CN107878222A - 一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置和方法，包括与动力电池模组底部接触的冷却板，所述冷却板内设置有制冷剂流通通路，所述冷却板一侧分别设置有制冷剂流入口和制冷剂流出口，所述制冷剂流入口和制冷剂流出口分别和制冷剂流通管路连通，还包括制冷装置和控制系统，所述制冷装置通过连接管路分别连接至制冷剂流入口和制冷剂流出口，所述控制系统分别和电池模组温度检测装置和制冷装置连接，所述制冷剂流通管路内部加注有制冷剂，本发明采用电动汽车动力电池分布式直冷冷却方法，在电动车辆行车放电、停车充电时可对动力电池进行直接传导冷却，可高效、灵敏、随动、精准的控制动力电池温度，提高电器安全性。

Description

一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置和方法
技术领域
本发明涉及电动汽车电池冷却领域，特别涉及一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置和方法。
背景技术
电动汽车使用动力电池作为主要能源，当动力电池在使用过程中，动力电池温度会急剧上升，因此需要使用冷却装置对动力电池进行冷却操作，目前电动汽车用电池组冷却方法为液冷(水冷)方式，车辆运行过程中，一旦连接管路出现破裂、松动，则液冷介质会出现泄漏，存在车辆电器线路短路等隐性故障，整车电器安全性较低。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种冷却效率高、安全性能优的一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，包括与动力电池模组底部接触的冷却板，所述冷却板内设置有制冷剂流通通路，所述冷却板一侧分别设置有制冷剂流入口和制冷剂流出口，所述制冷剂流入口和制冷剂流出口分别和制冷剂流通管路连通，还包括制冷装置和控制系统，所述制冷装置通过连接管路分别连接至制冷剂流入口和制冷剂流出口，所述控制系统分别和电池模组温度检测装置和制冷装置连接，所述制冷剂流通管路内部加注有制冷剂。
进一步的是：所述制冷剂为R134a制冷剂。
进一步的是：所述电池模组温度检测装置为与电池模组连接的可实时采集电池模组温度的动力电池BMS系统，所述动力电池BMS系统通过CAN通讯总线与控制系统连接。
进一步的是：所述制冷装置包括依次连接的压缩机、冷凝器、毛细管，使得冷却板、压缩机、冷凝器、毛细管形成回路，冷凝器外侧设置有散热风扇。
进一步的是：所述冷却板的材料为铝，所述制冷剂流通管路为铝管或胶管。
本发明还公开了一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却方法，包括上述所述的一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，工作前，在控制系统内设定动力电池模组的适宜温度范围，如：25度～30度，电动汽车在行车放电与停车充电过程中，控制系统通过动力电池BMS系统实时采集动力电池模组的温度，当动力电池模组的温度高于适宜温度范围时，控制系统控制制冷装置开启进行制冷操作并以最大制冷能力进行制冷，制冷装置将冷量传递至冷却板内，冷却板将动力电池模组上的热量带走，当动力电池模组的温度在适宜温度范围内时，控制系统控制制冷装置以最低能耗状态进行制冷操作。
本发明的有益效果是：本发明采用电动汽车动力电池分布式直冷冷却方法，在电动车辆行车放电、停车充电时可对动力电池进行直接传导冷却，可高效、灵敏、随动、精准的控制动力电池温度，提高电器安全性。
附图说明
图1为电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示的一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，包括与动力电池模组底部接触的冷却板，所述冷却板内设置有制冷剂流通通路，所述冷却板一侧分别设置有制冷剂流入口和制冷剂流出口，所述制冷剂流入口和制冷剂流出口分别和制冷剂流通管路连通，还包括制冷装置和控制系统，所述控制系统可为单片机、ARM处理器等，所述制冷装置通过连接管路分别连接至制冷剂流入口和制冷剂流出口，所述控制系统分别和电池模组温度检测装置和制冷装置连接，所述制冷剂流通管路内部加注有制冷剂，工作前，可在控制系统内先设定动力电池的适宜工作温度范围，一般为25摄氏度～30摄氏度，工作时，控制系统可实时通过电池模组温度检测装置检测到动力电池模组的温度，当动力电池模组的温度高于适宜温度范围时，控制系统控制制冷装置开启进行制冷操作并以最大制冷能力进行制冷，制冷装置将冷量传递至冷却板内，冷却板将动力电池模组上的热量带走，使得动力电池模组迅速降温，当动力电池模组的温度在适宜温度范围内时，控制系统控制制冷装置以最低能耗状态进行制冷操作，本发明为电动汽车动力电池分布式直冷冷却方法，可以直接冷却动力电池，提高动力电池与液冷板之间的热传递效率，同时可以杜绝由于液冷介质泄漏造成短路引起燃烧的现象产生，同时可以根据动力电池模组温度来对制冷装置的工作功率进行控制，一方面可以减小电池的电能消耗，另一方面可以高效、灵敏、随动、精准的控制动力电池组的工作温度；可以提高动力电池的使用寿命。
