CN109494428B - 一种电动汽车电池冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池冷却系统，包括水泵、电池冷却板、电池冷却器、预热加热器、压缩机、冷凝机构、第一电子膨胀阀、蒸发器和第二电子膨胀阀，电池冷却器内设有冷却液管路和制冷剂管路；电动汽车电池冷却系统具有电池冷却回路、空调制冷回路和电池冷却器冷却回路。本公开的电动汽车电池冷却系统的电池冷却回路可通过电池冷却板实现电池的冷却，空调制冷回路和电池冷却器冷却回路分开设置有利于更加及时有效地响应电池的冷却需求。

Description

一种电动汽车电池冷却系统
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，更具体地，涉及一种电动汽车电池冷却系统。
背景技术
随着能源短缺、环境污染问题的日益严重，电动汽车凭借其环保、节能的特点受到越来越多的关注。电动汽车的电池的热管理是电动汽车规模化开发应用的技术难点。
现有的电动汽车的电池的冷却系统结构较为复杂，难以及时有效地响应电池的冷却需求。
因此，如何提供一种能及时有效响应电池的冷却需求的电动汽车电池冷却系统成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能及时有效地响应电池的冷却需求的电动汽车电池冷却系统的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种电动汽车电池冷却系统。
该电动汽车电池冷却系统包括水泵、电池冷却板、电池冷却器、预热加热器、压缩机、冷凝机构、第一电子膨胀阀、蒸发器和第二电子膨胀阀，所述电池冷却器内设有冷却液管路和制冷剂管路；其中，
所述水泵通过管道与所述电池冷却板、所述电池冷却器的冷却液管路和所述预热加热器顺次连接，构成电池冷却回路；
所述压缩机通过管道与所述冷凝机构、所述第一电子膨胀阀和所述蒸发器顺次连接，构成空调制冷回路；
所述压缩机通过管道与所述冷凝机构、所述第二电子膨胀阀和所述电池冷却器的制冷剂管路顺次连接，构成电池冷却器冷却回路。
可选的，所述电动汽车电池冷却系统还包括膨胀水壶；
所述膨胀水壶设于所述电池冷却回路上，以补充所述电池冷却回路中的冷却液。
可选的，所述膨胀水壶设于所述电池冷却器和所述预热加热器之间。
可选的，所述冷凝机构包括冷凝器和冷却风扇。
可选的，所述电动汽车电池冷却系统还包括第一温度传感器、第二温度传感器和控制器；
所述第一温度传感器被设置为用于检测所述电池冷却板的入口处的温度；
所述第二温度传感器被设置为用于检测所述蒸发器的温度；
所述控制器被设置为用于根据所述第一温度传感器检测到的温度控制所述第二电子膨胀阀的开度，以及根据所述第二温度传感器检测到的温度控制所述第一电子膨胀阀的开度。
可选的，所述第一电子膨胀阀具有第一初始开度，且所述第一电子膨胀阀以第一增大幅度调整开度；
所述第二电子膨胀阀具有第二初始开度，且所述第二电子膨胀阀以第二增大幅度调整开度。
可选的，所述第一初始开度和所述第二初始开度相等，所述第一增大幅度和所述第二增大幅度相等。
可选的，所述第一初始开度和所述第二初始开度均为50％，所述第一增大幅度和所述第二增大幅度均为10％。
可选的，所述控制器还被设置为用于控制第二电子膨胀阀的开度和所述压缩机的转速，以使得所述电池冷却板等步长逐渐降温。
可选的，所述电池冷却板的降温步长为5℃。
本公开的电动汽车电池冷却系统的电池冷却回路可通过电池冷却板实现电池的冷却，空调制冷回路和电池冷却器冷却回路分开设置有利于更加及时有效地响应电池的冷却需求。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本公开的电动汽车电池冷却系统实施例的结构示意图。
图中标示如下：
