CN112834558A - 电池冷却系统测试台及电池冷却系统的测试方法 - Google Patents

电池冷却系统测试台及电池冷却系统的测试方法 Download PDF

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何贤
沙海建
钱程
胡静
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Abstract

本发明提供了一种电池冷却系统测试台及电池冷却系统的测试方法。其中,电池冷却系统测试台包括:冷却模块,包括压缩机和与压缩机的排气口连接的冷凝器;节流模块,与冷凝器连接;测试模块,与节流模块连接,测试模块包括蒸发器和风机,风机的出风口朝向蒸发器设置;其中,节流模块与蒸发器连接,以使节流模块内的冷媒进入蒸发器内,经由蒸发器再次进入进气口内。本发明有效地解决了现有技术中直冷机组的换热量测试效率较低的问题。

Description

电池冷却系统测试台及电池冷却系统的测试方法
技术领域
本发明涉及车载电池技术领域,具体而言,涉及一种电池冷却系统测试台及电池冷却系统的测试方法。
背景技术
目前,纯电客车、大巴车、物流车、重卡或轻卡通常使用动力电池进行驱动。其中,动力电池在充、放电过程中释放较多的热量,需要对动力电池进行冷却。
在现有技术中,为了对动力电池进行冷却,通常采用直冷的方式对动力电池进行冷却,即采用直冷机组对冷媒进行冷却,冷却后的冷媒与电池包进行换热,以对电池包进行冷却。通常地,在直冷机组投入使用前,需要对直冷机组进行测试,即将动力电池与直冷机组连接,以通过使得动力电池进行充、放电而改变动力电池的表面温度,以测试直冷机组对动力电池的换热量。
然而,对动力电池进行充、放电的设备较为昂贵,且动力电池的充、放电耗时较长,影响直冷机组的测试效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电池冷却系统测试台及电池冷却系统的测试方法,以解决现有技术中直冷机组的换热量测试效率较低的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种电池冷却系统测试台,包括:冷却模块,包括压缩机和与压缩机的排气口连接的冷凝器;节流模块,与冷凝器连接;测试模块,与节流模块连接,测试模块包括蒸发器和风机,风机的出风口朝向蒸发器设置;其中,节流模块与蒸发器连接,以使节流模块内的冷媒进入蒸发器内,经由蒸发器再次进入进气口内。
进一步地,测试模块为一个或多个,当测试模块为多个时,多个测试模块并联设置。
进一步地,冷却模块还包括:气液分离器,与蒸发器和压缩机均连接且位于蒸发器与进气口之间。
进一步地,风机设置在蒸发器的第一侧,测试模块还包括:风速仪,风速仪设置在第一侧或蒸发器的第二侧,以用于检测从出风口吹出的气体流速;第一温度检测装置,第一温度检测装置设置在第一侧,以用于检测蒸发器朝向出风口一侧的第一表面温度;第二温度检测装置,第二温度检测装置设置在第二侧,以用于检测蒸发器背离出风口一侧的第二表面温度。
进一步地,电池冷却系统测试台还包括:显示装置,与风速仪、第一温度检测装置及第二温度检测装置均连接,以用于显示风速仪、第一温度检测装置及第二温度检测装置的检测数值。
进一步地,电池冷却系统测试台还包括:第一管路,蒸发器的一侧通过第一管路与节流模块连接;第二管路,蒸发器的另一侧通过第二管路与节流模块连接;制冷剂存储装置,设置在第一管路和/或第二管路上,制冷剂存储装置具有对第一管路和/或第二管路进行抽真空的第一工作状态,制冷剂存储装置具有向第一管路和/或第二管路注入制冷剂的第二工作状态;其中,待电池冷却系统测试台完成测试后,制冷剂存储装置还具有抽吸第一管路和/或第二管路内的制冷剂的第三工作状态。
根据本发明的另一方面,提供了一种电池冷却系统的测试方法,应用于上述的电池冷却系统测试台,电池冷却系统的测试方法包括:步骤S1:启动电池冷却系统测试台的压缩机和风机;步骤S2:调整风机的转速,以对吹向电池冷却系统测试台的蒸发器的风量进行调整,以模拟不同发热量的电池包向电池包的冷板进行传热;步骤S3:获取风机的转速数据以及蒸发器的温度数据,根据转速数据和温度数据获取蒸发器的换热量Q。
