CN114824570A - 一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统,包括外壳体，外壳体内设有中间壳体，且中间壳体内设有内壳体，内壳体与中间壳体之间密封形成水冷腔，且中件壳体与外壳体之间形成风冷外腔，外壳体的外侧设有换热器，换热器的两端分别通过出水管和进水管与水冷腔连接，内壳体内设有电池组件，电池组件与内壳体之间形成风冷内腔，水冷腔内设有输风通道，且输风通道均匀设有多组，输风通道的两端分别贯穿中间壳体和内壳体，本发明采用使冷却循环系统水冷循环与风冷循环能够独立运行的方式，且水冷循环的冷却效果显著提升，风冷循环运行时能够有效避免冷空气、热空气混合而降低风冷冷却效率的情况发生，整体冷却效率高、切换自由、能耗低。

Description

一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统。
背景技术
目前，电动汽车具有低污染、低噪声、使用新能源等优点，已成为城市交通系统的一个重要组成部分，从现在使用的情况来看，电动汽车拥有广阔的前景，但是，现在的电动汽车还存在一些不足：例如电动汽车主要的动力来源动力电池，它必须在适宜的温度内才能发挥最佳的性能，而其适宜的温度通常为10-35℃，如果没有相应的冷却设备，汽车行驶过程中动力电池的温度很快就会超过35℃，一旦动力电池过热，不仅会影响电池本身的性能，缩短其使用寿命，而且还会影响电动汽车行车的安全；
目前，电动汽车动力电池冷却方式一般为风冷方式、水冷方式或风冷与水冷混合的方式，如公告号为CN108767363B的中国专利，公开了一种采用风冷与水冷混合方式的新能源汽车动力电池冷却系统，包括散热底座、顶板、电池固定框和防尘板，散热底座中间部位内置圆柱型凹槽，圆柱型凹槽内设置双向螺旋板，散热底座底端设置进气孔，进气孔通过软管与输气泵相连接；进气孔位于散热底座底端的中心位置，进气孔与双向螺旋板相通，散热底座顶面上均匀设置有出气孔，出气孔数量为多个，顶板位于散热底座上方，顶板上对称设置有进气孔、出气孔和双向螺旋板，电池固定框安装在散热底座和顶板之间，电池固定框侧面设置透气孔，防尘板位于散热底座和顶板之间，防尘板位于电池固定框的外侧，本发明能够对电池进行高效散热，同时实现电池的有效防护；
然而，上述的新能源汽车动力电池冷却系统在外界温度较低时能够良好运行，但在外界温度较高时风冷方式无法达到预期的冷却效果，而水冷方式由于距离和护壳阻热影响导致冷却效率低下，所有导致现有的新能源汽车动力电池冷却系统应用受限，无法大范围的推广与应用；此外，现有的新能源汽车动力电池冷却系统在使用过程中的能耗较高，在一定程度上影响了电动汽车的续航能力，因此本发明提出一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，该种新能源汽车的供电电池冷却循环系统具有冷却效率高、切换自由的优点，解决现有技术中冷却效果差的问题。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：包括外壳体，所述外壳体内设有中间壳体，且中间壳体内设有内壳体，所述内壳体与中间壳体之间密封形成水冷腔，且中件壳体与外壳体之间形成风冷外腔，所述外壳体的外侧设有换热器，所述换热器的两端分别通过出水管和进水管与水冷腔连接，所述内壳体内设有电池组件，所述电池组件与内壳体之间形成风冷内腔，所述水冷腔内设有输风通道，且输风通道均匀设有多组，所述输风通道的两端分别贯穿中间壳体和内壳体，并与风冷外腔和风冷内腔连通，所述中间壳体的前后两侧均通过隔板与外壳体连接，并将风冷外腔隔成输入风腔和输出风腔，所述外壳体上设有送风管和排风管，且送风管和排风管分别与输入风腔和输出风腔连通。
进一步改进在于：所述送风管远离外壳体的一端安装有第一三通阀，所述第一三通阀上安装有第一支管和第二支管，所述第一支管和第二支管均通过第一三通阀与送风管连通，所述送风管上安装有风泵。
