CN110112502B - 一种电动汽车动力电池调温装置、冷却系统以及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车动力电池调温装置、冷却系统以及电动汽车，调温装置包括液冷板本体和加热装置；液冷板本体内设有多个并排设置的液路通道；加热装置设置于液冷板本体底部，用于对液路通道内的冷却液进行加热；采用上述方案，使得动力电池的工作温度更加合理，且方便调节；本发明提供的方案，结构简单、合理，能够适用于当前电动汽车动力电池冷却系统中，安装较为方便。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车动力电池冷却技术领域，具体涉及一种电动汽车动力电池调温装置、冷却系统以及电动汽车。
背景技术
随着社会经济的日益发展，能源需求进一步提高，新能源技术的呼声越来越高，发展电动汽车已是大势所趋；电池作为电动汽车的核心部分，电池的性能和使用寿命直接决定了电动汽车的性能和成本。
锂离子动力电池因寿命长、自放电率低、比功率高、能量密度大和无污染等优点，成为电动车辆主要使用的动力电池；但是锂离子电池放电存在一个最优温度区间问题，当电池温度太高或太低时，超出它的允许工作温度范围，会导致放电能力急剧下降，甚至不允许放电；在实际的放电过程中，由于热量累积导致电池温度不断上升，为了保证电池的正常工作，需要采取辅助降温措施；当环境温度低于0℃时,锂离子电池端电压、内阻、容量等性能均会出现不同程度的下降;环境温度低于-10℃,充放电电压曲线均呈现非线性变化,内阻变化较剧烈,严重影响电池寿命；环境温度低于-20℃时,无法进行大倍率放电;环境温度低于-30℃,大小倍率放电无法进行,充电容量大幅度下降。
如图1所示，通常在电池系统内的模组底部设置一套液冷板，液冷板与循环泵7、管路、CHILLER热交换器、液路加热器8形成一套循环系统；当高温电池需要冷却时，电池的热量被循环的防冻液带到换热器4中，再由空调系统的制冷剂在热交换器中对防冻液进行冷却；当低温条件电池模组需要加热时，液路加热器启动工作，对防冻液进行加热，热量被循环的防冻液带到电池模组；该液冷板结构通常采用铝材质挤压口琴管，在型腔内内部设置有一定数量的通孔，口琴管通过导热垫贴于电池模组的底部。
如果采用PTC发热芯的加热方案，由于模组底部的可被加热面积不大，如果在口琴管的中部或者两边设置放置PTC发热芯的孔槽，将导致液冷的换热面积不够，从而不能满足散热需求；因此通常采用在循环管路中设置液路加热器，对防冻液进行加热，再利用循环泵将热量带给电池模组；由于被加热的防冻液在管路内不断循环，通过管路向四周低温空气的热量损失非常大，加热效率低。
基于上述电动汽车动力电池冷却中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种电动汽车动力电池调温装置、冷却系统以及电动汽车。
本发明提供一种电动汽车动力电池调温装置，包括液冷板本体和加热装置；液冷板本体内设有多个并排设置的液路通道；加热装置设置于液冷板本体底部，用于对液路通道内的冷却液进行加热。
进一步地，液冷板本体底部设有安装腔体；加热装置设置于安装腔体内，并贴紧液路通道底部。
进一步地，液路通道的横截面为圆形或长方形或椭圆形或三角形。
进一步地，加热装置为PTC发热芯。
进一步地，液冷板本体和安装腔体均为金属材料制成；PTC发热芯设置于安装腔体内，并通过压紧液冷板本体以使PTC发热芯贴紧液路通道底部。
相应地，本发明还提供一种电动汽车动力电池冷却系统，包括调温装置和电池组；所述调温装置为上述所述的电动汽车动力电池调温装置；电池组设置于调温装置上，以进行温度调节。
进一步地，还包括空调制冷系统和换热器；换热器设置于空调制冷系统的制冷流路上，用于和制冷流路热交换；换热器通过冷却回路与调温装置相接触，以对调温装置进行冷却。
进一步地，还包括加液膨胀罐和循环泵；加液膨胀罐与冷却回路连通，用于提供冷却液；循环泵连通冷却回路，用于向冷却回路提供循环动力。
进一步地，电池组包括多个电池包；多个电池包分别设置于调温装置，以进行温度调节。
相应地，本发明还提供一种电动汽车，包括电池冷却系统，所述电池冷却系统为上述所述的电动汽车动力电池冷却系统。
采用以上技术方案，使得本发明具有如下技术效果：