在上述基础上，所述制冷剂为R134a制冷剂，R134a制冷剂制冷效果、散热传热能力更强，且R134a制冷剂不含氯原子，对臭氧层不起破坏作用，同时具有良好的安全性能。
在上述基础上，所述电池模组温度检测装置可以为与电池模组接触的温度传感器，此处使用的为与电池模组连接的可实时采集电池模组温度的动力电池BMS系统，动力电池BMS系统为现有装置，本技术方案未对其做任何改进，所述动力电池BMS系统通过CAN通讯总线与控制系统连接，由于采用电动汽车自带的动力电池BMS系统，使得本装置安装使用更方便。
在上述基础上，所述制冷装置包括依次连接的压缩机、冷凝器、毛细管，使得冷却板、压缩机、冷凝器、毛细管形成回路，冷凝器外侧设置有散热风扇，上述所述的具体冷却原理为：压缩机将气态制冷剂压缩为高温高压的液态制冷剂，然后送到冷凝器散热后成为中温中压的液态制冷剂，液态的制冷剂接着进入毛细管，接着从毛细管进入冷却板内的过程中，空间突然增大，压力中温中压的液态制冷剂压力减小，液态的制冷剂会气化，在汽化过程中，制冷剂会吸收大量额热量，使得冷却板的温度急剧下降，冷却板将冷量传递至动力电池模组上，实现动力电池模组的降温效果，此种方式可实现对动力电池模组的直接传导冷却，杜绝了连接管路出现破裂、松动，液冷介质会出现泄漏的情况。
在上述基础上，所述冷却板的材料为铝，所述制冷剂流通管路为铝管或胶管，所述铝材料具有很好的导热性能，从而能加快动力电池模组的冷却速率。
本发明还公开了一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却方法，包括上述电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，工作前，在控制系统内设定动力电池模组的适宜温度范围，如：25度～30度，电动汽车在行车放电与停车充电过程中，控制系统通过动力电池BMS系统实时采集动力电池模组的温度，当动力电池模组的温度高于适宜温度范围时，控制系统控制制冷装置开启进行制冷操作并以最大制冷能力进行制冷，制冷装置将冷量传递至冷却板内，冷却板将动力电池模组上的热量带走，当动力电池模组的温度在适宜温度范围内时，控制系统控制制冷装置以最低能耗状态进行制冷操作。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，其特征在于：包括与动力电池模组底部接触的冷却板，所述冷却板内设置有制冷剂流通通路，所述冷却板一侧分别设置有制冷剂流入口和制冷剂流出口，所述制冷剂流入口和制冷剂流出口分别和制冷剂流通管路连通，还包括制冷装置和控制系统，所述制冷装置通过连接管路分别连接至制冷剂流入口和制冷剂流出口，所述控制系统分别和电池模组温度检测装置和制冷装置连接，所述制冷剂流通管路内部加注有制冷剂。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，其特征在于：所述制冷剂为R134a制冷剂。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，其特征在于：所述电池模组温度检测装置为与电池模组连接的可实时采集电池模组温度的动力电池BMS系统，所述动力电池BMS系统通过CAN通讯总线与控制系统连接。
4.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，其特征在于：所述制冷装置包括依次连接的压缩机、冷凝器、毛细管，使得冷却板、压缩机、冷凝器、毛细管形成回路，冷凝器外侧设置有散热风扇。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，其特征在于：所述冷却板的材料为铝，所述制冷剂流通管路为铝管或胶管。
6.一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却方法，包括上述权利要求1至5中任意一项所述的一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置，其特征在于：工作前，在控制系统内设定动力电池模组的适宜温度范围，设为25度～30度，电动汽车在行车放电与停车充电过程中，控制系统通过动力电池BMS系统实时采集动力电池模组的温度，当动力电池模组的温度高于适宜温度范围时，控制系统控制制冷装置开启进行制冷操作并以最大制冷能力进行制冷，制冷装置将冷量传递至冷却板内，冷却板将动力电池模组上的热量带走，当动力电池模组的温度在适宜温度范围内时，控制系统控制制冷装置以最低能耗状态进行制冷操作。
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