进一步改进在于：所述排风管远离外壳体的一端安装有第二三通阀，所述第二三通阀上安装有第三支管和第四支管，所述第三支管和第四支管均通过第二三通阀与排风管连接。
进一步改进在于：还包括有处理器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器安装在风冷内腔内，所述第二温度传感器安装在送风管内，所述第一温度传感器和第二温度传感器均与处理器电性连接。
进一步改进在于：所述处理器内置有启闭阈值，当第二温度传感器检测的第二温度值大于等于启闭阈值时，若第一温度传感器检测的第一温度值大于或等于第二温度传感器检测的第二温度值，处理器的输出仅控制水冷循环启动的冷水启动信号，若第一温度传感器检测的第一温度值小于第二温度传感器检测的第二温度值，处理器输出控制风冷循环启动的风冷启动信号或输出控制风冷循环、水冷循环共同启动的混合启动信号。
进一步改进在于：所述处理器内还内置有模式阈值，所述模式阈值大于启闭阈值，当第一温度传感器检测的第一温度值大于模式阈值时，处理器输出风冷启动信号，当第一温度传感器检测的第一温度值小于或等于模式阈值时，处理器输出混合启动信号。
进一步改进在于：所述所述内壳体为半导体制冷片，半导体制冷片朝向风冷内腔的一侧为冷端，朝向水冷腔的一侧为热端，当水冷循环启动时，半导体制冷片启动。
进一步改进在于：所述风冷内腔的内壁设有垫块，且垫块均匀设有多组，多组所述垫块与电池组件接触。
进一步改进在于：所述中间壳体、外壳体和输风通道均由隔热材料制备而成。
本发明的有益效果为：该种新能源汽车的供电电池冷却循环系统采用使冷却循环系统水冷循环与风冷循环能够独立运行的方式，且水冷循环的冷却效果显著提升，风冷循环运行时能够有效避免冷空气、热空气混合而降低风冷冷却效率的情况发生，整体冷却效率高、切换自由、能耗低，同时能够根据需求灵活控制风冷循环的两种运行模式，有效利用了车载空调系统的低温空气和电池组件冷却过程出现的热空气，达到能源二次利用，有效降低了电池组件运行过程中的能耗，提高了整体续航能力，并且能够使得风冷循环完全脱离车载空调系统进行独立冷却，不受车载空调运行的限制，还可以能够根据电池组件和送风管输入空气的两个温度值选择相应的冷却模式，避免风冷循环、水冷循环在电池组件冷却需求不强时重复工作而提高能耗的情况发生。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
其中：1、外壳体；2、中间壳体；3、内壳体；4、水冷腔；5、换热器；6、出水管；7、进水管；8、电池组件；9、风冷内腔；10、输风通道；11、隔板；12、输入风腔；13、输出风腔；14、送风管；15、排风管；16、第一三通阀；17、第一支管；18、第二支管；19、风泵；20、第二三通阀；21、第三支管；22、第四支管；23、第一温度传感器；24、第二温度传感器；25、垫块。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1所示，本实施例提出了一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，包括外壳体1，外壳体1内设有中间壳体2，且中间壳体2内设有内壳体3，内壳体3与中间壳体2之间密封形成水冷腔4，且中件壳体2与外壳体1之间形成风冷外腔，外壳体1的外侧设有换热器5，换热器5的两端分别通过出水管6和进水管7与水冷腔4连接，冷却液依次流经进水管7、水冷腔4、出水管6、换热器5、进水管7形成水冷循环，内壳体3内设有电池组件8，电池组件8与内壳体3之间形成风冷内腔9，水冷腔4内设有输风通道10，且输风通道10均匀设有多组，输风通道10的两端分别贯穿中间壳体2和内壳体3，并与风冷外腔和风冷内腔9连通，中间壳体2的前后两侧均通过隔板11与外壳体1连接，并将风冷外腔隔成输入风腔12和输出风腔13，外壳体1上设有送风管14和排风管15，且送风管14和排风管15分别与输入风腔12和输出风腔13连通，冷却风依次流经送风管14、输入风腔12、输风通道10、风冷内腔9、输风通道10、输出风腔13、排风管15形成风冷循环。
