CN207602729U - 一种动力电池包的加热冷却一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池加热冷却技术领域，尤其是涉及一种动力电池包的加热冷却一体化装置；包括安装于电池包上的调温机构，所述调温液进口通过第一管路与散热器的出水口连通，所述调温液出口通过第二管路与散热器进水口连通；所述第一管路上依次连通有加热器、第一电控阀、第一水泵和水源，所述第二管路上连通有第二电控阀，所述第一管路和所述第二管路间设有第三管路，所述第三管路上连通有第二水泵和第三电控阀。本实用新型的目的在于提供一种新型内置于动力电池包的加热冷却装置，通过加热冷却装置一体化设计以解决现有技术中存在的冷却和加热系统单独设计的技术问题，该装置成本低、重量轻、占用空间小。

Description

一种动力电池包的加热冷却一体化装置

技术领域

本实用新型涉及动力电池加热冷却技术领域，尤其是涉及一种动力电池包的加热冷却一体化装置。

背景技术

近年来，电动汽车行业迅猛发展，由于我国地域幅员辽阔，各个地域间温度差别很大，电池作为电动汽车核心部件之一，为了满足电动车能够在不同温度环境地域使用，同时为了保证电池的使用寿命，必须为电池包设计热管理系统。

动力电池热管理系统就是通过冷却或加热的方式对电池包进行温度控制，电池热管理系统优劣会直接影响到电池包的性能。使电池在合理的温度范围内工作，可以提高电池的使用寿命，提高电池的可靠性。设计优秀的电池冷却系统可以及时带走电池工作时所产生的过多热量，使电池的温升在合理的范围内，改善电池的工作环境，从而达到提高电池的寿命和可靠性的目的。带有加热系统的电池包可以确保在极端低温的环境下启动加热，让电池仍保证合理的工作温度。

目前，为了节约成本，部分电池包设计时只含有加热系统，并不含有冷却系统。

同时含有主动加热功能和主动冷功能的电池包，所设计的加热系统和冷却系统是独立分开的，即加热和冷却是两套系统。一般冷却系统的类型分为自然冷却、风冷冷却和液冷冷却，加热系统一般为PTC加热。

不含有冷却系统的电池包，在电池充电或放电过程中，电池产热增加导致电池箱内温度升高，使电池始终处于较高的工作环境中，大大降低电池寿命，严重时甚至会出现热失控，导致安全事故。另外，不含冷却的电池包，不能够连续进行充电和放电使用，电池工作时产热使电池包内温度上升，电池包内的高温不能够主动扩散出去，当温度高达一定阈值时，电池会报高温故障，导致电池包无法正常使用。

综上所述，不含冷却系统的电池包具有如下缺点：1)电池工作环境温度高，降低电池使用寿命；2)有热失控的风险，存在一定安全隐患；3)持续充放电使用，容易出现高温报警，导致整车不能正常使用；4)同时含有加热系统和冷却系统的电池包，基本上加热和冷却是两套系统5)成本高，需要投入两套系统的成本；6)占用电池箱内空间，导致电池包体积比能量密度降低, 增加电池包总重量，导致电池包重量比能量密度降低。

因此，针对上述问题本实用新型急需提供一种新的电池包加热冷却系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动力电池包的加热冷却一体化装置，通过加热冷却装置一体化设计以解决现有技术中存在的冷却和加热系统单独设计的技术问题。

本实用新型提供的一种动力电池包的加热冷却一体化装置，包括安装于电池包上的调温机构，该调温机构上设有调温液进口和调温液出口，所述调温液进口通过第一管路与散热器的出水口连通，所述调温液出口通过第二管路与所述散热器的进水口连通；所述第一管路上依次连通有加热器、第一电控阀、第一水泵和水源，所述第二管路上设置有第二电控阀，所述第一管路和所述第二管路间连通有第三管路，所述第三管路上设置有第二水泵和第三电控阀，且所述第三管路一端位于所述加热器与所述第一电控阀之间，另一端连通于所述调温机构与所述第二电控阀之间。

进一步地，还包括设于所述电池包内的温度传感器和设于电池箱内的 BMS控制器，所述电池包安装于所述电池箱内；所述加热器、所述第一水泵、所述第二水泵、所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述第三电控阀、所述温度传感器分别与所述BMS控制器电连通。

进一步地，所述调温机构包括调温盒，该调温盒内设有介质流通通道。

进一步地，所述加热器、所述BMS控制器、所述第三电控阀、所述第二水泵均安装于所述电池箱内。

进一步地，所述第一管路包括用于连通调温液进口和所述加热器的第一支路，还包括用于连通所述加热器与所述第二电控阀间的第二支路，还包括用于连通所述第二电控阀和所述水泵间的第三支路，还包括用于连通所述水泵与所述水源的第四支路，还包括用于连通所述水源与所述散热器的第五支路。

