CN217507471U - 一种汽车的热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池冷却技术领域，具体公开了一种汽车的热管理系统，该汽车的热管理系统包括第一水冷机组和第二水冷机组，第一水冷机组安装在换电箱上，第二水冷机组安装在换电站上，换电箱上设有快接插头，换电箱为汽车供电时，由第一水冷机组单独为电池包进行降温，换电箱充电时，换电站上的第二水冷机组通过快接插头与冷却管路连通，由第一水冷机组和第二水冷机组共同对电池包进行降温，保证了在电池包在充电时的散热量足够。本实用新型中的汽车热管理系统能够针对不同状态的电池包采用不同方案进行降温，避免了能源的浪费，同时满足不同状态的电池包的散热需求。

Description

一种汽车的热管理系统

技术领域

本实用新型涉及动力电池冷却技术领域，尤其涉及一种汽车的热管理系统。

背景技术

目前纯电动商用车广泛使用锂离子动力电池作为储能装置，由于锂离子动力电池的工作机理决定其在充放电过程中会产生大量的热量，而温度的升高会影响锂离子动力电池的输出功率和使用寿命，因此，新能源汽车上往往配备有热管理系统，来对锂离子动力电池进行冷却降温。

通常来说，锂离子动力电池的发热量与其充、放电速率成正相关，实际使用过程中人们希望充电时间越短越好，充满电后尽量工作较长的时间，这就决定了锂离子动力电池的充电功率较大，放电功率较小，两者相差一个数量级，因此，在锂离子动力电池充电时，需要匹配的冷却功率更大的冷却机组才能满足充电过程中的散热需求，而在锂离子动力电池为新能源汽车的车载端供电时，功率较小的冷却机组即可满足锂离子动力电池的散热需求。目前市场上采用的冷却方案中水冷机通常布置在换电箱体内，冷却功率较小，不能满足大功率充电时电池包的散热需求，不利于延长电池寿命及快速充电。

因此，亟需一种汽车的热管理系统，来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车的热管理系统，能够针对不同状态的电池包进行冷却降温，在电池包充电时提供较大功率进行冷却，在电池包放电时，提供较小功率进行冷却，避免能源的浪费，同时满足不同状态的电池包的散热需求。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种汽车的热管理系统，用于对换电箱内安装的电池包进行降温，所述电池包上设有冷却管路，所述汽车的热管理系统包括：

第一水冷机组，所述第一水冷机组安装在所述换电箱上，所述第一水冷机组包括第一液冷回路，所述第一液冷回路包括第一输出管路和第一输入管路，所述第一输出管路与所述冷却管路的入口连通，所述第一输入管路与所述冷却管路的出口连通；

第二水冷机组，所述第二水冷机组安装在换电站上，所述第二水冷机组包括第二液冷回路，所述第二液冷回路包括第二输出管路和第二输入管路；

快接插头，所述快接插头设置于所述换电箱上，所述快接插头包括输入端和输出端，所述输出端与所述冷却管路通过第一连接管和第二连接管连通，所述第二输出管路和所述第二输入管路插接在所述输入端时，所述快接插头将所述第二液冷回路与所述冷却管路连通。

可选地，所述第二水冷机组包括多个，多个所述第二水冷机组的多个所述第二输出管路均连通于主输出管，多个所述第二水冷机组的多个所述第二输入管路均连通于主输入管，所述主输入管和所述主输出管能够插接在所述快接插头的所述输入端。

可选地，所述第一连接管上设有电磁阀，所述电磁阀被配置为控制所述第一连接管的通断。

可选地，所述汽车的热管理系统还包括传感器和阀门控制器，所述传感器与所述阀门控制器电连接，所述阀门控制器与所述电磁阀电连接，所述传感器能够传递信号给所述阀门控制器，所述阀门控制器根据所述信号控制所述电磁阀的开闭。

可选地，所述换电箱内包括多个电池包，每个所述电池包均设有至少一条子冷却管路，所述子冷却管路汇聚成冷却管路，每条所述冷却管路均与所述第一液冷回路连通，所述子冷却管路设置在所述电池包内部和/或外表面。