通过采用上述技术方案，水冷循环与风冷循环能够独立运行，且水冷循环的冷却效果显著提升，风冷循环运行时能够有效避免冷空气、热空气混合而降低风冷冷却效率的情况发生，整体冷却效率高、切换自由、能耗低。
送风管14远离外壳体1的一端安装有第一三通阀16，第一三通阀16上安装有第一支管17和第二支管18，第一支管17和第二支管18均通过第一三通阀16与送风管14连通，送风管14上安装有风泵19。
排风管15远离外壳体1的一端安装有第二三通阀20，第二三通阀20上安装有第三支管21和第四支管22，第三支管21和第四支管22均通过第二三通阀20与排风管15连接。
其中，当第一支管17连通车载空调处于制冷状态的换气排管以及第四支管22连通外界空间时，第一支管17、第一三通阀16、风冷循环、第二三通阀20、第四支管22之间形成车载内部冷气二次利用的冷风利用冷却循环；
当第二支管18连通外界空间以及第三支管21连通车载空调处于制热状态的新风进管时，第二支管18、第一三通阀16、风冷循环、第二三通阀20、第三支管21之间形成电池冷却产生的热能二次利用的热风利用冷却循环；
通过采用上述技术方案，能够根据需求灵活控制风冷循环的两种运行模式，有效利用了车载空调系统的低温空气和电池组件8冷却过程出现的热空气，达到能源二次利用，有效降低了电池组件8运行过程中的能耗，提高了整体续航能力。
当第二支管18、第四支管22均连通外界空间时，第二支管18、第一三通阀16、风冷循环、第二三通阀20、第四支管22、风泵19之间形成常规冷却循环；
通过采用上述技术方案，能够使得风冷循环完全脱离车载空调系统进行独立冷却，不受车载空调运行的限制。
还包括有处理器、第一温度传感器23和第二温度传感器24，第一温度传感器23安装在风冷内腔9内，第二温度传感器24安装在送风管14内，第一温度传感器23和第二温度传感器24均与处理器电性连接。
处理器内置有启闭阈值，当第二温度传感器24检测的第二温度值大于等于启闭阈值时，若第一温度传感器23检测的第一温度值大于或等于第二温度传感器24检测的第二温度值，处理器的输出仅控制水冷循环启动的冷水启动信号，若第一温度传感器23检测的第一温度值小于第二温度传感器24检测的第二温度值，处理器输出控制风冷循环启动的风冷启动信号或输出控制风冷循环、水冷循环共同启动的混合启动信号。
通过采用上述技术方案，能够根据电池组件和送风管输入空气的两个温度值选择相应的冷却模式，避免风冷循环、水冷循环在电池组件冷却需求不强时重复工作而提高能耗的情况发生。
处理器内还内置有模式阈值，模式阈值大于启闭阈值，当第一温度传感器23检测的第一温度值大于模式阈值时，处理器输出风冷启动信号，当第一温度传感器23检测的第一温度值小于或等于模式阈值时，处理器输出混合启动信号。
通过采用上述技术方案，能够根据具体情况准确选取相应的冷却模式。
内壳体3为半导体制冷片，半导体制冷片朝向风冷内腔9的一侧为冷端，朝向水冷腔4的一侧为热端，当水冷循环启动时，半导体制冷片启动，有效提升了水冷循环的冷却效率。
风冷内腔9的内壁设有垫块25，且垫块25均匀设有多组，多组垫块25与电池组件8接触，增强了电池组件的稳定性和抗震性能。
中间壳体2、外壳体1和输风通道10均由隔热材料制备而成，避免了风冷和水冷之间存在二次热传导的情况发生。
通过提供的冷却循环系统水冷循环与风冷循环能够独立运行，且水冷循环的冷却效果显著提升，风冷循环运行时能够有效避免冷空气、热空气混合而降低风冷冷却效率的情况发生，整体冷却效率高、切换自由、能耗低，且能够根据需求灵活控制风冷循环的三种运行模式，有效利用了车载空调系统的低温空气和电池组件8冷却过程出现的热空气，达到能源二次利用，有效降低了电池组件8运行过程中的能耗，提高了整体续航能力.
