CN215398276U - 一种与空调集成式动力电池热管理机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种与空调集成式动力电池热管理机组，所述热管理机组包括水循环管路、冷媒循环管路和换热器，所述水循环管路和冷媒循环管路通过换热器进行热交换，所述水循环管路连接有水加热器、水泵和温度传感器，水循环管路用于对动力电池模组进行温度调节，所述冷媒循环管路通过三通阀与空调机组连通，冷媒循环管路与空调机组进行热交换。本实用新型所述热管理机组不设制冷单元，将冷媒循环管路与空调机组的制冷单元连接，热管理机组和空调机组共用一个制冷单元，从而省去一个制冷单元，使得热管理机组体积更小，便于车辆内部整体的布置。

Description

一种与空调集成式动力电池热管理机组

技术领域

本实用新型属于电池系统领域，具体涉及一种与空调集成式动力电池热管理机组。

背景技术

电动车具有零排放、运营成本低的优点，各主机厂相继开展了电动车的开发，并对动力电池的续航里程、快速充放电的能力、高低温下的充放电能力提出了更高的要求。

现有车型均采用独立式的热管理机组，机组内部包含压缩机、冷凝器、风扇等，与驾驶室空调系统的压缩机、冷凝器、风扇的功能重复，集成度低，布置困难等问题。

随着整车匹配动力电池的电量越来越大，系统的集成化要求越来越高，匹配多套独立的系统可行性越来越低，多套独立系统成本高，布置困难，功耗高等问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种与空调集成式动力电池热管理机组，通过热管理机组的改进，将热管理机组与汽车空调机组结合，整套系统集成化程度高，车辆内部布置更加容易。

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种与空调集成式动力电池热管理机组，所述热管理机组包括水循环管路、冷媒循环管路和换热器，所述水循环管路和冷媒循环管路通过换热器进行热交换。

所述水循环管路连接有水加热器、水泵和温度传感器，水循环管路用于对动力电池模组进行温度调节。

所述冷媒循环管路通过三通阀与空调机组连通，冷媒循环管路与空调机组进行热交换，所述空调机组和动力电池模组均为现有技术。

所述热管理机组不设制冷单元，将冷媒循环管路与空调机组的制冷单元连接，热管理机组和空调机组共用一个制冷单元，从而省去一个制冷单元，使得热管理机组体积更小，便于车辆内部整体的布置。

进一步的，所述冷媒循环管路连接有温压传感器和第一电子膨胀阀，通过在冷媒循环管路连接温压传感器，便于控制冷媒的温度，同时配合第一电子膨胀阀，能够对冷媒的流速进行控制。

进一步的，所述空调机组包括冷凝器、压缩机和蒸发器组成的循环管路，所述三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，所述冷媒循环管路的其中一端通过第一三通阀连接于冷凝器和蒸发器之间，冷媒循环管路的另一端通过第二三通阀连接于蒸发器和压缩机之间，所述冷媒循环管路通过两个三通阀与空调机组连通，通过调节三通阀，可以控制空调机组单独工作或与冷媒循环管路协同工作。

进一步的，所述空调机组还包括第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀连接于第一三通阀和蒸发器之间。

进一步的，所述换热器为板式换热器，所述板式换热器能够最大限度的提高热交换效率，板式散热器为现有技术，此处直接转用。

进一步的，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱通过三通阀与水循环管路连通，所述膨胀水箱分别通过第三三通阀和第四三通阀与水循环单元连通，膨胀水箱形成水循环管路的支路，所述膨胀水箱用于对水循环管路进行补水，膨胀水箱设有用于补充冷却液的冷却液补水口。

进一步的，所述水循环管路的两端分别为冷却液入口和冷却液出口，所述冷却液入口连通于水泵进水管，水泵出水管连通于换热器，换热器出水管连通于水加热器进水管，水加热器进水管连接有温度传感器，水加热器出水管连通于冷却液出口，冷却液出口和冷却液入口均连通于动力电池模组。

进一步的，所述水循环管路中的零件均通过胶管连接，所述冷媒循环管路的两端分别为冷媒总入口冷媒总出口，所述冷媒总入口通过低压冷媒管与换热器的冷媒入口连通，换热器的冷媒入口连接有第一电子膨胀阀和温压传感器，换热器的冷媒出口通过高压冷媒管连接于冷媒总出口，所述冷媒总入口连接有第一三通阀，冷媒总出口连接有第二三通阀，所述冷媒循环管路的零件均通过冷媒管连接。

