CN205194806U - 一种电池温度控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池温度控制装置，包括主循环回路和与所述主循环回路并联的冷却交换回路，以及能在所述主循环回路和所述冷却交换回路中流动并用于与外部电池进行热交换的换热介质，所述主循环回路包括驱动所述换热介质循环流动的水泵和对所述换热介质进行加热的加热器，所述冷却交换回路包括用于对所述换热介质进行冷却的换热器。本实用新型的电池温度控制装置结构简单，可以有效调控电池温度，提高电池的工作效率。

Description

一种电池温度控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种电池配套部件，尤其涉及一种控制电池温度的控制装置。

背景技术

电池作为可以对自然能发出的电力的蓄积，并对外提供能量。如电动汽车的电池，其储存的电能为汽车行驶提供动能。由于电池是利用化学能转换成电能设备，其化学反应活性在某一个温度区间，电量释放效率最高。如电动汽车的电池工作较佳温度区域为15℃～35℃，电池释放电量较多，可以增加电动汽车的行驶里程。因此，电池工作环境温度会直接影响电池的工作效果。而电池在充放电过程中，电池本身也会产生热量，导致自身温度上升，影响电池的工作状态，甚至会带来安全性的问题。

因此，有必要设计一种电池温度控制装置，可以调节电池的工作时的温度，使电池处于较佳工作温度环境中，提高电池的工作效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种结构简单、可以有效控制电池温度的控制装置，从而提高电池的工作效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种电池温度控制装置，包括主循环回路和与所述主循环回路并联的冷却交换回路，以及能在所述主循环回路和所述冷却交换回路中流动并用于与外部电池进行热交换的换热介质，所述主循环回路包括驱动所述换热介质循环流动的水泵和对所述换热介质进行加热的加热器，所述冷却交换回路包括用于对所述换热介质进行冷却的换热器。

进一步，所述主循环回路还设有三通阀门、三通接头和多根连接管道，所述三通阀门和所述三通接头通过所述连接管道与所述水泵、所述加热器相连接，并最终与所述外部电池相连形成封闭的主循环回路。

进一步，所述冷却交换回路的所述换热器的两端分别通过所述连接管道并联在所述三通阀门和所述三通接头上。

进一步，所述换热器包括第一换热器和设置在所述第一换热器内的第二换热器，所述第一换热器的一端通过所述连接管道连接在所述三通阀门上，所述第一换热器的另一端通过所述连接管道连接在所述三通接头，所述第二换热器上连接有制冷剂管道，所述制冷剂管道上设有制冷开关，所述制冷剂管道内装有用于冷却所述换热介质的冷却剂；

进一步，还包括用于控制所述加热器、所述三通阀门和所述制冷开关开闭的中央处理器，所述外部电池上设有温度传感器，所述温度传感器与所述中央处理器相连接，所述中央处理器的输出端分别与所述加热器、所述三通阀门和所述制冷开关连接。

进一步，所述主循环回路还设有排气阀，所述排气阀位于所述连接管道上。

进一步，所述主循环回路上还设有换热介质箱，所述换热介质箱连接在所述连接管道上。

进一步，所述换热介质是水、防冻液或油。

进一步，所述冷却剂是冰水混合物或液态氨。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种电池温度控制装置，由于在电池上连接有主循环回路，主循环回路上的水泵驱动换热介质循环地流经电池，使换热介质可以及时与电池发生热交换，从而调节电池的温度。当电池的温度较低时，启动主循环回路的加热器，加热器对换热介质加热后，高温的换热介质流经电池时，将热量传递给电池，提高电池的温度。同时由于主循环回路上并联了冷却交换回路，当电池温度较高时，关闭主循环上的加热器，开启冷却交换回路的制冷开关，并且使换热介质流经冷却交换回路的换热器，实现冷却、降低换热介质的温度，而低温的换热介质在水泵的驱动下循环流经电池，与电池发生热交换，降低电池温度。本实用新型的电池温度控制装置结构简单，可以有效调节和控制电池温度，从而提高电池的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中电池温度控制装置示意图。

