CN110620280A - 一种电动汽车电池温控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车电池温控装置，包括水箱8、水泵2、TEC半导体6、电磁阀3、电磁阀4、水排5、散热铜管7、电池箱9、温度继电器1。其利用半导体材料的帕尔贴效应和浸泡式散热制成，水通过水箱8的出水口经由水泵2流出以后和一个三通阀链接，三通阀出水口链接一个电磁阀4，然后直接通入水排5，水排5一般安装在电动汽车迎风处，借助电动汽车的迎风来增强散热效果，水排5出水口接在TEC半导体6入水口，最后在通入散热铜管7组件。三通阀出水口2链接一个电磁阀3，然后接入TEC半导体6,最后通入散热铜管7。三通阀多路水管控制是和主动热控模块配合使用，主要是通过电磁阀的通闭和温度传感器的信号识别进行工作。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电池领域，更具体地说，涉及一种电动汽车电池温控装置。
背景技术
环境污染和能源的短缺，是当今汽车产业发展所面临的两大重要挑战。电动汽车作为新能源汽车的典型代表，无疑是汽车发展进程中的一个重要标志。
电动汽车上的动力电池组由若干个电池包组成，每个电池包又由电池单体紧密排列串联而成的，当电池进行充放电时，电池会产生大量的热量，如果不及时将热量散出，或者散热不均匀时，会造成电池组局部温度过高，使得电池性能急剧恶化，如果在寒冷的冬季，室外温度极低的情况下，电池也不能进行正常的充放电，这些都使得电池无法正常工作。
目前为止，动力电池热管理系统的冷却方式主要有：空气冷却、液体冷却、热管冷却及相变材料冷却，工程应用以风冷形势为主，逐步开始有液体循环冷却。
自然对流冷却很大程度上依赖外部环境的温度，冷却的效果不太明显，而强迫对流冷虽然可以根据实际使用情况通过采取改变通风量等措施来达到所希望的冷却效果，但是很难将风完全均匀的作用在物体加热和散热表面。虽然液体的换热效果比空气好，但是不足之处在于需要液体介质流程空间，以及外部散热循环系统，密封性要求高，重量大，结构相对复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电动汽车电池温控装置，该温控系统根据不同的温度，采用不同的温控措施，实现加热和制冷的目的，有效节省能量，避免不必要的能量消耗，提高了传热效率，保证电池箱内各电池单体之间保持温度均一，有效改善电池的电化学性能和使用寿命，避免热失控隐患。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：1.一种电动汽车电池温控装置，其特征在于：包括水箱、水泵、TEC半导体组件、三通阀、电磁阀3、电磁阀4、水排、散热铜管、电池箱、变压器油、温度继电器。所述水箱设有进水口、出水口和注水口，所述水泵的进水口通过软管与所述水箱的出水口相连，所述三通阀通过软管与所述水泵的出水口相连，所述电磁阀4与所述三通阀相连，所述水排的进水口通过软管与所述电磁阀4相连，所述水排的出水口通过软管与所述TEC半导体的进水口相连，所述电磁阀3与所述三通阀相连，所述电磁阀3的出水口通过软管与所述TEC半导体组件的进水口相连，所述TEC半导体组件的出水口与所述铜管的进水口相连，所述铜管的出水口通过软管与所述水箱的进水口相连。
进一步地，所述散热铜管为U形，多根所述散热铜管并排安装在所述电池箱内部的电池组上方。
进一步地，所述水排安装在电动汽车前方迎风处。
进一步地，所述电池箱内充满所属变压器油，所述散热铜管和电池组浸没在所述变压器油内。
进一步地，所述温度继电器、所述电磁阀3、所述电磁阀4和所述三通阀组成多水路智能温控系统。
本发明的有益效果为：当环境温度低于5摄氏度时，电磁阀3打开，电磁阀4闭合，冷却液不经过水排，此时直接进入TEC半导体组件，此时TEC半导体通电，进行加热工作，可以更好的给动力锂电池组加热。当电池箱温度为5摄氏度到25摄氏度时，此时温度适宜，适合动力电池工作，此散热系统不工作。当环境温度为25摄氏度至35摄氏度时，电磁阀3闭合，电磁阀4打开，冷却液直接进入水排，此时TEC半导体不通电。因为此时的环境温度比较适宜，利用环境温度和借助电动汽车的迎风来增强散热效果和冷却效果，足够散发掉动力锂电池组生产的热量。达到节约能源的效果。当环境温度为35摄氏度以上时，电磁阀3闭合，电磁阀4打开，冷却液经过水排进入TEC半导体组件，此时TEC半导体通电，进行制冷工作，此时利用TEC半导体主动制冷和利用环境温度的冷却效果，可以更好的散发掉动力锂电池组生产的热量。该温控系统使电池单体在合适的温度下工作，保证电池组和电池单体温度的均匀性，使电池组和电池单体处于比较均匀的温度场中。电池热管理有电池冷却和电池加热两种，高温需要冷却，低温需要加热，使电池在正常的温度工作范围内。
附图说明
图1是TEC强化浸泡式电动汽车动力锂电池温控系统结构图；
图2是TEC强化浸泡式电动汽车动力锂电池温控系统俯视图
图中：1、温度继电器，2、水泵，3、电磁阀，4、电磁阀，5、水排，6、TEC半导体，7、散热铜管，8、水箱，9、电池箱，10、三通阀，11、变压器油。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本书用新型的技术方案和优点进行清楚、完整的描述。但是应该理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
如图1所示本具体实施例采用如下技术方案，一种电动汽车电池温控装置，其特征在于：包括水箱8、水泵2、TEC半导体组件6、三通阀10、电磁阀3、电磁阀4、水排5、散热铜管7、电池箱9、变压器油11、温度继电器1。所述水箱8设有进水口、出水口和注水口，所述水泵2的进水口通过软管与所述水箱8的出水口相连，所述三通阀10通过软管与所述水泵2的出水口相连，所述电磁阀4与所述三通阀10相连，所述水排5的进水口通过软管与所述电磁阀4相连，所述水排5的出水口通过软管与所述TEC半导体6的进水口相连，所述电磁阀3与所述三通阀10相连，所述电磁阀3的出水口通过软管与所述TEC半导体组件6的进水口相连，所述TEC半导体组件6的出水口与所述铜管7的进水口相连，所述铜管7的出水口通过软管与所述水箱8的进水口相连。
