CN110323514B - 一种电动汽车电池箱温控系统 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车电池箱温控系统，包括翅片管式换热器、气泡泵、控制模块、电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、控制模块、加热器、温度传感器以及板式换热器，电池箱温控系统内循环流动的换热介质为制冷剂，利用气泡泵，依靠制冷剂相变换热，减少泵耗，面积小效率高，结合智能控制模块，将电池组系统温度控制于合理温度区间，较少能耗，增加电池寿命。

Description

一种电动汽车电池箱温控系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车热管理系统，具体说的是一种电动汽车电池箱温控系统。
背景技术
为有效缓解我国能源和环境压力，加快汽车产业转型升级，提高我国汽车产业国际竞争力，新能源汽车近几年在我国飞速发展，特别是纯电动汽车发展潜力巨大。新能源电车主要依靠大量模块化电池组提供车辆所需动力，在低温条件下，电池充电困难，在极端条件甚至充不上电，而且电池容量很容易发生衰减，严重影响电车使用性能。在高温条件下，特别是在夏季，外界环境温度较高，电池组充放电过程中产生的大量热量又很容易使电池组系统发生高温燃烧爆炸危险，这就对电池组系统的热管理提出较高要求。传统的风冷和液冷换热模式均有其局限性，且使用PTC加热板和循环泵又额外增加电池耗能，减少电动汽车续航里程。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车电池箱温控系统，利用气泡泵，依靠制冷剂相变换热，减少泵耗，面积小效率高，结合智能控制模块，将电池组系统温度控制于合理温度区间，较少能耗，增加电池寿命。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种电动汽车电池箱温控系统，包括翅片管式换热器、气泡泵、控制模块、电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、控制模块、加热器、温度传感器以及板式换热器，电池箱温控系统内循环流动的换热介质为制冷剂，电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、加热器和温度传感器通过电线与控制模块电连接，加热器与气泡泵相连对气泡泵内的制冷剂进行加热，温度传感器检测电池箱内的电池组的实时温度，在两组电池组之间设有板式换热器，板式换热器的接口A通过管路与气泡泵的接口A连接，板式换热器的接口B并联有两条管路，并联的管路的其中一条管路上设有电磁阀A后连接在气泡泵的接口B上，并联的管路的另一条管路上设有电磁阀B后连接在翅片管式换热器上部的进口上，翅片管式换热器的出口通过回流管路连接在气泡泵的接口B上，在回流管路上设有电磁阀C。
板式换热器与电池组之间紧贴有导热硅胶片。
电池箱的内表面上铺设有绝缘绝热材料。
本发明有益效果是：采用气泡泵作为动力源，利用气泡泵提升管热虹吸作用提升工质循环动力，解决了冷凝器安装高度问题。利用重力将冷凝后的液体回流至气泡泵完成循环，节约了传统循环泵耗能。装置能实现小型化放置于电池汽车上不占用太大的空间，可以实现冬夏双运行，不但提高冷却效率、保证电池一致性，从而延长电池组系统的使用寿命，同时解决零下低温环境启动困难和充电困难问题，保证电池在不同环境温度条件下都能在其“舒适”的温度范围内运行，从而解决锂离子电池在低温环境下性能急剧衰退、无法正常充电而且放电性能差；高温环境下由于工作生热引起的电池过热、加速老化的问题。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为本发明的板式换热器的接口位置图；
图4为本发明的气泡泵接口位置图；
图中：1、翅片管式换热器，2、控制模块，3、电磁阀A，4、电磁阀B，5、导热硅胶片，6、绝缘绝热板A，7、绝缘绝热板B，8、电池箱，9、板式换热器，10、电池组，11、绝缘绝热板C，12、电磁阀C，13、加热器，14、气泡泵，15、弯头，16、温度传感器、17、回流管路，18、板式换热器接口A，19、板式换热器接口B，20、气泡泵接口A，21、气泡泵接口B。
具体实施方式
一种电动汽车电池箱温控系统，包括翅片管式换热器1、气泡泵14、控制模块2、电磁阀A3、电磁阀B4、电磁阀C12、控制模块2、加热器13、温度传感器16以及板式换热器9，电池箱温控系统内循环流动的换热介质为制冷剂，电磁阀A3、电磁阀B4、电磁阀C12、加热器13和温度传感器16通过电线与控制模块2电连接，加热器13与气泡泵14相连对气泡泵14内的制冷剂进行加热，温度传感器16检测电池箱8内的电池组10的实时温度，温度传感器16设置在电池箱内，最好贴在电池组10表面，在两组电池组10之间设有板式换热器9，使板式换热器9的换热表面与电池组的表面直接或间接接触，直接接触时，板式换热器9尽量与电池组相贴，间接接触时，可在两者之间填充导热材料。板式换热器9的接口18A通过管路与气泡泵14的接口20A连接，板式换热器9的接口19B并联有两条管路，并联的管路的其中一条管路上设有电磁阀A3后连接在气泡泵14的接口21B上，并联的管路的另一条管路上设有电磁阀B4后连接在翅片管式换热器1的进口上，翅片管式换热器1的出口通过回流管路17连接在气泡泵14的接口21B上，在回流管路17上设有电磁阀C12。
板式换热器9，换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长，其结构特点保证设置在电池组之间能更好的工作。
控制模块2采用PLC控制，电磁阀A3、B4和C12为常闭型，温度传感器16为热电偶，控制模块2接受温度传感器16 的温度信号后判断装置运行需要的工况，控制模块2控制需要的开启电磁阀实现装置运行，从而保证电池组温度尽快达到其舒适工作区间。
板式换热器9与电池组10之间紧贴有导热硅胶片5，可以保证板式换热器散热效果或吸热效果，导热硅胶片5的两面均为粘性材料，可与电池组10紧密粘合在一起。
电池箱8的内表面上铺设有绝缘绝热材料，对电池箱内外的热量进行隔离，防止冷天散热，热天散冷。电池组10放置于电池箱8之中，两者之间填充绝缘绝热材料，如图1所示，前后各一块相同的绝缘绝热板A6，右边为一块绝热绝缘板B7，左边为一块中间钻孔的绝热绝缘板C11，开孔位置方便通过板式换热器9上下位置铜管，各绝缘绝热板A、B、C与电池箱8粘连固定。
如图2所示，可将气泡泵14的位置设置低于翅片管式换热器1，翅片管式换热器1的进口位于上方、出口位于下方，可加大回流的速度，利用重力促使制冷剂1从翅片管式换热器1的出口流出，制冷剂充注量要保证浸没气泡泵14中的加热器13。
如图3所示，气泡泵14的接口20A与板式换热器9的接口18A通过焊接连接，要保证在相同水平高度上，以便于加热或者制冷工况制冷剂液体持续均匀循环。
低温加热工况：控制模块2接受来自电池箱8的温度信号，关闭电磁阀B4和电磁阀C12，开启电磁阀A3，启动加热器13，制冷剂在气泡泵14中气化，高温制冷剂蒸气由板式换热器9通过导热硅胶片5将热量传递给电池组10，使电池组在低温条件下快速升温，制冷剂蒸气由板式换热器9上部进入，放热后蒸汽液化，液态制冷剂借助重力经由板式换热器9中的蛇形管流入气泡泵14，重复循环，直至电池箱温度达到合适温度区间，从而保证电池组10始终在合理温度区间工作，延长电池使用寿命。
高温制冷工况：控制模块2接受来自电池箱8的温度信号，关闭电磁阀A3，开启电磁阀B4和电磁阀C12，板式换热器9作为蒸发器，吸收电池组10通过导热硅胶片5传递过来的热量，液态制冷剂由板式换热器9中持续蒸发吸热，相变产生的气态制冷剂沿着板式换热器9中的蛇形管道经由电磁阀4进入翅片管式换热器1，在其中与空气对流换热，制冷剂蒸气冷却为制冷剂液体，依靠重力经由电磁阀12回流到气泡泵14中，重复循环，直至电池箱温度达到合适温度区间，从而保证电池组10始终在合理温度区间工作，延长电池使用寿命。