附图标记对照表：

1-电池；2-主循环回路；3-冷却交换回路；

4-温度传感器；5-中央处理器；

21-加热器；22-水泵；23-三通阀门；

24-三通接头；25-排气阀；26-连接管道；

27-换热介质箱；

31-换热器；33-制冷开关；34-制冷剂管道；

231-阀门进水口；232-阀门第一出水口；

233-阀门第二出水口；241-三通第一进水口；

242-三通第二进水口；243-三通出水口；

311-第一换热器；312-第二换热器；

341-制冷剂进水管道；342-制冷剂出水管道。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本实用新型提供的一种电池温度控制装置，包括主循环回路2和与主循环回路2并联的冷却交换回路3，以及能在主循环回路2和冷却交换回路3中流动并用于与外部电池1进行热交换的换热介质，主循环回路2包括驱动换热介质循环流动的水泵22和对换热介质进行加热的加热器21，冷却交换回路3包括用于对换热介质进行冷却的换热器31。如图1所示，主循环回路2中的换热介质流动方向如图中的实线箭头所示，冷却交换回路3的换热介质流动方向如图中虚线箭头所示。外部电池1连接在主循环回路2上，使主循环回路2内的换热介质可以流经电池1，在流经电池1的时候，换热介质与电池1发生热交换，从而调节电池1的温度。

具体调节电池1温度的方式和原理如下：

电池1工作时，启动水泵22，换热介质其水泵22的驱动下在主循环回路2中循环流动，并且流经电池1。

当电池1的温度较低时，需要提升电池1的温度。如电池1温度低于15℃时，此时，开启加热器21对换热介质加热，加热后的换热介质流入电池1与电池1进行热交换，高温的换热介质将热量传递给电池1，使其温度升高，换热介质与电池1进行热交换后，失去部分热量后流出电池1，再通过水泵22驱动使这些从电池1流出的换热介质再一次流入加热器21中，进行加热，增加换热介质的热量，当换热介质吸收热量升温后，再一次流入电池1，进行第二次的热交换，进一步提升电池1的温度。换热介质按图1中实线箭头方向在主循环回路2中循环流动。通过换热介质在主循环回路2中的循环地流动，持续地对电池1进行热交换，最终使电池1的温度达到目标值，如高于15℃。

当电池1的温度较高时，需要降低电池1的温度。如电池1温度高于35℃时此时，开启冷却交换回路3，使换热介质流经冷却交换回路3，此时加热器21不进行加热工作。如图1所示，换热介质的按图中虚线箭头方向流动，换热介质流经换热器31，在换热器31的工作下，对换热介质进行冷却降温处理，使低温后换热介质流入电池1中，与电池1进行热交换，此时电池1的高温传递给换热介质，电池1的温度下降，换热介质的温度升高，在水泵22的驱动下，换热介质从电池1流出后再一次流入换热器31中，换热器31继续对换热介质进行冷却降温，降温后的换热介质再一次流入电池1中，与电池1进行第二次热交换，进一步降低电池1的温度。换热介质通过上述方式循环地流经电池1，持续地对电池1进行热交换，不断地降低电池1的温度，直到电池1的温度达到目标值，如低于35℃。

通过上述主循环回路2和冷却交换回路3可以有效地对电池1进行温度的调节和控制，使其处于较佳的工作温度状态，充分发挥电池1的使用效率。

本实施例中，主循环回路2还设有三通阀门23、三通接头24和多根连接管道26，三通阀门23和三通接头24通过连接管道26与水泵22、加热器21相连接，并最终与外部电池1相连形成封闭的主循环回路2。如图1所示，多根连接管道26包括连接三通接头24与水泵22之间的连接管道26(a)，加热器21与电池1的之间连接管道26(b)，电池1与三通阀门23之间的连接管道26(c)和三通阀门23与三通接头24之间的连接管道26(d)。通过这些连接管道26，最终使主循环回路2与电池1构成封闭的循环回路，并且使主循环回路2中的换热介质在水泵22的驱动下，不停地在主循环回路2中循环地流动。

具体连接方式为：三通阀门23包括阀门进水口231、阀门第一出水口232和阀门第二出水口233，三通接头24包括三通出水口243、三通第一进水口241和三通第二进水口242。外部电池1通过一根连接管道26(c)与阀门进水口231相连，阀门第一出水口232通过连接管道26(d)与三通第一进水口241相连，三通出水口243通过连接管道26(a)与水泵22相连，水泵22的输出端与加热器21相连，加热器21的输出端通过一根连接管道26(b)与电池流通通道的进水口相连。由此形成的主循环回路2。