进一步地,在步骤S3中,电池冷却系统测试台的风速仪检测到实时风速值V,电池冷却系统测试台的第一温度检测装置检测到蒸发器的第一表面具有第一温度值T1,电池冷却系统测试台的第二温度检测装置检测到蒸发器的第二表面具有第二温度值T2,通过实时风速值V、第一温度值T1及第二温度值T2得出蒸发器的换热量Q。
进一步地,电池冷却系统的测试方法还包括位于步骤S1之前的步骤S0:启动电池冷却系统测试台的制冷剂存储装置,控制制冷剂存储装置处于第一工作状态,经过预设时间后,控制制冷剂存储装置由第一工作状态切换为第二工作状态。
进一步地,电池冷却系统的测试方法还包括位于步骤S3后的步骤S4:关闭压缩机和风机,控制制冷剂存储装置处于第三工作状态,以对电池冷却系统测试台内的制冷剂进行回收、存储。
应用本发明的技术方案,使用蒸发器模拟电池包冷板,由于电池冷却系统测试台所处环境中空气的温度高于蒸发器的表面温度,则风机朝向蒸发器吹风可以模拟电池包向电池包冷板散热,以通过调整风机的转速,即可模拟不同热负荷的电池包。这样,通过测试模块模拟电池包和电池包冷板,无需使用电池包即可对冷却模块的换热效率及换热量进行测试,一方面降低了测试费用,另一方面缩短了测试耗时,提升了测试效率,进而解决了现有技术中直冷机组的换热量测试效率较低的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的电池冷却系统测试台的实施例的结构示意图;
图2示出了图1中的电池冷却系统测试台的A处放大示意图;以及
图3示出了图1中的电池冷却系统测试台的冷却模块的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、冷却模块;11、压缩机;12、冷凝器;13、气液分离器;14、风扇;20、节流模块;30、测试模块;31、蒸发器;32、风机;33、风速仪;34、第一温度检测装置;35、第二温度检测装置;40、第一管路;50、第二管路;60、制冷剂存储装置。
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。
需要指出的是,除非另有指明,本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的,或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的;同样地,为便于理解和描述,“左、右”通常是针对附图所示的左、右;“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外,但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中直冷机组的换热量测试效率较低的问题,本申请提供了一种电池冷却系统测试台及电池冷却系统的测试方法。
如图1至图3所示,电池冷却系统测试台包括冷却模块10、节流模块20及测试模块30。冷却模块10包括压缩机11和与压缩机11的排气口连接的冷凝器12。节流模块20与冷凝器12连接。测试模块30与节流模块20连接,测试模块30包括蒸发器31和风机32,风机32的出风口朝向蒸发器31设置。其中,节流模块20与蒸发器31连接,以使节流模块20内的冷媒进入蒸发器31内,经由蒸发器31再次进入进气口内。
应用本实施例的技术方案,使用蒸发器31模拟电池包冷板,由于电池冷却系统测试台所处环境中空气的温度高于蒸发器31的表面温度,则风机32朝向蒸发器31吹风可以模拟电池包向电池包冷板散热,以通过调整风机32的转速,即可模拟不同热负荷的电池包。这样,通过测试模块30模拟电池包和电池包冷板,无需使用电池包即可对冷却模块10的换热效率及换热量进行测试,一方面降低了测试费用,另一方面缩短了测试耗时,提升了测试效率,进而解决了现有技术中直冷机组的换热量测试效率较低的问题。