进一步的，还包括用于接通电路的高压接线口和低压接线口。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型所述的热管理机组能够实现冷却、加热、自循环和关机四种工作模式，热管理机组的工作模式调节，由BMS(动力电池管理系统)发出工作模式请求和目标水温，整车控制器自动调节机组的工作状态，集成化高。

(2)本实用新型所述热管理机组不设制冷单元，将冷媒循环管路与空调机组的制冷单元连接，热管理机组和空调机组共用一个制冷单元，从而省去一个制冷单元，使得热管理机组体积更小，便于车辆内部整体的布置。

(3)本实用新型的冷媒循环管路通过两个三通阀与空调机组连通，通过调节三通阀，可以控制空调机组单独工作或与冷媒循环管路协同工作。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

图2为本实用新型中热管理机组的结构示意图。

1-水泵；2-水加热器；3-换热器；4-第一电子膨胀阀；5-温度传感器；6-冷媒总出口；7-冷媒总入口；8-冷却液出口；9-冷却液入口；10-冷却液补水口；11-高压接线口； 12-低压接线口；13-水泵进水管；14-水泵出水管；15-换热器出水管；16-水加热器出水管；17-高压冷媒管；18-低压冷媒管；19-温压传感器；20-第三三通阀。

具体实施方式

下面结合附图及附图标记对本实用新型作进一步阐述。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

实施例1：

如图1所示，一种与空调集成式动力电池热管理机组，所述热管理机组包括水循环管路、冷媒循环管路和换热器3，所述水循环管路和冷媒循环管路通过换热器3进行热交换。

所述水循环管路连接有水加热器2、水泵1和温度传感器5，水循环管路用于对动力电池模组进行温度调节。

所述冷媒循环管路通过三通阀与空调机组连通，冷媒循环管路与空调机组进行热交换，所述空调机组和动力电池模组均为现有技术。

所述热管理机组不设制冷单元，将冷媒循环管路与空调机组的制冷单元连接，热管理机组和空调机组共用一个制冷单元，从而省去一个制冷单元，使得热管理机组体积更小，便于车辆内部整体的布置。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述冷媒循环管路连接有温压传感器19和第一电子膨胀阀4。

通过在冷媒循环管路连接温压传感器19，便于控制冷媒的温度，同时配合第一电子膨胀阀4，能够对冷媒的流速进行控制。

所述空调机组包括冷凝器、压缩机和蒸发器组成的循环管路，所述三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，所述冷媒循环管路的其中一端通过第一三通阀连接于冷凝器和蒸发器之间，冷媒循环管路的另一端通过第二三通阀连接于蒸发器和压缩机之间。

所述冷媒循环管路通过两个三通阀与空调机组连通，通过调节三通阀，可以控制空调机组单独工作或与冷媒循环管路协同工作。

所述空调机组还包括第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀连接于第一三通阀和蒸发器之间。

所述换热器3为板式换热器。

所述板式换热器能够最大限度的提高热交换效率，板式散热器为现有技术，此处直接转用。

还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱通过三通阀与水循环管路连通。

所述膨胀水箱分别通过第三三通阀20和第四三通阀与水循环单元连通，膨胀水箱形成水循环管路的支路。

所述膨胀水箱用于对水循环管路进行补水，膨胀水箱设有用于补充冷却液的冷却液补水口10。

实施例3：

在实施例2的基础上，如图2所示，所述水循环管路的两端分别为冷却液入口9和冷却液出口8，所述冷却液入口9连通于水泵进水管13，水泵出水管14连通于换热器3，换热器出水管15连通于水加热器进水管，水加热器进水管连接有温度传感器5，水加热器出水管16连通于冷却液出口8，冷却液出口8和冷却液入口9分别连通于动力电池模组。

所述水循环管路中的零件均通过胶管连接。

所述冷媒循环管路的两端分别为冷媒总入口7和冷媒总出口6。

所述冷媒总入口7通过低压冷媒管18与换热器3的冷媒入口连通，换热器3的冷媒入口连接有第一电子膨胀阀4和温压传感器19，换热器3的冷媒出口通过高压冷媒管17 连接于冷媒总出口6。