上述加热器21优选直接通过连接管道26连接至电池1上，使加热器21靠近电池1，这样可以减少换热介质经过加热器21加热后，迅速地流经电池1，减少换热介质的耗损，提高对电池1升温的效果。

本实施例中，冷却交换回路3的换热器31的两端分别通过连接管道26并联在三通阀门23和三通接头24上。如图1所示，换热器31的一端通过连接管道26(e)与三通阀门23连接，另一端通过26(f)与三通接头(24)，从而形成与主循环回路2并联的冷却交换回路3。并且使换热介质经过换热器31后，进行降温冷却，使冷却后的换热介质在水泵22驱动下，流入电池1，从而对电池1进行冷却作用，达到降低电池1温度的目的。

上述换热器31包括第一换热器311和设置在第一换热器311内的第二换热器312，第一换热器311的一端通过连接管道26连接在三通阀门23上，第一换热器311的另一端通过连接管道26连接在三通接头24；第二换热器312上连接有制冷剂管道34，制冷剂管道34上设有制冷开关33，制冷剂管道34内装有用于冷却换热介质的冷却剂。

制冷剂管道34包括制冷剂进水管道341和制冷剂出水管道342，制冷剂进水管道341和制冷剂出水管道342均与第二换热器312相连接，并且使制冷剂通过制冷剂进水管道341流入第二换热器312中，再通过制冷剂出水管道342流出第二换热器312。制冷开关33设置在制冷剂进水管道341上。由于第二换热器312设置在第一换热器311的内部，而第一换热器311通过连接管道26(e)和26(f)与主循环管道2的三通阀门23和三通接头24连接，并且使换热介质从连接管道26(e)流入第一换热器311，再通过连接管道26(f)流出第一换热器311。当换热介质流经第一换热器311中时，会与位于第一换热器311内的第二换热器312进行热交换，即第二换热器312内的制冷剂对第一换热器311中的换热介质进行冷却，换热介质的温度降低后，再流入电池1中，对电池1进行冷却降温。

冷却交换回路2的具体连接方式为：第一换热器311的一端通过连接管道26(e)与阀门第二出水口233相连，第一换热器311的另一端通过连接管道26(f)与三通第二进水口242相连通。这样，可以使冷却交换回路3并联在主循环回路2上。

本实施例中，如图1所示，电池温度控制装置还包括用于控制加热器21、三通阀门23和制冷开关33开闭的中央处理器5，电池1上设有温度传感器4，温度传感器4与中央处理器5相连接，中央处理器5的输出端分别与加热器21、三通阀门23和制冷开关33连接。上述温度传感器4设置在电池1上，可以有效测量电池1的温度。温度传感器4将检测到的温度信号传递给中央处理器5，中央处理器进行判断电池1温度的高低，进而选择控制加热器21、三通阀门23和制冷开关33开启和关闭。

如，当温度传感器4检测到电池1温度较低时，中央处理器5启动加热器21，并将三通阀门23的阀门第一出水口232开启，关闭阀门第二出水口233，使换热介质从阀门第一出水口232流入三通第一进水口241，并从三通出水口243流入水泵22，形成主循环回路2，使换热介质不断地从加热器21流入电池1中，持续地与电池1进行热交换，提高电池1的温度。

当温度传感器4检测到电池1温度较高时，中央处理器5关闭加热器21的加热功能，并将三通阀门23的阀门第二出水口233开启，关闭阀门第一出水口232，使换热介质从阀门第二出水口232流入第一换热器311中，进行冷却作用，进而降低换热介质的温度，降温后的换热介质从三通接头24的三通第二进水口242流入三通接头24中，并从三通出水口243流入水泵22，最终持续地、循环地流经电池1，与电池1进行充分地热交换，降低电池1的温度。采用温度传感器4和中央处理器5等设备可以实现对电池1的温度进行自动调节和控制，进而实现电池1温度自动调控，避免手动控制的不足之处。

本实施例中，主循环回路2上还设有排气阀25，排气阀25位于连接管道26上。如图1所示，排气阀25设置在三通接头24与水泵22之间连接管道26(a)上，当然排气阀25还可以设置在其他的连接管道26上。排气阀25主要作用在于，当往主循环回路2注入换热介质时，可以及时地将连接管道26和各个部件中的气体排出，使换热介质可以充分地装填在主循环回路2中。