在本实施例中,以通过调整风机32的转速,即可模拟电池包的充、放电,与现有技术中直接使用电池包进行测试相比,本实施例中的电池冷却系统测试台无需等待电池包温升(电池包温升时间往往在30min以上),避免电能浪费。
可选地,测试模块30为一个或多个,当测试模块30为多个时,多个测试模块30并联设置。如图1所示,测试模块30为四个,四个测试模块30并联设置,则四个测试模块30可以同时对冷却模块10的换热量及换热效率进行测试,进而提升了电池冷却系统测试台的测试效率。
需要说明的是,测试模块30的个数不限于此。可选地,测试模块30为一个、或两个、或三个、或五个。
如图3所示,冷却模块10还包括气液分离器13。其中,气液分离器13与蒸发器31和压缩机11均连接且位于蒸发器31与进气口之间。这样,制冷剂从压缩机11的排气口排出至冷凝器12内,从冷凝器12排出的制冷剂经过节流模块20后流入蒸发器31内,从蒸发器31排出的制冷剂进入气液分离器13内,制冷剂在气液分离器13内完成气液分离后,气态制冷剂进入压缩机11的进气口内。
如图1和图2所示,风机32设置在蒸发器31的第一侧,测试模块30还包括风速仪33、第一温度检测装置34及第二温度检测装置35。其中,风速仪33设置在蒸发器31的第二侧,以用于检测从出风口吹出的气体流速。第一温度检测装置34设置在第一侧,以用于检测蒸发器31朝向出风口一侧的第一表面温度。第二温度检测装置35设置在第二侧,以用于检测蒸发器31背离出风口一侧的第二表面温度。这样,风速仪33用于检测从出风口吹出的气体流速,第一温度检测装置34用于检测蒸发器31的第一表面温度,第二温度检测装置35用于检测蒸发器31的第二表面温度,通过第一表面温度和第二表面温度的温差值和气体流速得出蒸发器31的换热量。
具体地,风机32为可变频风机,调整可变频风机的转速,即可模拟电池包的不同热负荷。风机32设置在蒸发器31的第一侧,蒸发器31具有与风机32接触的换热面,换热面的面积S与气体流速V之间的乘积得出风机32的质量流量M(流量),通过第一表面温度和第二表面温度之间的差值得出温差Δt,以通过质量流量M及温差Δt得出蒸发器31的换热量Q,通过换热量Q检测冷却模块10的冷却性能。
需要说明的是,风速仪33的设置位置不限于此。可选地,风速仪33设置在第一侧。
可选地,电池冷却系统测试台还包括显示装置。其中,显示装置与风速仪33、第一温度检测装置34及第二温度检测装置35均连接,以用于显示风速仪33、第一温度检测装置34及第二温度检测装置35的检测数值。这样,显示装置能够显示风速仪检测到的实时风速值V、第一温度检测装置检测到的第一温度值T1及第二温度检测装置检测到的第二温度值T2,便于工作人员获取上述参数,提升了用户使用体验。
如图1所示,电池冷却系统测试台还包括第一管路40、第二管路50及制冷剂存储装置60。其中,蒸发器31的一侧通过第一管路40与节流模块20连接。蒸发器31的另一侧通过第二管路50与节流模块20连接。制冷剂存储装置60设置在第一管路40上,制冷剂存储装置60具有对第一管路40进行抽真空的第一工作状态,制冷剂存储装置60具有向第一管路40注入制冷剂的第二工作状态。其中,待电池冷却系统测试台完成测试后,制冷剂存储装置60还具有抽吸第一管路40内的制冷剂的第三工作状态。这样,上述设置能够实现制冷剂的抽取、存放,避免造成制冷剂浪费。
具体地,在压缩机11启动之前,制冷剂存储装置60处于第一工作状态,以对第一管路40内的空气进行抽真空操作。待制冷剂存储装置60完成抽真空操作后,操作制冷剂存储装置60,以使其处于第二工作状态,进而对第一管路40进行注制冷剂操作。待完成制冷剂的注入后,启动压缩机11,此时制冷剂存储装置60无需运行。
具体地,待电池冷却系统测试台完成测试后,操作制冷剂存储装置60,以使制冷剂存储装置60处于第三工作状态,以对第一管路40内的制冷剂进行抽取、存放,避免制冷剂浪费。