实施例二
本实施例与实施例一的不同在于，风泵19可以设置在排风管15上，也可以设置在第二支管18或者是第四支管22上。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：包括外壳体(1)，所述外壳体(1)内设有中间壳体(2)，且中间壳体(2)内设有内壳体(3)，所述内壳体(3)与中间壳体(2)之间密封形成水冷腔(4)，且中件壳体(2)与外壳体(1)之间形成风冷外腔，所述外壳体(1)的外侧设有换热器(5)，所述换热器(5)的两端分别通过出水管(6)和进水管(7)与水冷腔(4)连接，所述内壳体(3)内设有电池组件(8)，所述电池组件(8)与内壳体(3)之间形成风冷内腔(9)，所述水冷腔(4)内设有输风通道(10)，且输风通道(10)均匀设有多组，所述输风通道(10)的两端分别贯穿中间壳体(2)和内壳体(3)，并与风冷外腔和风冷内腔(9)连通，所述中间壳体(2)的前后两侧均通过隔板(11)与外壳体(1)连接，并将风冷外腔隔成输入风腔(12)和输出风腔(13)，所述外壳体(1)上设有送风管(14)和排风管(15)，且送风管(14)和排风管(15)分别与输入风腔(12)和输出风腔(13)连通。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：所述送风管(14)远离外壳体(1)的一端安装有第一三通阀(16)，所述第一三通阀(16)上安装有第一支管(17)和第二支管(18)，所述第一支管(17)和第二支管(18)均通过第一三通阀(16)与送风管(14)连通，所述送风管(14)上安装有风泵(19)。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：所述排风管(15)远离外壳体(1)的一端安装有第二三通阀(20)，所述第二三通阀(20)上安装有第三支管(21)和第四支管(22)，所述第三支管(21)和第四支管(22)均通过第二三通阀(20)与排风管(15)连接。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：还包括有处理器、第一温度传感器(23)和第二温度传感器(24)，所述第一温度传感器(23)安装在风冷内腔(9)内，所述第二温度传感器(24)安装在送风管(14)内，所述第一温度传感器(23)和第二温度传感器(24)均与处理器电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：所述处理器内置有启闭阈值，当第二温度传感器(24)检测的第二温度值大于等于启闭阈值时，若第一温度传感器(23)检测的第一温度值大于或等于第二温度传感器(24)检测的第二温度值，处理器的输出仅控制水冷循环启动的冷水启动信号，若第一温度传感器(23)检测的第一温度值小于第二温度传感器(24)检测的第二温度值，处理器输出控制风冷循环启动的风冷启动信号或输出控制风冷循环、水冷循环共同启动的混合启动信号。
6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：所述处理器内还内置有模式阈值，所述模式阈值大于启闭阈值，当第一温度传感器(23)检测的第一温度值大于模式阈值时，处理器输出风冷启动信号，当第一温度传感器(23)检测的第一温度值小于或等于模式阈值时，处理器输出混合启动信号。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：所述所述内壳体(3)为半导体制冷片，半导体制冷片朝向风冷内腔(9)的一侧为冷端，朝向水冷腔(4)的一侧为热端，当水冷循环启动时，半导体制冷片启动。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：所述风冷内腔(9)的内壁设有垫块(25)，且垫块(25)均匀设有多组，多组所述垫块(25)与电池组件(8)接触。
9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的供电电池冷却循环系统，其特征在于：所述中间壳体(2)、外壳体(1)和输风通道(10)均由隔热材料制备而成。
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