第一、采用PTC加热，由于自限温的特性，即使在加热在失控状态下，电池组也不会被加热到很高的温度，安全性更高；
第二、采用对上层流道内充注冷却液并加压，避免了在外部加压的过程中的液路通道变形、流阻增加、流量减少，从而保证了换热性能；
第三、采用本发明提供的方案，PTC加热的热量，除少量的向周围空气的漏热外，均通过导热垫传递给上部的电池组，加热效率高。
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。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1 为现有技术中一种电动汽车动力电池冷却系统示意图；
图2 为现有技术中液冷板和电池包模组安装示意图；
图3 为现有技术液冷板和电池包模组安装剖视图；
图4 为本发明液冷板和电池包模组安装剖视图；
图5 为现有技术中液冷板剖视图；
图6 为本发明调温装置剖视图；
图7 为本发明一种电动汽车动力电池冷却系统示意图。
图中：1、压缩机；2、冷凝器；3、蒸发器；4、换热器；5、电池组；6、加液膨胀罐；7、循环泵；8、液路加热器；9、电池模组；10、液冷板；11、液冷板本体；12、PTC发热芯；13、液路通道；14、安装腔体。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图 4、图6所示，本发明提供一种电动汽车动力电池调温装置，包括液冷板本体11和加热装置；液冷板本体11内设有多个并排设置的液路通道13；加热装置设置于液冷板本体11的底部，用于对液路通道13内的冷却液进行加热；采用上述方案，通过液冷板本体11对液路通道13内的冷却液进行冷却的同时，能够通过加热装置进行加热调节温度，从而精确控制动力电池的工作温度。
优选地，结合上述方案，如图 4、图6所示，本实施例中，液冷板本体11底部设有安装腔体14；加热装置为PTC发热芯12，并设置于安装腔体14内；加热装置设置于安装腔体14内，并贴紧液路通道13底部；具体地，液冷板本体11设计为铝材质挤压复合口琴管结构，液冷板本体11的型腔内部分为两层，上层设置有一定数量的小的圆形或长方形通孔，冷却液在通孔内流动，吸收或带走电池组的热量；下层设置为大的长方形通孔，内部布置PTC发热芯，对电池模组进行加热。
优选地，结合上述方案，如图 4、图6所示，本实施例中，液路通道13的横截面为圆形或长方形或椭圆形或三角形；液路通道13为直通通道，用于和冷却回路连通，以进行冷却液流通；并且通过将液路通道13的横截面为圆形或长方形或椭圆形或三角形，均可以起到提高换热效率；采用上述方案，电池组底部与液冷板本体11接触部分完全是液冷流道壁面，加大了换热面积，满足了电池组的散热需求。
优选地，结合上述方案，如图 4、图6所示，本实施例中，加热装置为PTC发热芯12，采用PTC加热与液冷板集成，重量更轻、空间更省；进一步地，液冷板本体11和安装腔体14均为金属材料制成；PTC发热芯12设置于安装腔14体内，并通过压紧液冷板本体11以使PTC发热芯12贴紧液路通道13底部；具体地，在实际设计生产过程中，把PTC发热芯塞进下层的大长方形安装腔体14后，要对液冷板本体11外壁加压，从而夹紧进PTC发热芯；进一步地，本电动汽车动力电池调温装置的制作过程中，是采用对液冷板本体11的液路通道13内充注防冻液并进行加压，以避免PTC发热芯12在加压固定时，损伤路通道13；防冻液为乙二醇防冻液；本发明采用对液冷板的型腔上层流道充注液体并加压的方式，保证在外部加压的过程中不会损伤上层的流道。
采用上述方案，使得动力电池的工作温度更加合理，且方便调节；本发明提供的方案，结构简单、合理，能够适用于当前电动汽车动力电池冷却系统中，安装较为方便。
相应地，结合上述方案，如图7所示，本发明还提供一种电动汽车动力电池冷却系统，包括调温装置和电池组5；所述调温装置为上述所述的电动汽车动力电池调温装置；电池组5设置于调温装置上，以进行温度调节；具体地，空调制冷系统为汽车空调系统，汽车空调系统包括压缩机1、冷凝器2以及蒸发器3，汽车空调系统具体工作过程及原理为现有技术，此处不再解释；由于电动汽车动力电池包在实际工作中受温度影响较大，如一直通过冷却，其电池包的温度较低应会影响到其工作性能，且不方便冷却液的流道；本发明通过将换热器4设置于空调制冷系统的制冷流路上，用于和制冷流路上的冷却液进行热交换；换热器4通过冷却回路与电池组5相接触，通过冷却回路以对电池组5进行冷却，从而精确控制电动汽车动力电池的工作温度，提高电动汽车动力电池的使用安全性。