在附图中未示出的其他实施方式中,制冷剂存储装置设置在第二管路上,制冷剂存储装置具有对第二管路进行抽真空的第一工作状态,制冷剂存储装置具有向第二管路注入制冷剂的第二工作状态。其中,待电池冷却系统测试台完成测试后,制冷剂存储装置还具有抽吸第二管路内的制冷剂的第三工作状态。具体地,在压缩机启动之前,制冷剂存储装置处于第一工作状态,以对第一管路内的空气进行抽真空操作。待制冷剂存储装置完成抽真空操作后,操作制冷剂存储装置,以使其处于第二工作状态,进而对第一管路进行注制冷剂操作。待完成制冷剂的注入后,启动压缩机,此时制冷剂存储装置无需运行。待电池冷却系统测试台完成测试后,操作制冷剂存储装置,以使制冷剂存储装置处于第三工作状态,以对第一管路内的制冷剂进行抽取、存放,避免制冷剂浪费。
本申请还提供了一种电池冷却系统的测试方法,应用于上述的电池冷却系统测试台,电池冷却系统的测试方法包括:
步骤S1:启动电池冷却系统测试台的压缩机和风机;
步骤S2:调整风机的转速,以对吹向电池冷却系统测试台的蒸发器的风量进行调整,以模拟不同发热量的电池包向电池包的冷板进行传热;
步骤S3:获取风机的转速数据以及蒸发器的温度数据,根据转速数据和温度数据获取蒸发器的换热量Q。
具体地,使用蒸发器31模拟电池包冷板,由于电池冷却系统测试台所处环境中空气的温度高于蒸发器31的表面温度,则风机32朝向蒸发器31吹风可以模拟电池包向电池包冷板散热,以通过调整风机32的转速,即可模拟不同热负荷的电池包。这样,通过测试模块30模拟电池包和电池包冷板,无需使用电池包即可对冷却模块10的换热效率及换热量进行测试,一方面降低了测试费用,另一方面缩短了测试耗时,提升了测试效率,进而解决了现有技术中直冷机组的换热量测试效率较低的问题。
在本实施例中,在步骤S3中,电池冷却系统测试台的风速仪检测到实时风速值V,电池冷却系统测试台的第一温度检测装置检测到蒸发器的第一表面具有第一温度值T1,电池冷却系统测试台的第二温度检测装置检测到蒸发器的第二表面具有第二温度值T2,通过实时风速值V、第一温度值T1及第二温度值T2得出蒸发器的换热量Q。
具体地,换热量Q由以下公式得出:
Q=M*ρ*c*Δt (式1)
M=V*S (式2)
其中,M为质量流量(流速),ρ为空气密度,c为空气比热容,Δt为第一温度值T1与第二温度值T2之差,S为换热面的面积。
在本实施例中,电池冷却系统的测试方法还包括位于步骤S1之前的步骤S0:启动电池冷却系统测试台的制冷剂存储装置,控制制冷剂存储装置处于第一工作状态,经过预设时间后,控制制冷剂存储装置由第一工作状态切换为第二工作状态。
具体地,在压缩机11启动之前,制冷剂存储装置60处于第一工作状态,以对第一管路40内的空气进行抽真空操作。待制冷剂存储装置60完成抽真空操作后,操作制冷剂存储装置60,以使其处于第二工作状态,进而对第一管路40进行注制冷剂操作。待完成制冷剂的注入后,启动压缩机11,此时制冷剂存储装置60无需运行。
在本实施例中,电池冷却系统的测试方法还包括位于步骤S3后的步骤S4:关闭压缩机和风机,控制制冷剂存储装置处于第三工作状态,以对电池冷却系统测试台内的制冷剂进行回收、存储。
具体地,待电池冷却系统测试台完成测试后,操作制冷剂存储装置60,以使制冷剂存储装置60处于第三工作状态,以对第一管路40内的制冷剂进行抽取、存放,避免制冷剂浪费。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
使用蒸发器模拟电池包冷板,由于电池冷却系统测试台所处环境中空气的温度高于蒸发器的表面温度,则风机朝向蒸发器吹风可以模拟电池包向电池包冷板散热,以通过调整风机的转速,即可模拟不同热负荷的电池包。这样,通过测试模块模拟电池包和电池包冷板,无需使用电池包即可对冷却模块的换热效率及换热量进行测试,一方面降低了测试费用,另一方面缩短了测试耗时,提升了测试效率,进而解决了现有技术中直冷机组的换热量测试效率较低的问题。
显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池冷却系统测试台,其特征在于,包括:
冷却模块(10),包括压缩机(11)和与所述压缩机(11)的排气口连接的冷凝器(12);
节流模块(20),与所述冷凝器(12)连接;
测试模块(30),与所述节流模块(20)连接,所述测试模块(30)包括蒸发器(31)和风机(32),所述风机(32)的出风口朝向所述蒸发器(31)设置;