Claims (3)

1.一种电动汽车电池箱温控系统，其特征在于：包括翅片管式换热器（1）、气泡泵（14）、控制模块（2）、电磁阀A（3）、电磁阀B（4）、电磁阀C（12）、加热器（13）、温度传感器（16）以及板式换热器（9），电池箱温控系统内循环流动的换热介质为制冷剂，电磁阀A（3）、电磁阀B（4）、电磁阀C（12）、加热器（13）和温度传感器（16）通过电线与控制模块（2）电连接，加热器（13）设置在气泡泵（14）的下方，加热器（13）与气泡泵（14）相连对气泡泵（14）内的制冷剂进行加热，温度传感器（16）检测电池箱（8）内的电池组（10）的实时温度，在两组电池组（10）之间设有板式换热器（9），板式换热器（9）的接口A通过管路与气泡泵（14）的接口A连接，板式换热器（9）的接口B并联有两条管路，并联的管路的其中一条管路上设有电磁阀A（3）后连接在气泡泵（14）的接口B上，并联的管路的另一条管路上设有电磁阀B（4）后连接在翅片管式换热器（1）的进口上，翅片管式换热器（1）的出口通过回流管路（17）与气泡泵（14）的接口B上，在回流管路（17）上设有电磁阀C（12），翅片管式换热器（1）的进口位于上方、出口位于下方，气泡泵（14）的位置设置低于翅片管式换热器（1）。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车电池箱温控系统，其特征在于：板式换热器（9）与电池组（10）之间紧贴有导热硅胶片（5）。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车电池箱温控系统，其特征在于：电池箱（8）的内表面上铺设有绝缘绝热材料。
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