CN108199117A - 一种车载电池温度控制装置及具有该装置的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车载电池温度控制装置及具有该装置的车辆，所述车载温度控制装置包括：至少一个设于车辆内部的车载温控回路，与所述车辆的电池热交换，所述车载温控回路包括一接头，串接于所述车载温控回路内，用于与外部温控回路连通，将所述车载温控回路隔断为输入侧和输出侧；至少一个设于车辆内部车载换热回路，工作于制热或制冷模式，包括第一端及第二端；第一三通阀，串接于所述输入侧，连接所述第一端；第二三通阀，串接于所述输出侧，连接所述第二端。采用上述技术方案后，支持车辆选择外部热源、冷源或内部热源、冷源对电池进行温度控制；成本较低，易于推广。

Description

一种车载电池温度控制装置及具有该装置的车辆
技术领域
本发明涉及车辆电池温度控制领域，尤其涉及一种用于车载电池温度控制装置及具有该装置的车辆。
背景技术
随着汽车技术的发展，电动汽车在车辆中的占有率越来越高，而电动汽车以电池为动力，需要经常充电。为了方便用户使用，电动汽车快速充电的需求也越来越大，然而快速充电时电池的发热量较大，现有的车载电池液体冷却方式无法满足其散热要求，从而限制了充电电流，影响了充电速度。此外，冬天环境温度较低时，电池的温度也较低，导致充电效率较低，需要对电池进行预热使其工作温度达到合适的温度范围，现有的车载电池预热方式在低温环境下较难满足电池预热需求，因此还需要对现有的电池温度控制装置进行改进。
解决上述技术问题的一种思路是开发一种大功率车载冷却系统，这种车载冷却系统的额定功率为原有车载冷却系统的2-3倍，同时车载冷却系统的重量显著增加，导致电动汽车续航里程下降。此外，这种方案仅适用于快速充电时的状态，对于正常行驶的车辆来说设计过于冗余，同时提高了成本。
因此需要设计一种新的车载电池温度控制装置，能够在快速充电时使车辆的电池的温度保持在合理范围，并兼顾车辆行驶时的电池温度控制需求。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种用于车载电池温度控制装置及具有该装置的车辆，能够在电池快速充电时借助外部设备使电池的温度保持在合理范围，同时兼顾车辆在行驶时的电池温度控制需求。
本发明公开了一种车载电池温度控制装置，包括：至少一个设于车辆内部的车载温控回路，与所述车辆的电池热交换，所述车载温控回路包括一接头，串接于所述车载温控回路内，用于与外部温控回路连通，将所述车载温控回路隔断为输入侧和输出侧；至少一个设于车辆内部车载换热回路，工作于制热或制冷模式，包括第一端及第二端；第一三通阀，串接于所述输入侧，连接所述第一端；第二三通阀，串接于所述输出侧，连接所述第二端；所述第一三通阀及第二三通阀控制所述输入侧及输出侧与所述接头连通时，所述车载温控回路与所述外部温控回路连通构成一第一工作回路，由所述外部温控回路内的工质加热或冷却所述电池；所述第一三通阀及第二三通阀控制所述输入侧及输出侧与所述第一端及第二端连通时，所述车载温控回路与所述车载换热回路连通构成一第二工作回路，由所述车载换热回路内的工质加热或冷却所述电池。
优选地，所述车载换热回路包括：换热器，串接于所述车载换热回路内，所述车载换热回路内的工质通过所述换热器与外部环境热交换；泵，串接于所述车载换热回路内，使所述车载换热回路内的工质循环流动。
优选地，所述车载换热回路还包括：膨胀水箱，串接于所述车载换热回路内，存储所述车载换热回路内的工质。
优选地，所述车载换热回路还包括：电加热器，串接于所述车载换热回路内，加热所述车载换热回路内的工质。
优选地，所述换热器为板式换热器。
优选地，所述车载换热回路与所述车辆的空调回路串接，所述空调回路内的工质加热或冷却所述电池。
本发明还公开了一种车辆，包括上述的车载电池温度控制装置。
优选地，所述车辆为电动汽车。
优选地，当所述车辆处于行驶状态时，所述第一三通阀及第二三通阀控制所述车载温控回路与所述车载换热回路连通构成所述第二工作回路，所述车载换热回路的工质在所述第二工作回路内循环流动以加热或冷却所述电池；当所述车辆处于未行驶状态时，所述第一三通阀及第二三通阀控制所述车载温控回路与所述外部温控回路连通构成所述第一工作回路，所述外部温控回路的工质在所述第一工作回路内循环流动以加热或冷却所述电池。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.支持车辆选择外部热源、冷源或内部热源、冷源对电池进行温度控制；