其中,所述节流模块(20)与所述蒸发器(31)连接,以使所述节流模块(20)内的冷媒进入所述蒸发器(31)内,经由所述蒸发器(31)再次进入所述进气口内。
2.根据权利要求1所述的电池冷却系统测试台,其特征在于,所述测试模块(30)为一个或多个,当所述测试模块(30)为多个时,多个所述测试模块(30)并联设置。
3.根据权利要求1所述的电池冷却系统测试台,其特征在于,所述冷却模块(10)还包括:
气液分离器(13),与所述蒸发器(31)和所述压缩机(11)均连接且位于所述蒸发器(31)与所述进气口之间。
4.根据权利要求1所述的电池冷却系统测试台,其特征在于,所述风机(32)设置在所述蒸发器(31)的第一侧,所述测试模块(30)还包括:
风速仪(33),所述风速仪(33)设置在所述第一侧或所述蒸发器(31)的第二侧,以用于检测从所述出风口吹出的气体流速;
第一温度检测装置(34),所述第一温度检测装置(34)设置在所述第一侧,以用于检测所述蒸发器(31)朝向所述出风口一侧的第一表面温度;
第二温度检测装置(35),所述第二温度检测装置(35)设置在所述第二侧,以用于检测所述蒸发器(31)背离所述出风口一侧的第二表面温度。
5.根据权利要求4所述的电池冷却系统测试台,其特征在于,所述电池冷却系统测试台还包括:
显示装置,与所述风速仪(33)、所述第一温度检测装置(34)及第二温度检测装置(35)均连接,以用于显示所述风速仪(33)、所述第一温度检测装置(34)及第二温度检测装置(35)的检测数值。
6.根据权利要求1所述的电池冷却系统测试台,其特征在于,所述电池冷却系统测试台还包括:
第一管路(40),所述蒸发器(31)的一侧通过所述第一管路(40)与所述节流模块(20)连接;
第二管路(50),所述蒸发器(31)的另一侧通过所述第二管路(50)与所述节流模块(20)连接;
制冷剂存储装置(60),设置在所述第一管路(40)和/或所述第二管路(50)上,所述制冷剂存储装置(60)具有对所述第一管路(40)和/或所述第二管路(50)进行抽真空的第一工作状态,所述制冷剂存储装置(60)具有向所述第一管路(40)和/或所述第二管路(50)注入制冷剂的第二工作状态;其中,待所述电池冷却系统测试台完成测试后,所述制冷剂存储装置(60)还具有抽吸所述第一管路(40)和/或所述第二管路(50)内的制冷剂的第三工作状态。
7.一种电池冷却系统的测试方法,其特征在于,应用于权利要求1至6中任一项所述的电池冷却系统测试台,所述电池冷却系统的测试方法包括:
步骤S1:启动所述电池冷却系统测试台的压缩机和风机;
步骤S2:调整所述风机的转速,以对吹向所述电池冷却系统测试台的蒸发器的风量进行调整,以模拟不同发热量的电池包向电池包的冷板进行传热;
步骤S3:获取所述风机的转速数据以及所述蒸发器的温度数据,根据所述转速数据和所述温度数据获取所述蒸发器的换热量Q。
8.根据权利要求7所述的电池冷却系统的测试方法,其特征在于,在步骤S3中,所述电池冷却系统测试台的风速仪检测到实时风速值V,所述电池冷却系统测试台的第一温度检测装置检测到所述蒸发器的第一表面具有第一温度值T1,所述电池冷却系统测试台的第二温度检测装置检测到所述蒸发器的第二表面具有第二温度值T2,通过所述实时风速值V、所述第一温度值T1及所述第二温度值T2得出所述蒸发器的换热量Q。
9.根据权利要求7所述的电池冷却系统的测试方法,其特征在于,所述电池冷却系统的测试方法还包括位于所述步骤S1之前的步骤S0:
启动所述电池冷却系统测试台的制冷剂存储装置,控制所述制冷剂存储装置处于第一工作状态,经过预设时间后,控制所述制冷剂存储装置由所述第一工作状态切换为第二工作状态。
10.根据权利要求9所述的电池冷却系统的测试方法,其特征在于,所述电池冷却系统的测试方法还包括位于步骤S3后的步骤S4:
关闭所述压缩机和所述风机,控制所述制冷剂存储装置处于第三工作状态,以对所述电池冷却系统测试台内的制冷剂进行回收、存储。
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