进一步地，所述第二管路包括用于连通所述调温液出口与所述第二电控阀间的第六支路，还包括用于连通所述第二电控阀与所述散热器间的第七支路。

进一步地，所述调温盒焊接于所述电池包上。

进一步地，所述调温盒通过螺栓固定于所述电池包上。

进一步地，所述调温盒材质为铝合金。

进一步地，所述第一支路、所述六支路和所述第三管路上均缠有保温带。

本实用新型提供的一种动力电池包的加热冷却一体化装置与现有技术相比具有以下进步：

1、本实用新型通过所述调温液进口通过第一管路与散热器的出水口连通，所述调温液出口通过第二管路与散热器进水口连通，所述第一管路上依次连通有加热器、第一电控阀、第一水泵和水源设计，电池的加热和冷却共用一套系统，可独立完成对电池系统的加热或冷却，为电池提供合适的温度范围，延长电池的使用寿命，加热、冷却一体化具有成本低、体积比能量高、质量比能量密度高的有点；该装置成本低、重量轻、占用空间小。

2、本实用新型通过所述加热器、所述第一水泵、所述第二水泵、所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述第三电控阀、所述温度传感器分别与所述BMS控制器电连通的设计，可实现自动控制，对电池的冷却和加热，实现自控化，实现对电池的冷却和加热，需要对电池冷却时，可以通过控制器开启冷却系统，将电池包的热量交换到大气中，从而降低电池包内的温度，需要对电池加热时，为闭路循环，通过控制器启动内循环系统，只对电池包内部进行循环加热，提升加热速率、减少热量损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中所述动力电池包的加热冷却一体化装置的结构示意图；

图2为本实用新型中所述调温机构的结构示意图(俯视剖视图)；

图3为本实用新型中所述动力电池包的加热冷却一体化装置的电路连通示意图(框图)；

1-调温机构；101-调温液进口；102-调温液出口；2-第一管路；3-散热器；4-第二管路；5-加热器；6-第一电控阀；7-第一水泵；8-水源；9- 第二电控阀；10-第三管路；11-第二水泵；12-第三电控阀；13-BMS控制器；1011-调温盒；1012-介质流通通道；201-第一支路；202-第二支路； 203-第三支路；204-第四支路；205-第五支路；301-第六支路；302-第七支路。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种动力电池包的加热冷却一体化装置，包括安装于电池包上的调温机构1，该调温机构上设有调温液进口101和调温液出口 102，所述调温液进口通过第一管路2与散热器3的出水口连通，所述调温液出口通过第二管路4与散热器进水口连通；所述第一管路上依次连通有加热器5、第一电控阀6、第一水泵7和水源8，所述第二管路上连通有第二电控阀9，所述第一管路和所述第二管路间通过第三管路10形成回路，所述第三管路上连通有第二水泵11和第三电控阀12，所述第三管路一端连通于所述加热器与所述第一电控阀间的所述第一管路上，该第三管路的另一端连通于所述调温机构与所述第二电控阀间的所述第二管路上。

本实用新型通过所述调温液进口通过第一管路与散热器的出水口连通，所述调温液出口通过第二管路与散热器进水口连通，所述第一管路上依次连通有加热器、第一电控阀、第一水泵和水源设计，电池包上安装有加热和冷却一体化装置，可独立完成对电池包的加热或冷却，为电池提供合适的温度范围，延长电池的使用寿命，避免热失控导致的安装事故或者电池包过低，无法启动汽车的问题，该装置具有成本低、体积比能量高、质量比能量密度高的优点；该装置成本低、重量轻、占用空间小；所述水源可以选用应用汽车上的膨胀水壶为调温机构提供冷却或加热介质。

如图1所示，还包括设于所述电池包内的温度传感器和设于电池箱内的BMS控制器13，所述电池包安装于所述电池箱内；所述加热器、所述第一水泵、所述第二水泵、所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述第三电控阀、所述温度传感器分别与所述BMS控制器电连通。

本实用新型通过所述加热器、所述第一水泵、所述第二水泵、所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述第三电控阀、所述温度传感器分别与 BMS控制器(电池管理系统Battery Management System)电连通的设计，可实现自动化控制，对电池的冷却和加热，需要对电池冷却时，可以通过控制器开启冷却系统，将电池包的热量交换到大气中，从而降低电池包内的温度，需要对电池加热时，为闭路循环，通过控制器启动内循环系统，只对电池包内部进行循环加热，提升加热速率、减少热量损失。