本实施例中，主循环回路2上还设有换热介质箱27，换热介质箱27连接在连接管道26上。换热介质箱27可以方便对主循环回路2添加换热介质。同时，换热介质箱27可以用于观察主循环回路2中换热介质情况。如在长期在恶劣的工作环境中，主循环回路2有可能破损，导致换热介质泄漏的情况，通过换热介质箱27内的液面高度即可判断换热介质是否发生了泄露。由于换热介质箱27与连接管道26连通，当连接管道26发生泄露时，换热介质箱27中的换热介质将及时向连接管道26进行补充，同时换热介质箱27自身液面将下降，此时既可以保证主循环回路2中换热介质充足，同时可以提醒工作人员及时发现换热介质泄露情况。

上述换热介质是水或防冻液或油。选择水作为换热介质，主要考虑水的成本低廉，资源丰富，而且液体水温度在常压下为0℃～100℃，可以对工作温度在15℃～35℃的电池1进行热交换，实现电池1温度调节和控制的目的。当然选择也可以防冻液或油等具有换热性能的材料，从而实现对电池1进行换热作用。

上述冷却剂是冰水混合物或液态氨。采用冰水混合物作为换热介质主要考虑冰水混合物的温度在0℃左右，可以有效地冷却换热介质，同时冰水混合物的成本低廉，取材方便。冷却剂也可以是液态氨，液态氨制冷效果好，成本也比较低廉。当然冷却剂也可以选择其他类型的材料，只要能及时冷却换热介质即可。

以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池温度控制装置，其特征在于，包括主循环回路(2)和与所述主循环回路(2)并联的冷却交换回路(3)，以及能在所述主循环回路(2)和所述冷却交换回路(3)中流动并用于与外部电池(1)进行热交换的换热介质，所述主循环回路(2)包括驱动所述换热介质循环流动的水泵(22)和对所述换热介质进行加热的加热器(21)，所述冷却交换回路(3)包括用于对所述换热介质进行冷却的换热器(31)。

2.根据权利要求1所述的电池温度控制装置，其特征在于，所述主循环回路(2)还包括三通阀门(23)、三通接头(24)和多根连接管道(26)，所述三通阀门(23)和所述三通接头(24)通过所述连接管道(26)与所述水泵(22)、所述加热器(21)相连接，并最终与所述外部电池(1)相连形成封闭的主循环回路(2)。

3.根据权利要求2所述的电池温度控制装置，其特征在于，所述冷却交换回路(3)的所述换热器(31)的两端分别通过所述连接管道(26)并联在所述三通阀门(23)和所述三通接头(24)上。

4.根据权利要求3所述的电池温度控制装置，其特征在于，所述换热器(31)包括第一换热器(311)和设置在所述第一换热器(311)内的第二换热器(312)，所述第一换热器(311)的一端通过所述连接管道(26)连接在所述三通阀门(23)上，所述第一换热器(311)的另一端通过所述连接管道(26)连接在所述三通接头(24)，所述第二换热器(312)上连接有制冷剂管道(34)，所述制冷剂管道(34)上设有制冷开关(33)，所述制冷剂管道(34)内装有用于冷却所述换热介质的冷却剂。

5.根据权利要求1所述的电池温度控制装置，其特征在于，还包括用于控制所述加热器(21)、所述三通阀门(23)和所述制冷开关(33)开闭的中央处理器(5)，所述外部电池(1)上设有温度传感器(4)，所述温度传感器(4)与所述中央处理器(5)相连接，所述中央处理器(5)的输出端分别与所述加热器(21)、所述三通阀门(23)和所述制冷开关(33)连接。

6.根据权利要求1所述的电池温度控制装置，其特征在于，所述主循环回路(2)还设有排气阀(25)，所述排气阀(25)位于所述连接管道(26)上。

7.根据权利要求1所述的电池温度控制装置，其特征在于，所述主循环回路(2)上还设有换热介质箱(27)，所述换热介质箱(27)连接在所述连接管道(26)上。

8.根据权利要求1所述的电池温度控制装置，其特征在于，所述换热介质是水、防冻液或油。

9.根据权利要求4所述的电池温度控制装置，其特征在于，所述冷却剂是冰水混合物或液态氨。