水泵-1，电池冷却板-2，电池冷却器-3，预热加热器-4，压缩机-5，冷凝机构-6，第一电子膨胀阀-7，蒸发器-8，第二电子膨胀阀-9，膨胀水壶-10，第一温度传感器-11，第二温度传感器-12。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了解决电池的冷却系统结构较为复杂，难以及时有效地响应电池的冷却需求的问题，本公开提供了一种电动汽车电池冷却系统。
如图1所示，本公开的电动汽车电池冷却系统包括水泵1、电池冷却板2、电池冷却器3、预热加热器4、压缩机5、冷凝机构6、第一电子膨胀阀7、蒸发器8和第二电子膨胀阀9。电池冷却器3内设有冷却液管路和制冷剂管路，其中，冷却液管路可用于流通冷却液，制冷剂管路可用于流通制冷剂，制冷剂可用于冷却冷却液管路中的冷却液。预热加热器4用于对电池进行预热，预热加热器4仅在有预热需求时工作，在电池冷却过程中预热加热器4不工作，仅起到流通冷却液的作用。
水泵1通过管道与电池冷却板2、电池冷却器3的冷却液管路和预热加热器4顺次连接，构成电池冷却回路。
压缩机5通过管道与冷凝机构6、第一电子膨胀阀7和蒸发器8顺次连接，构成空调制冷回路。
压缩机5通过管道与冷凝机构6、第二电子膨胀阀9和电池冷却器3的制冷剂管路顺次连接，构成电池冷却器冷却回路。
本公开的电动汽车电池冷却系统可实现空调制冷和电池冷却的功能，具体如下：
当需要电池冷却时，电池冷却回路和电池冷却器冷却回路工作。水泵启动后，冷却液在电池冷却板2和电池冷却器3的冷却液管路中循环流动，通过给电池冷却板2降温实现电池的冷却。同时，压缩机5启动后，压缩机5压缩制冷剂，制冷剂经冷凝机构6制成液态制冷剂，液态的制冷剂经第二电子膨胀阀9节流、膨胀，进入电池冷却器3的制冷剂管路后回到压缩机5。
当需要空调制冷时，空调制冷回路工作。压缩机5启动后，压缩机5压缩制冷剂，制冷剂经冷凝机构6制成液态制冷剂，液态的制冷剂经第一电子膨胀阀7节流、膨胀，进入蒸发器8，蒸发器8的温度降低，从而吸收驾驶室内热量。
本公开的电动汽车电池冷却系统的电池冷却回路可通过电池冷却板2实现电池的冷却，空调制冷回路和电池冷却器冷却回路分开设置有利于更加及时有效地响应电池的冷却需求。
在本公开的电动汽车电池冷却系统的一个实施例中，电动汽车电池冷却系统还包括膨胀水壶10。膨胀水壶10设于电池冷却回路上，以补充电池冷却回路中的冷却液。膨胀水壶10的设置有利于保证电池冷却回路中的冷却液充足。
进一步的，为了更有效地补充电池冷却回路中的冷却液，膨胀水壶10设于电池冷却器3和预热加热器4之间。
在本公开的电动汽车电池冷却系统的一个实施例中，冷凝机构6包括冷凝器和冷却风扇。这种结构的冷凝机构6成本低，便于实施。
在本公开的电动汽车电池冷却系统的一个实施例中，电动汽车电池冷却系统还包括第一温度传感器11、第二温度传感器12和控制器(图中未示出)。
第一温度传感器11可检测电池冷却板2的入口处的温度。第二温度传感器12可检测蒸发器8的温度。控制器可根据第一温度传感器11检测到的温度控制第二电子膨胀阀9的开度，以及根据第二温度传感器12检测到的温度控制第一电子膨胀阀7的开度。当第一温度传感器11检测到的温度过高时，第二电子膨胀阀9的开度可增大；当第一温度传感器11检测到的温度过低时，第二电子膨胀阀9的开度可减小。当第二温度传感器12检测到的温度过高时，第一电子膨胀阀7的开度可增大；当第二温度传感器12检测到的温度过低时，第一电子膨胀阀7的开度可减小。当然，控制器还可参考电池的温度来调整电动汽车电池冷却系统中的各部件的工作。
具体实施时，控制器可控制电动汽车电池冷却系统中各部件的工作；或者，控制器可包括电池管理控制器(BMS)和空调控制器，电池管理控制器可控制电池冷却回路中各部件和第二电子膨胀阀9的工作，空调控制器可控制空调制冷回路中各部件的工作。