如图2所示，所述调温机构包括调温盒1011，该调温盒内设有介质流通通道1012，所述介质流通两端分别与所述调温液进口和所述调温液出口连通。

本实用新型通过所述调温机构包括调温盒，该调温盒内设有介质流通通道，该介质流通通道为U型通道，增加与电池的接触面积，提高加热或冷却的工作效率。

如图1所示，所述加热器、所述BMS控制器、所述第三电控阀、所述第二水泵均安装于所述电池箱内。

本实用新型通过所述加热器、所述BMS控制器、所述第三电控阀、所述第二水泵均安装于所述电池箱内的设计，减小装置体积，结构设计合理、美观，方便安装。

如图1所示，所述第一管路包括用于连通调温液进口和所述加热器的第一支路201，还包括用于连通所述加热器与第二电控阀间的第二支路 202，还包括用于连通所述第二电控阀和所述水泵间的第三支路203，还包括用于连通所述水泵与所述水源的第四支路204，还包括用于连通所述水源与所述散热器的第五支路205。

如图1所示，所述第二管路包括用于连通所述调温液出口与所述第二电控阀间的第六支路301，还包括用于连通所述第二电控阀与所述散热器间的第七支路302。

本实用新型所述调温盒焊接于所述电池包上，安装牢固，制备简单。

本实用新型所述调温盒还可以通过螺栓固定于所述电池包上，安装方式简单，安装牢固。

本实用新型中所述调温盒材质为铝合金，传热效果好，可以快速对电池加热或冷却电池。

本实用新中所述第一支路、所述六支路和所述第三管路上均缠绕有保温带，可以在加热过程中放置能量的散失，节省电能耗费。

本实用新型中所述介质流通通道内填充介质为50％的乙二醇。

动力电池包的加热冷却一体化装置工作过程：当所述电池包内的所述温度传感器探测到设定上限值时，所述BMS控制所述第一水泵、所述第一电控阀、所述第二电控阀启动，控制所述第二水泵和所述第三电控阀的关闭，所述第一水泵将所述水源内的水通过所述第一管路进入到所述调温盒内，通过所述介质流通通道从所述调温液出口通过所述第二管路进入到所述散热器当中，在从所述散热器回到所述水源内，形成冷却系统，从而对所述电池包进行降温；当所述温度传感器探测到设定最低温度值时，所述BMS控制器所述第一水泵、所述第一电控阀、所述第二电控阀关闭，开启所述第二水泵、所述第三电控阀，使得所述第一支路、所述第二支路、所述第六支路、所述第三管路内的加热介质形成循环，通过所述加热器加热，从而对所述电池包进行加热，形成加热系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种动力电池包的加热冷却一体化装置，包括安装于电池包上的调温机构，该调温机构上设有调温液进口和调温液出口，所述调温液进口通过第一管路与散热器的出水口连通，所述调温液出口通过第二管路与所述散热器的进水口连通；所述第一管路上依次连通有加热器、第一电控阀、第一水泵和水源，所述第二管路上设置有第二电控阀，所述第一管路和所述第二管路间连通有第三管路，所述第三管路上设置有第二水泵和第三电控阀，且所述第三管路一端位于所述加热器与所述第一电控阀之间，另一端连通于所述调温机构与所述第二电控阀之间。

2.根据权利要求1所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：还包括设于所述电池包内的温度传感器和设于电池箱内的BMS控制器，所述电池包安装于所述电池箱内；所述加热器、所述第一水泵、所述第二水泵、所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述第三电控阀、所述温度传感器分别与所述BMS控制器电连通。

3.根据权利要求2所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：所述调温机构包括调温盒，该调温盒内设有介质流通通道。

4.根据权利要求3所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：所述加热器、所述BMS控制器、所述第三电控阀、所述第二水泵均安装于所述电池箱内。

5.根据权利要求4所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：所述第一管路包括用于连通调温液进口和所述加热器的第一支路，还包括用于连通所述加热器与所述第二电控阀间的第二支路，还包括用于连通所述第二电控阀和所述水泵间的第三支路，还包括用于连通所述水泵与所述水源的第四支路，还包括用于连通所述水源与所述散热器的第五支路。

6.根据权利要求5所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：所述第二管路包括用于连通所述调温液出口与所述第二电控阀间的第六支路，还包括用于连通所述第二电控阀与所述散热器间的第七支路。

7.根据权利要求6所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：所述调温盒焊接于所述电池包上。

8.根据权利要求6所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：所述调温盒通过螺栓固定于所述电池包上。

9.根据权利要求7或8所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：所述调温盒材质为铝合金。

10.根据权利要求9所述的动力电池包的加热冷却一体化装置，其特征在于：所述第一支路、所述六支路和所述第三管路上均缠有保温带。