CN109638383A - 一种电池热交换器集成模块及其热交换方法 - Google Patents

一种电池热交换器集成模块及其热交换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池热交换器集成模块，包括冷却模块、加热模块、过渡水管，所述的冷却模块与加热模块通过过渡水管连接并热交换，所述的冷却模块、加热模块分别连接在集成支架上。本发明采用上述结构和方法，具有以下优点：1、两种不同不等温的介质依次在不同层流道内交错流动，温度通过叠片热传递介质温差逐渐趋于减小，从而使得电池组环境温度趋于恒定实现对电池工作环境温度的调节；2、可有效调节电池组工作所处温度，使电池工作时始终处于合理可控的温度范围内，极大的提高了电池的使用寿命。

Description

一种电池热交换器集成模块及其热交换方法
技术领域
本发明涉及电池热交换器领域，特别涉及一种电池热交换器集成模块及其热交换方法。
背景技术
电池热交换集成模块是电池热管理系统中用于调节电池组温度，防止电池温度过高或过低，从而保证电池正常工作的换热器集成模块。现有的电池热交换集成模块热交换效率较低，且对电池组工作环境温度控制不精准。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供种电池热交换器集成模块及其热交换方法，以达到提高热交换效率、对电池组工作环境温度控制精准的目的。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电池热交换器集成模块，包括冷却模块、加热模块、过渡水管，所述的冷却模块与加热模块通过过渡水管连接并热交换。
所述的冷却模块、加热模块分别连接在集成支架上。
所述的加热模块包括上边板、下边板，所述的上边板与下边板之间设有第一叠片组件，所述的第一叠片组件包括多个正向叠片、反向叠片，按正向叠片-反向叠片-正向叠片-反向叠片顺序循环依次交错叠放设置，形成依次设置的加热流道层-冷却流道层-加热流道层-冷却流道层的结构，所述的上边板上设有热水进水管、热水出水管、冷却液进水管、冷却液出水口，所述的热水进水管通过加热流道层与热水出水管相连通，所述的冷却液进水管通过冷却流道层与冷却液出水口相连通。
所述的下边板通过底板连接在集成支架上。
所述的冷却模块包括冷却上边板、冷却下边板，所述的冷却上边板与冷却下边板之间设有第二叠片组件，所述的第二叠片组件包括多个顺向叠片、逆向叠片，按顺向叠片-逆向叠片-顺向叠片-逆向叠片顺序循环依次交错叠放设置，形成依次设置的热交换流道层-冷媒流道层-热交换流道层-冷媒流道层的结构，所述的冷却上边板上设有冷却液进水口、冷却液出水管、冷媒进液管、冷媒出口，所述的冷却液进水口通过热交换流道层与冷却液出水管相连通，所述的冷媒进液管通过冷媒流道层与冷媒出口相连通，所述的冷媒进液管的端部设有冷媒进口，所述的冷却液进水口通过所述的过渡水管与所述的冷却液出水口相连通。
所述的冷却下边板通过冷却底板连接在集成支架上。
一种电池热交换器集成模块的热交换方法，所述的方法包括以下步骤：
a)热水由热水进水管进入，流经加热流道层，从热水出水管流出；电池冷却液由冷却液进水管进入，流经冷却流道层，从冷却液出水口流至过渡水管，加热流道层内的热水与冷却流道层内的电池冷却液进行热交换；
b)电池冷却液由过渡水管流至冷却液进水口，进而流进热交换流道层，从冷却液出水管流出；冷媒由冷媒进口进入，经过冷媒进液管流至冷媒流道层，再由冷媒出口流出，热交换流道层内的电池冷却液与冷媒流道层内的冷媒进行热交换。
本发明采用上述结构和方法，具有以下优点：1、两种不同不等温的介质依次在不同层流道内交错流动，温度通过叠片热传递介质温差逐渐趋于减小，从而使得电池组环境温度趋于恒定实现对电池工作环境温度的调节；2、可有效调节电池组工作所处温度，使电池工作时始终处于合理可控的温度范围内，极大的提高了电池的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中冷却模块的结构示意图；
图3为本发明中加热模块的结构示意图；
在图1～图3中，1、过渡水管；2、集成支架；3、上边板；4、下边板；5、第一叠片组件；6、热水进水管；7、热水出水管；8、冷却液进水管；9、冷却液出水口；10、冷却上边板；11、冷却下边板；12、第二叠片组件；13、冷却液进水口；14、冷却液出水管；15、冷媒进液管；16、冷媒出口；17、冷媒进口；18、冷却模块；19、加热模块；20、底板；21、冷却底板。
具体实施方式
如图1～图3所示一种电池热交换器集成模块，包括冷却模块18、加热模块19、过渡水管1，冷却模块18与加热模块19通过过渡水管1连接并热交换。冷却模块18、加热模块19分别连接在集成支架2上。集成支架2主要起支撑集成作用，将冷却、加热模块通过过渡水管1连接集成为一体。
加热模块19包括上边板3、下边板4，上边板3与下边板4之间设有第一叠片组件5，第一叠片组件5包括多个正向叠片、反向叠片，按正向叠片-反向叠片-正向叠片-反向叠片顺序循环依次交错叠放设置，形成依次设置的加热流道层-冷却流道层-加热流道层-冷却流道层的结构，上边板3上设有热水进水管6、热水出水管7、冷却液进水管8、冷却液出水口9，热水进水管6通过加热流道层与热水出水管7相连通，冷却液进水管8通过冷却流道层与冷却液出水口9相连通。下边板4通过底板20连接在集成支架2上。