可选地，所述子冷却管路设置在冷却载体内，所述冷却载体为散热片或液冷板。

可选地，所述换电箱包括框架，所述框架上设有多个安装仓，每个所述电池包对应安装在一个所述安装仓内，所述第一水冷机组安装在位于最上层或最下层的安装仓内。

可选地，所述第一水冷机组包括制冷模块和第一液冷回路，所述制冷模块用于对所述第一液冷回路进行降温。

可选地，所述制冷模块包括依次连通的压缩机、冷凝器、节流阀和换热器，所述压缩机、所述冷凝器、所述节流阀和所述换热器内循环有制冷剂，所述第一液冷回路内循环有冷却介质，所述制冷剂与所述冷却介质在所述换热器内进行热量交换，所述冷却介质用于对所述电池包降温。

可选地，所述冷却介质为乙二醇溶液。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种汽车的热管理系统，用于对换电箱内安装的电池包进行降温，电池包上设有冷却管路，汽车的热管理系统包括第一水冷机组和第二水冷机组，第一水冷机组安装在换电箱上，第二水冷机组安装在换电站上，换电箱上设有快接插头，当换电箱安装在车载端为汽车供电时，由第一水冷机组单独为电池包进行降温，当换电箱需要充电时，将换电站上的第二水冷机组通过快接插头与冷却管路连通，由第一水冷机组和第二水冷机组共同对电池包进行降温，保证了在电池包在充电时的散热量足够，汽车热管理系统能够针对不同状态的电池包采用不同方案进行降温，在电池包充电时提供较大功率进行冷却，在电池包放电时，提供较小功率进行冷却，避免能源的浪费，同时满足不同状态的电池包的散热需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例中提供的汽车的热管理系统的结构示意图。

图中：

100、电池包；110、冷却管路的入口；120、冷却管路的出口；200、第一水冷机组；210、第一输出管路；220、第一输入管路；300、第二水冷机组；310、第二输出管路；320、第二输入管路；400、快接插头；500、电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种汽车的热管理系统，用于对换电箱内的电池包100进行降温，电池包100上设有冷却管路，该汽车的热管理系统包括第一水冷机组200和第二水冷机组300，第一水冷机组200安装在换电箱上，第二水冷机组300安装在换电站上。第一水冷机组200包括第一液冷回路，第一液冷回路包括第一输出管路210和第一输入管路220，第一输出管路210与冷却管路的入口110连通，第一输入管路220与冷却管路的出口120连通，从而在第一水冷机组200与电池包100的冷却管路之间形成闭合回路，通过冷却管路与电池包100的热交换带走电池包100的热量。第二水冷机组300包括第二液冷回路，第二液冷回路包括第二输出管路310和第二输入管路320，换电箱上设有快接插头400，当第二输出管路310和第二输入管路320插接在快接插头400上时，快接插头400将第二液冷回路与冷却管路连通，此状态适用于电池充电时负荷比较大的情况。

当换电箱在车载端放电时，仅通第一水冷机组200即可满足电池包100的散热需求，此时第二水冷机组300不工作；当换电箱的电量用完，需要到换电站充电时，当第二输出管路310和第二输入管路320插接在快接插头400上，此时快接插头400将第二液冷回路与冷却管路连通，第一水冷机组200和第二水冷机组300同时对电池包100进行降温，冷却功率较大，能够吸收电池包100的大量热量，满足散热需求。通过上述设置，本实施例中的汽车热管理系统能够针对不同状态的电池包100采用不同方案进行降温，在电池包100充电时提供较大功率进行冷却，在电池包100放电时，提供较小功率进行冷却，避免能源的浪费，同时无需对换电箱进行过多改造，仅需在换电箱上增加快接插头400即可，改造成本低。

示例性地，快接插头400包括输入端和输出端，输入端包括a口和b口，输出端包括c口和d口，a口和c口连通，b口和d口连通，第一输出管路210与c口通过第一连接管连通，第一输入管路220与d口通过第二连接管连通，当第二输出管路310和第二输入管路320插接在快接插头400上时，第二输出管路310与a口连通，第二输入管路320与b口连通。需要说明的是，当第二输出管路310和第二输入管路320未插接在快接插头400的输入端上时，a口和b口密封，第一连接管和第二连接管内的液体不会流出，当第二输出管路310和第二输入管路320插接在快接插头400的输入端上时，第二输出管路310与a口连通，第二输入管路320与b口连通。