通过控制第一电子膨胀阀7和第二电子膨胀阀9的开度，本公开的电动汽车电池冷却系统可有效避免电池冷却过程中出现电池温度不均匀的问题。
进一步的，第一电子膨胀阀7具有第一初始开度，且第一电子膨胀阀7以第一增大幅度调整开度。第二电子膨胀阀9具有第二初始开度，且第二电子膨胀阀9以第二增大幅度调整开度。在本实施例中，第一电子膨胀阀7和第二电子膨胀阀9开始工作时均未完全打开，而是部分打开，并在随后以一定的增大幅度增加开度。这种设置有利于更有效地避免电池冷却过程中出现电池温度不均匀的问题。
更进一步的，为了更方便地控制第一电子膨胀阀7和第二电子膨胀阀9，第一初始开度和第二初始开度相等，第一增大幅度和第二增大幅度相等。
在本公开电动汽车电池冷却系统的一个具体实施例中，第一初始开度和第二初始开度均为50％，第一增大幅度和第二增大幅度均为10％。
进一步的，为了避免电池冷却过程中出现电池温度不均匀的问题，控制器可控制第二电子膨胀阀9的开度和压缩机5的转速，以使得电池冷却板2以等步长逐渐降温。
更进一步的，电池冷却板2的降温步长为5℃。
例如，当电池到达降温阀值T1，有降温需求后，以T2＝(T1-5)℃为目标温度，调整第二电子膨胀阀9的开度及压缩机5的转速，90S后再以T3＝(T2-5)℃为目标调整第二电子膨胀阀9的开度及压缩机5的转速，直至电池的温度降至需求值。
在本公开电动汽车电池冷却系统的一个实施例中，为了避免冷却电池的过程中影响到空调出风口的温度，可在电池冷却回路和空调制冷回路同时工作时，提高压缩机5的转速作为空调出风的补偿。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种电动汽车电池冷却系统，其特征在于，包括水泵、电池冷却板、电池冷却器、预热加热器、压缩机、冷凝机构、第一电子膨胀阀、蒸发器和第二电子膨胀阀，所述电池冷却器内设有冷却液管路和制冷剂管路；其中，
所述水泵通过管道与所述电池冷却板、所述电池冷却器的冷却液管路和所述预热加热器顺次连接，构成电池冷却回路；
所述压缩机通过管道与所述冷凝机构、所述第一电子膨胀阀和所述蒸发器顺次连接，构成空调制冷回路；
所述压缩机通过管道与所述冷凝机构、所述第二电子膨胀阀和所述电池冷却器的制冷剂管路顺次连接，构成电池冷却器冷却回路；
所述电动汽车电池冷却系统还包括第一温度传感器、第二温度传感器和控制器；
所述第一温度传感器被设置为用于检测所述电池冷却板的入口处的温度；
所述第二温度传感器被设置为用于检测所述蒸发器的温度；
所述控制器被设置为用于根据所述第一温度传感器检测到的温度控制所述第二电子膨胀阀的开度，以及根据所述第二温度传感器检测到的温度控制所述第一电子膨胀阀的开度；
所述第一电子膨胀阀具有第一初始开度，且所述第一电子膨胀阀以第一增大幅度调整开度；
所述第二电子膨胀阀具有第二初始开度，且所述第二电子膨胀阀以第二增大幅度调整开度；
所述第一初始开度和所述第二初始开度均为50％，所述第一增大幅度和所述第二增大幅度均为10％；
所述控制器还被设置为用于控制第二电子膨胀阀的开度和所述压缩机的转速，以使得所述电池冷却板等步长逐渐降温，所述电池冷却板的降温步长为5℃。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池冷却系统，其特征在于，所述电动汽车电池冷却系统还包括膨胀水壶；
所述膨胀水壶设于所述电池冷却回路上，以补充所述电池冷却回路中的冷却液。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电池冷却系统，其特征在于，所述膨胀水壶设于所述电池冷却器和所述预热加热器之间。
4.根据权利要求1所述的电动汽车电池冷却系统，其特征在于，所述冷凝机构包括冷凝器和冷却风扇。
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