2.实现在电池快速充电时对电池的温度进行控制，使电池的温度保持在合理范围内；
3.支持车辆在行驶中自行对电池温度进行控制；
4.成本较低，易于推广。
附图说明
图1为符合本发明一优选实施例中车载电池温度控制装置的结构示意图；
图2为图1中车载温控回路选择外部温控回路的工作状态示意图；
图3为图1中车载温控回路选择车载换热回路的工作状态示意图。
附图标记：
1-换热器、2-车载换热回路、3-泵、4-膨胀水箱、5-车载温控回路、6-第一三通阀、7-第二三通阀、8-接头、9-充电接头、27-电池。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
参阅图1，为符合本发明一优选实施例中车载电池温度控制装置的结构示意图，用于对车辆的电池进行加热或冷却，尤其适用于电动汽车(即以电能为主要或全部动力的汽车)的电池。所述车载电池温度控制装置包括：
-车载温控回路5
所述车载温控回路5设于所述车辆内部，与所述车辆的电池27热交换。所述车载温控回路5包括一接头8，串接于所述车载温控回路5内，用于与设于车辆外部的外部温控回路连通，将所述车载温控回路5隔断为输入侧和输出侧。
-车载换热回路2
所述车载换热回路2设于所述车辆内部，工作于制热或制冷模式，包括第一端及第二端。
-第一三通阀6
所述第一三通阀6串接于所述输入侧，连接所述第一端。
-第二三通阀7
所述第二三通阀7串接于所述输出侧，连接所述第二端。
所述第一三通阀6及第二三通阀7控制所述输入侧及输出侧与所述接头8连通时，所述车载温控回路5可通过所述接头8与所述外部温控回路连通构成一第一工作回路，由所述外部温控回路内的工质加热或冷却所述电池27。所述第一三通阀6及第二三通阀7控制所述输入侧及输出侧与所述第一端及第二端连通时，所述车载温控回路5与所述车载换热回路2连通构成一第二工作回路，由所述车载换热回路2内的工质加热或冷却所述电池27。
可见，所述第一三通阀6及第二三通阀7分别连接了三个方面的管路，并选择其中两个方面的管路连通以改变所述车载温控回路5的连通状态，从而选择利用车辆外部的设备(即车辆外部的冷源或热源，如外部温控回路)或者利用车载装置(即所述车载换热回路2)对电池27进行加热或冷却。
当所述车载温控回路5欲与外部温控回路连通时，例如在停车充电时，所述第一三通阀6将所述输入侧中通向所述电池27的一端和通向所述接头8的一端连通；所述第二三通阀7将所述输出侧中通向所述电池27的一端和通向所述接头8的一端连通；此时所述车载换热回路2的第一端及第二端处于隔断状态，所述车载温控回路5接收所述外部温控回路内的工质以加热或冷却所述电池27。
当所述车载温控回路5欲与所述车载换热回路2连通时，例如车辆在运行状态时，所述第一三通阀6将所述输入侧中通向所述电池27的一端和所述车载换热回路2的第一端连通；所述第二三通阀7将所述输出侧中通向所述电池27的一端和所述车载换热回路2的第二端连通；此时所述接头8与所述第一三通阀6及第二三通阀7连接的两端处于隔断状态，所述车载温控回路5接收所述车载换热回路2内的工质以加热或冷却所述电池27。
上述切换方式的实现成本较低，只需在车辆上加装三通阀及接头即可，无需对原有的车载冷却加热系统做额外的改造，且使用外部设备对电池27加热或冷却时，即插即用，方便快捷。所述车载换热回路2可选用与所述外部温控回路相同的工质，以便在切换时保持稳定的换热效果，同时避免不同类型的工质混合造成的潜在隐患。
所述电池27在充电时，通过充电接头9与充电桩连接，此时可以通过所述接头8与外部温控回路连接以同步对所述电池27加热或冷却。
具体地，所述车载换热回路2包括：
-换热器1
所述换热器1串接于所述车载换热回路2内，所述车载换热回路2内的工质通过所述换热器1与外部环境热交换。所述换热器1优选为板式换热器。
-泵3
所述泵3串接于所述车载换热回路2内，使所述车载换热回路2内的工质循环流动。
-膨胀水箱4
所述膨胀水箱4串接于所述车载换热回路2内，存储所述车载换热回路内的工质。
-电加热器
所述电加热器(未在图中示出)串接于所述车载换热回路2内，加热所述车载换热回路2内的工质，起到辅助加热的作用。所述电加热器可以使PTC电加热器。