本实施例中，所述散热铜管7为U形，多根所述散热铜管7并排安装在所述电池箱9内部的电池组上方，U形铜管7增大接触面积，提高换热效率。
本实施例中，所述水排5安装在电动汽车前方迎风处，借助电动汽车的迎风来增强散热效果，最后在通入散热铜管7。
本实施例采用浸泡式散热，所述电池箱9内充满所属变压器油11，所述散热铜管7和电池组浸没在所述变压器油11内。
浸没式冷却简化了这些散热设计并提高了传热效率。电池单体均浸没于其内的液态物质，并且该液态物质是闪点高的吸热材料。一方面使电池包一直处于适宜的使用环境，及时带走电池包运行过程产生的大量热量。另一方面使电池包内各电池单体之间保持温度均一、避免由于温差过大导致的电池压差，不仅可以有效改善电池的电化学性能和使用寿命，而且可以避免局部过热导致的热失控隐患。
本实施例中浸泡液为变压器油11，变压器油11的主要作用：(1)绝缘作用：变压器油11具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。(2)散热作用：变压器油11的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。(3)消弧作用：在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油11导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。
本发明采用的TEC半导体组件6，芯片的下方设置有散热翅片。由于半导体的原理就是热泵效应，因此必须将半导体芯片传递过来的热量及时的散发出去，否则容易烧坏芯片。为了增强翅片的散热效果，在翅片的两头分别加装两个风扇，一段风扇吸风，一段风扇吹风，使翅片的温度能够高效的散发出去。半导体组件不仅可以制冷，还可以制热，操作控制十分简单，只需要改变电流方向即可。为了可以实现智能控制的目的，本设计采用了温度控制正负切换模块，可以根据预设的温度，通过传感器识别温度信号，从而自动实现TEC制冷和加热的功能。
本实施例中，所述温度继电器1、所述电磁阀3、所述电磁阀4和所述三通阀10组成多水路智能温控系统。能够根据不同的温度，采用不同的温控措施，可以有效节省能量，避免不必要的能量消耗，同时又具有较好的温控效果。
本实施例中，智能温控系统工作方式为，当环境温度低于5摄氏度时，电磁阀3打开，电磁阀4闭合，冷却液不经过水排5，此时直接进入TEC半导体组件6，此时TEC半导体6通电，进行加热工作，可以更好的给动力锂电池组加热。当电池箱温度为5摄氏度到25摄氏度时，此时温度适宜，适合动力电池工作，此散热系统不工作。当环境温度为25摄氏度至35摄氏度时，电磁阀3闭合，电磁阀4打开，冷却液直接进入水排5，此时TEC半导体6不通电。因为此时的环境温度比较适宜，利用环境温度和借助电动汽车的迎风来增强散热效果和冷却效果，足够散发掉动力锂电池组生产的热量。达到节约能源的效果。当环境温度为35摄氏度以上时，电磁阀3闭合，电磁阀4打开，冷却液经过水排5进入TEC半导体组件6，此时TEC半导体6通电，进行制冷工作，此时利用TEC半导体6主动制冷和利用环境温度的冷却效果，可以更好的散发掉动力锂电池组生产的热量。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明并不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电动汽车电池温控装置，其特征在于：包括水箱8、水泵2、TEC半导体组件6、三通阀10、电磁阀3、电磁阀4、水排5、散热铜管7、电池箱9、变压器油11、温度继电器1。所述水箱8设有进水口、出水口和注水口，所述水泵2的进水口通过软管与所述水箱8的出水口相连，所述三通阀10通过软管与所述水泵2的出水口相连，所述电磁阀4与所述三通阀10相连，所述水排5的进水口通过软管与所述电磁阀4相连，所述水排5的出水口通过软管与所述TEC半导体6的进水口相连，所述电磁阀3与所述三通阀10相连，所述电磁阀3的出水口通过软管与所述TEC半导体组件6的进水口相连，所述TEC半导体组件6的出水口与所述铜管7的进水口相连，所述铜管7的出水口通过软管与所述水箱8的进水口相连。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池温控装置，其特征在于，所述散热铜管7为U形，多根所述散热铜管7并排安装在所述电池箱9内部的电池组上方。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池温控装置，其特征在于，所述水排5安装在电动汽车前方迎风处。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池温控装置，其特征在于，所述电池箱内9充满所属变压器油11，所述散热铜管7和电池组浸没在所述变压器油11内。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池温控装置，其特征在于，所述温度继电器1、所述电磁阀3、所述电磁阀4和所述三通阀10组成多水路智能温控系统。
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Cited By (3)
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