凝器740的输出端连接。
进一步地，所述热管800为相变材料热管。
进一步地，所述发热组件600为PTC发热组件。
具体工作原理如下：
加热模式
当控制单元检测到电池模组100温度在0度以下时，控制单元开启加热回路，控制单元(附图围未标识)控制水泵500和发热组件600启动工作。水泵500将液体传输至发热组件600时，发热组件600对液体进行加热到预定温度值后输入至液冷板200对软包电池模组100进行加热，当电池模组100中的所有软包电芯的温度达到0℃时，控制单元控制水泵500和发热组件600停止工作。需要特别强调的是，温度传感器300用于检测液冷板200输出端的液体温度，将在液冷板200输出端的液体温度值传输至控制单元。当控制单元判断液冷板200的输入端和输出端的液体温度温差大于2℃时控制水泵500加快液体的流速。
需要说明的是，由于液冷板200中镶嵌有热管800，热管800由相变材料制造而成，由相变材料制作而成的热管800可以更好地对软包电池模组100进行加热。
还需要说明的是，流量传感器400用于检测输送管内的液体流量，流量传感器400的设置提高了系统的稳定性和安全性。
冷却模式
当控制单元检测到电池模组100的温度高于35℃时，控制单元开启冷却回路对电池模组100进行冷却降温。，控制单元控制水泵500和整车冷却单元700开始工作。水泵500将液体输送至电池冷却器710的第一输入端中。需要特别强调的是，电池冷却器710的第一输入端和第一输出端中输送的是液体，第二输入端和第二输出端输送的是低温低压气体，当液体流经电池冷却器710时，液体与低温低压的气体产生热交换，对液体进行冷却降温，冷却降温后的液体输入至液冷板200的输入端中，对软包电池模组100进行冷却降温。而吸收热量的低温低压气体转变为高温高压气体，由电池冷却器710的第二输入端输送至压缩机730，压缩机730将高温高压气体输送至冷凝器740中，冷凝器740将高温高压气体转变为中温中压气体输送至第一膨胀阀720，第一膨胀阀720再将中温中压气体转变为低温低压气体输送至电池冷却器710的第二输入端，实现冷却剂的循坏。同样的，温度传感器300用于检测液冷板200输出端的液体温度，将在液冷板200输出端的液体温度值传输至控制单元。当控制单元判断液冷板200的输入端和输出端的液体温度温差大于2℃时控制水泵500加快液体的流速。
还需要说明的是，作为本次技术方案的优选实施例，考虑到在整车的行驶过程中能耗的问题，整车冷却单元700还包括散热器750。散热器750的设置目的在于，在控制单元判定需要对电池模组100进行冷却降温时，首先控制水泵500将吸收了电池模组100热量的液体输送至散热器750，液体与外界环境进行热量交换后回输至液冷板200的输入端。当利用散热器750不能对电池模组100进行有效降温时，控制单元在开启整车冷却单元700对电池模组100进行冷却降温。这样做的好处在于节约整车能耗，不一定需要整车冷却单元700提供的冷却剂对液体进行降温。
还需要说明的是，整车冷却单元700还包括蒸发器760和第二膨胀阀770，由冷凝器740输出的中温中压气体一方面输入至第一膨胀阀720，另一方面输入至第二膨胀阀770。不仅可以实现对软包电池模组100进行冷却降温，还可以对整车的内部环境输送冷风，节约能耗。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种软包电池模组的冷却加热系统，其特征在于，包括：软包电池模组(100)、液冷板(200)、温度传感器(300)、流量传感器(400)、水泵(500)、发热组件(600)、整车冷却单元(700)和控制单元，所述软包电池模组(100)由若干软包电芯组成，相邻两个所述软包电芯之间安装有热管(800)，所述热管(800)的一端镶嵌于所述液冷板(200)；
所述液冷板(200)的输出端依次经过所述温度传感器(300)和所述流量传感器(400)与所述水泵(500)的输入端连接，所述水泵(500)的输出端分别与所述发热组件(600)的输入端和所述整车冷却单元(700)的输入端连接，所述发热组件(600)的输出端和所述整车冷却单元(700)的输出端均与所述液冷板(200)的输入端连接；
所述温度传感器(300)、所述流量传感器(400)、所述水泵(500)、所述发热组件(600)和所述整车冷却单元(700)均与所述控制单元连接并接受所述控制单元的控制。
2.根据权利要求1所述的软包电池模组的冷却加热系统，其特征在于，所述整车冷却单元(700)包括电池冷却器(710)、第一膨胀阀(720)、压缩机(730)和冷凝器(740)，所述电池冷却器(710)的第一输入端与所述水泵(500)的输出端连接，第一输出端与所述液冷板(200)的输入端连接，第二输入端与所述第一膨胀阀(720)的输出端连接，第二输出端与所述压缩机(730)的第一输入端连接；
所述压缩机(730)的输出端通过所述冷凝器(740)与所述第一膨胀阀(720)的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的软包电池模组的冷却加热系统，其特征在于，所述整车冷却单元(700)还包括散热器(750)，所述散热器(750)的输入端与所述水泵(500)的输入端连接，输出端与所述液冷板(200)的输入端连接。
4.根据权利要求2所述的软包电池模组的冷却加热系统，其特征在于，所述整车冷却单元(700)还包括蒸发器(760)和第二膨胀阀(770)，所述蒸发器(760)的输入端与所述第二膨胀阀(770)的输出端连接，输出端与所述压缩机(730)的第二输入端连接；
所述第二膨胀阀(770)的输入端与所述冷凝器(740)的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的软包电池模组的冷却加热系统，其特征在于，所述热管(800)为相变材料热管。
6.根据权利要求1所述的软包电池模组的冷却加热系统，其特征在于，所述发热组件(600)为PTC发热组件。
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