当所述车载换热回路2用于冷却所述电池27时，所述换热器1将吸收了所述电池27的热量的工质与外部环境进行热交换以使所述工质降温，降温后的工质再次与所述电池27换热，循环往复。所述车载换热回路2内的工质可以是冷却液，或者水。
在本发明其他实施方式中，所述车载换热回路2还可与所述车辆的空调回路串接，利用所述空调回路内的工质加热或冷却所述电池。这样就不需要换热器1、泵3及膨胀水箱4，直接利用空调回路输送来的工质即可，能够重复利用车载空调系统，节省成本。
参阅图2，为图1中车载温控回路5选择外部温控回路的工作状态示意图，该图显示了所述车载温控回路5通过所述接头8与外部温控回路连接时，通过车辆外部设备对所述电池27进行冷却的工作状态。图2中所述第一三通阀6及第二三通阀7将所述接头8与所述车载温控回路5连通，所述车载换热回路2被隔断(显示为虚线)。所述车载换热回路2不工作，所述外部温控回路与所述车载温控回路5构成第一工作回路。图2中的工作状态适用于车辆在停放或充电时，利用车辆外部设备作为冷源或热源工作。
参阅图3，为图1中车载温控回路5选择车载换热回路2的工作状态示意图，该图显示了所述车载温控回路5与车载换热回路2连接时，通过车载设备对所述电池27进行冷却或预热的工作状态。图3中显示所述第一三通阀6及第二三通阀7将所述车载温控回路5与所述车载换热回路2连通，所述接头8被隔断(显示为虚线)。图3中的工作状态适用于没有车辆外部设备配合工作的时候，例如车辆在行驶时或停放在无外部设备的停车场中时，利用车辆自身对电池27进行冷却或预热。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种车载电池温度控制装置，其特征在于，包括：
至少一个设于车辆内部的车载温控回路，与所述车辆的电池热交换，所述车载温控回路包括一接头，串接于所述车载温控回路内，用于与外部温控回路连通，将所述车载温控回路隔断为输入侧和输出侧；
至少一个设于车辆内部车载换热回路，工作于制热或制冷模式，包括第一端及第二端；第一三通阀，串接于所述输入侧，连接所述第一端；
第二三通阀，串接于所述输出侧，连接所述第二端；
所述第一三通阀及第二三通阀控制所述输入侧及输出侧与所述接头连通时，所述车载温控回路与所述外部温控回路连通构成一第一工作回路，由所述外部温控回路内的工质加热或冷却所述电池；
所述第一三通阀及第二三通阀控制所述输入侧及输出侧与所述第一端及第二端连通时，所述车载温控回路与所述车载换热回路连通构成一第二工作回路，由所述车载换热回路内的工质加热或冷却所述电池。
2.如权利要求1所述的车载电池温度控制装置，其特征在于，
所述车载换热回路包括：
换热器，串接于所述车载换热回路内，所述车载换热回路内的工质通过所述换热器与外部环境热交换；
泵，串接于所述车载换热回路内，使所述车载换热回路内的工质循环流动。
3.如权利要求2所述的车载电池温度控制装置，其特征在于，
所述车载换热回路还包括：
膨胀水箱，串接于所述车载换热回路内，存储所述车载换热回路内的工质。
4.如权利要求2或3所述的车载电池温度控制装置，其特征在于，
所述车载换热回路还包括：
电加热器，串接于所述车载换热回路内，加热所述车载换热回路内的工质。
5.如权利要求2或3所述的车载电池温度控制装置，其特征在于，
所述换热器为板式换热器。
6.如权利要求1所述的车载电池温度控制装置，其特征在于，
所述车载换热回路与所述车辆的空调回路串接，所述空调回路内的工质加热或冷却所述电池。
7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的车载电池温度控制装置。
8.如权利要求7所述的车辆，其特征在于，
所述车辆为电动汽车。
9.如权利要求8所述的车辆，其特征在于，
当所述车辆处于行驶状态时，所述第一三通阀及第二三通阀控制所述车载温控回路与所述车载换热回路连通构成所述第二工作回路，所述车载换热回路的工质在所述第二工作回路内循环流动以加热或冷却所述电池；
当所述车辆处于未行驶状态时，所述第一三通阀及第二三通阀控制所述车载温控回路与所述外部温控回路连通构成所述第一工作回路，所述外部温控回路的工质在所述第一工作回路内循环流动以加热或冷却所述电池。
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