优选地，结合上述方案，如图7所示，本实施例中，电动汽车动力电池冷却系统还包括空调制冷系统和换热器4；换热器4设置于空调制冷系统的制冷流路上，用于和制冷流路热交换；换热器4通过冷却回路与调温装置相接触，以对调温装置进行冷却。
优选地，结合上述方案，如图7所示，本实施例中，电动汽车动力电池冷却系统还包括加液膨胀罐6和循环泵7；加液膨胀罐6与冷却回路连通，用于提供冷却液；循环泵7连通冷却回路，用于向冷却回路提供循环动力。
优选地，结合上述方案，如图7所示，本实施例中，电池组5包括多个电池包；多个电池包分别设置于调温装置，以进行温度调节。
相应地，结合上述方案，本发明还提供一种电动汽车，包括电池冷却系统，所述电池冷却系统为上述所述的电动汽车动力电池冷却系统。
采用以上技术方案，使得本发明具有如下技术效果：
第一、采用PTC加热，由于自限温的特性，使得加热在失控状态下，电池组也不会被加热到很高的温度，安全性更高；
第二、采用对上层流道内充注冷却液并加压，避免了在外部加压的过程中的液路通道变形、流阻增加、流量减少，从而保证了换热性能；
第三、采用本发明提供的方案，PTC加热的热量，除少量的向周围空气的漏热外，均通过导热垫传递给上部的电池组，加热效率高。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.一种电动汽车动力电池调温装置，其特征在于，包括液冷板本体和加热装置；所述液冷板本体内设有多个并排设置的液路通道；所述加热装置设置于所述液冷板本体底部，用于对所述液路通道内的冷却液进行加热；所述液冷板本体底部设有安装腔体；所述加热装置设置于所述安装腔体内，并贴紧所述液路通道底部；所述液路通道的横截面为圆形或长方形或椭圆形或三角形；所述加热装置为PTC发热芯；所述液冷板本体和所述安装腔体均为金属材料制成；所述PTC发热芯设置于所述安装腔体内，并通过压紧所述液冷板本体以使所述PTC发热芯贴紧所述液路通道底部；液冷板本体的型腔内部分为两层，上层设置有小的圆形或长方形通孔，冷却液在通孔内流动，吸收或带走电池组的热量；下层设置为大的长方形通孔，内部布置PTC发热芯，对电池模组进行加热；液冷板本体的液路通道内充注防冻液并进行加压；防冻液为乙二醇防冻液。
2.一种电动汽车动力电池冷却系统，包括调温装置和电池组；其特征在于，所述调温装置为上述权利要求1所述的电动汽车动力电池调温装置；所述电池组设置于所述调温装置上，以进行温度调节；还包括空调制冷系统和换热器；所述换热器设置于所述空调制冷系统的制冷流路上，用于和所述制冷流路热交换；所述换热器通过冷却回路与所述调温装置相接触，以对所述调温装置进行冷却；还包括加液膨胀罐和循环泵；所述加液膨胀罐与所述冷却回路连通，用于提供冷却液；所述循环泵连通所述冷却回路，用于向所述冷却回路提供循环动力；所述电池组包括多个电池包；多个所述电池包分别设置于所述调温装置，以进行温度调节。
3.一种电动汽车，包括电池冷却系统，其特征在于，所述电池冷却系统为上述权利要求2所述的电动汽车动力电池冷却系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 241003 no.226, South Huajin Road, high tech Industrial Development Zone, Wuhu City, Anhui Province Applicant after: Chery New Energy Automobile Co.,Ltd. Address before: 241003 Huajing South Road, Yijiang District, Wuhu, Anhui 226 Applicant before: CHERY NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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