所述冷媒总入口7连接有第一三通阀，冷媒总出口6连接有第二三通阀。

所述冷媒循环管路的零件均通过冷媒管连接。

还包括用于接通电路的高压接线口11和低压接线口12。

所述热管理机组能够实现冷却、加热、自循环和关机四种工作模式，热管理机组的工作模式调节，由BMS(动力电池管理系统)发出工作模式请求和目标水温，整车控制器自动调节机组的工作状态，集成化高。

具体工作原理：

工作状态一：当动力电池需要加热时，水泵1和水加热器2启动工作，水泵1带动水循环管路中的冷却液开始流动，同时水加热器2对冷却液进行加热，加热后的冷却液从水循环管路的冷却液出口8流入动力电池模组对动力电池加热；接着，冷却液从动力电池模组流入水循环管路的冷却液入口9，形成一个循环，水加热器2的加热功率根据目标水温来调节。当冷却液温度达到目标温度后，水泵1和水加热器2停止工作。

工作状态二：当空调需要制冷，且动力电池模组需要冷却，同时冷却液温度≥10℃时，水泵1启动工作，同时空调机组的压缩机启动工作，通过调节第一三通阀和第二三通阀，分一路冷媒流入冷媒循环管路的冷媒总入口7，接着流入换热器3的冷媒入口，并与流入换热器3的冷却液进行热交换，吸热后的冷媒经换热器3的冷媒出口和冷媒总出口6流回压缩机，形成冷媒循环管路和空调机组的循环，同时，在换热器3降温后的冷却液经水循环管路流入动力电池模组，对动力电池进行冷却；接着，冷却液从水循环管路的入水口流入水泵1，形成水循环管路的循环。当冷却液温度达到目标水温后，第一电子膨胀阀4关闭，水泵1工作。

工作状态三：当动力电池需要冷却时，且冷却液温度＜10℃时，水泵1启动工作，冷却液流经水加热器2和换热器3，流入动力电池模组，对动力电池冷却，再从动力电池模组流入水循环管路的入水口，流入水泵1，形成一个循环。

工作状态四：当空调机组需要制冷，而动力电池模组需要加热时，第一电子膨胀阀4 关闭，空调机组单独工作。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：包括空调机组和热管理机组；

所述热管理机组包括水循环管路、冷媒循环管路和换热器(3)，所述水循环管路和冷媒循环管路通过换热器(3)进行热交换；

所述水循环管路连接有水加热器(2)、水泵(1)和温度传感器(5)，水循环管路用于对动力电池模组进行温度调节；

所述冷媒循环管路通过三通阀与空调机组连通，冷媒循环管路与空调机组进行热交换。

2.根据权利要求1所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：所述冷媒循环管路连接有温压传感器(19)和第一电子膨胀阀(4)。

3.根据权利要求2所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：所述空调机组包括冷凝器、压缩机和蒸发器组成的循环管路，所述三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，所述冷媒循环管路的其中一端通过第一三通阀连接于冷凝器和蒸发器之间，冷媒循环管路的另一端通过第二三通阀连接于蒸发器和压缩机之间。

4.根据权利要求3所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：所述空调机组还包括第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀连接于第一三通阀和蒸发器之间。

5.根据权利要求1所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：所述换热器(3)为板式换热器。

6.根据权利要求3所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱通过第三三通阀(20)和第四三通阀分别与水循环单元连通，膨胀水箱形成水循环管路的支路。

7.根据权利要求1所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：所述水循环管路的两端分别为冷却液入口(9)和冷却液出口(8)，所述冷却液入口(9)连通于水泵进水管(13)，水泵出水管(14)连通于换热器(3)，换热器出水管(15)连通于水加热器进水管，水加热器进水管连接有温度传感器(5)，水加热器出水管(16)连通于冷却液出口(8)。

8.根据权利要求3所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：所述冷媒循环管路的两端分别为冷媒总入口(7)和冷媒总出口(6)，所述冷媒总入口(7)连接有第一三通阀，冷媒总出口(6)连接有第二三通阀。

9.根据权利要求1所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：所述水循环管路中的零件均通过胶管连接。

10.根据权利要求1所述的与空调集成式动力电池热管理机组，其特征在于：所述冷媒循环管路的零件均通过冷媒管连接。

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