冷却模块18包括冷却上边板10、冷却下边板11，冷却上边板10与冷却下边板11之间设有第二叠片组件12，第二叠片组件12包括多个顺向叠片、逆向叠片，按顺向叠片-逆向叠片-顺向叠片-逆向叠片顺序循环依次交错叠放设置，形成依次设置的热交换流道层-冷媒流道层-热交换流道层-冷媒流道层的结构，冷却上边板10上设有冷却液进水口13、冷却液出水管14、冷媒进液管15、冷媒出口16，冷却液进水口13通过热交换流道层与冷却液出水管14相连通，冷媒进液管15通过冷媒流道层与冷媒出口16相连通，冷媒进液管15的端部设有冷媒进口17，冷却液进水口13通过过渡水管1与冷却液出水口9相连通。冷却下边板11通过冷却底板21连接在集成支架2上。
电池热交换器集成模块的热交换方法包括以下步骤：
a)PTC热水由热水进水管6进入，流经加热流道层，从热水出水管7流出；电池冷却液由冷却液进水管8进入，流经冷却流道层，从冷却液出水口9流至过渡水管1，加热流道层内的热水与冷却流道层内的电池冷却液进行热交换；
b)电池冷却液由过渡水管1流至冷却液进水口13，进而流进热交换流道层，从冷却液出水管14流出；冷媒由冷媒进口17进入，经过冷媒进液管15流至冷媒流道层，再由冷媒出口16流出，热交换流道层内的电池冷却液与冷媒流道层内的冷媒进行热交换。
该种新结构的热交换主要是电池冷却液分别与PTC热水、冷媒之间进行，两两之间分别进行热交换，当电池冷却液与高温PTC热水在加热模块流过时，实现对电池组的加热功能；当电池冷却液与低温冷媒在冷却模块流过时可实现对电池冷组的降温功能，通过两组不同介质的热交换实现对电池组工作环境温度的精准控制，保证电池组始终在稳定的温度环境下工作有效延长电池寿命。用低温的冷媒与通过电池组过来的热水进行热交换，从而达到给电池降温的目的。本发明可有效调节电池组工作所处温度，使电池工作时始终处于合理可控的温度范围内，极大的提高了电池的使用寿命。
加热模块内部是由上边板和上端第一个叠片形成一个封闭流程，第二个叠片用第一个叠片旋转180度，两个叠片叠放在一起形成另一个流通通道。所有叠片依次交错摆放在一起，一层高温介质，一层低温介质，两种不同不等温的介质依次在不同层流道内交错流动，温度通过叠片热传递介质温差逐渐趋于减小，从而使得电池组环境温度趋于恒定实现对电池工作环境温度的调节。本热交换集成模块是一种新型高效、紧凑、体积小、换热效率高的模块集成，主要应用于化工、电力、医药、船舶、电动汽车空调系统及电池包冷却及加热等系统。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电池热交换器集成模块，其特征在于：包括冷却模块、加热模块、过渡水管，所述的冷却模块与加热模块通过过渡水管连接并热交换。
2.根据权利要求1所述的一种电池热交换器集成模块，其特征在于：所述的冷却模块、加热模块分别连接在集成支架上。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池热交换器集成模块，其特征在于：所述的加热模块包括上边板、下边板，所述的上边板与下边板之间设有第一叠片组件，所述的第一叠片组件包括多个正向叠片、反向叠片，按正向叠片-反向叠片-正向叠片-反向叠片顺序循环依次交错叠放设置，形成依次设置的加热流道层-冷却流道层-加热流道层-冷却流道层的结构，所述的上边板上设有热水进水管、热水出水管、冷却液进水管、冷却液出水口，所述的热水进水管通过加热流道层与热水出水管相连通，所述的冷却液进水管通过冷却流道层与冷却液出水口相连通。
4.根据权利要求3所述的一种电池热交换器集成模块，其特征在于：所述的下边板通过底板连接在集成支架上。
5.根据权利要求3所述的一种电池热交换器集成模块，其特征在于：所述的冷却模块包括冷却上边板、冷却下边板，所述的冷却上边板与冷却下边板之间设有第二叠片组件，所述的第二叠片组件包括多个顺向叠片、逆向叠片，按顺向叠片-逆向叠片-顺向叠片-逆向叠片顺序循环依次交错叠放设置，形成依次设置的热交换流道层-冷媒流道层-热交换流道层-冷媒流道层的结构，所述的冷却上边板上设有冷却液进水口、冷却液出水管、冷媒进液管、冷媒出口，所述的冷却液进水口通过热交换流道层与冷却液出水管相连通，所述的冷媒进液管通过冷媒流道层与冷媒出口相连通，所述的冷媒进液管的端部设有冷媒进口，所述的冷却液进水口通过所述的过渡水管与所述的冷却液出水口相连通。
6.根据权利要求5所述的一种电池热交换器集成模块，其特征在于：所述的冷却下边板通过冷却底板连接在集成支架上。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的电池热交换器集成模块的热交换方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
a)热水由热水进水管进入，流经加热流道层，从热水出水管流出；电池冷却液由冷却液进水管进入，流经冷却流道层，从冷却液出水口流至过渡水管，加热流道层内的热水与冷却流道层内的电池冷却液进行热交换；
b)电池冷却液由过渡水管流至冷却液进水口，进而流进热交换流道层，从冷却液出水管流出；冷媒由冷媒进口进入，经过冷媒进液管流至冷媒流道层，再由冷媒出口流出，热交换流道层内的电池冷却液与冷媒流道层内的冷媒进行热交换。
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