为了满足更大功率的冷却，在一些实施例中，第二水冷机组300设置有多个，多个第二水冷机组300的多个第二输出管路310均连通于主输出管，多个第二水冷机组300的多个第二输入管路320均连通于主输入管，主输入管和主输出管能够插接在快接插头400的输入端，示例性地，主输出管与快接插头400的a口连通，主输入管与快接插头400的b口连通，从而多个水冷机组并联，同时为电池包100提供冷源，冷却功率更大。

第一连接管上设有电磁阀500，电磁阀500被配置为控制第一连接管的通断。汽车的热管理系统还包括传感器和阀门控制器，传感器与阀门控制器电连接，阀门控制器与电磁阀500电连接，传感器能够传递信号给阀门控制器，阀门控制器根据信号控制电磁阀500的开闭。

示例性地，传感器用于检测第二液冷回路的第二输出管路310和第二输入管路320是否插接在快接插头400的输入端上，并生成第一信号和第二信号，第一信号表示第二输出管路310和第二输入管路320已插接在快接插头400的输入端上，第二信号表示第二输出管路310和第二输入管路320未插接在快接插头400的输入端上，传感器将第一信号或第二信号传送给阀门控制器，阀门控制器接收到第一信号时，控制电磁阀500开启，此时，第一液冷回路和第二液冷回路连通，第一液冷回路和第二液冷共同为电池包100进行散热；阀门控制器接收到第二信号时，控制电池阀关闭，此时第一液冷回路对电池包100进行散热。

继续参见图1，换电箱内包括多个电池包100，每个电池包100均设有至少一条子冷却管路，子冷却管路汇聚成冷却管路，每条冷却管路均与第一液冷回路连通，子冷却管路设置在电池包100内部。当然，在一些实施例中，子冷却管路也可以设置在电池包100的外表面。

示例性地，子冷却管路设置在冷却载体内，当子冷却管路包括多条时，子冷却管路串联，冷却载体为散热片或液冷板。在一些实施例中，冷却载体内的多条子冷却管路也可以并联。

一般来说，换电箱包括框架，框架上设有多个安装仓，每个电池包100对应安装在一个安装仓内，第一水冷机组200安装在位于最上层的安装仓内。当然，在一些实施例中，第一水冷机组200也可以安装在位于最下层的安装仓内，本实施例对此不做限定。

进一步地，第一水冷机组200包括制冷模块和第一液冷回路，制冷模块用于对第一液冷回路进行降温。制冷模块包括依次连通的压缩机、冷凝器、节流阀和换热器，压缩机、冷凝器、节流阀和换热器内循环有制冷剂，第一液冷回路内循环有冷却介质，制冷剂与冷却介质在换热器内进行热量交换，进而冷却介质可以流入冷却管路用于对电池包100降温。具体地，第一水冷机组200开启时，压缩机将高温高压的制冷剂从压缩机中排出，制冷剂进入冷凝器进行冷凝换热，然后经过节流阀降压降温后，进入换热器蒸发并与冷却介质进行换热，制冷剂在换热器中吸热蒸发后流回压缩机的吸气口，完成一个制冷循环。冷却介质在换热器中冷却后进入电池包100，对电池包100进行冷却，将热量带出，从而达到冷却电池包100的目的。

示例性地，在一些实施例中，冷却介质可以选用乙二醇溶液，其中，乙二醇与水的体积比为1：1，冷却介质的冰点温度低于使用地区最低温度。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车的热管理系统，用于对换电箱内安装的电池包(100)进行降温，所述电池包(100)上设有冷却管路，其特征在于，所述汽车的热管理系统包括：

第一水冷机组(200)，所述第一水冷机组(200)安装在所述换电箱上，所述第一水冷机组(200)包括第一液冷回路，所述第一液冷回路包括第一输出管路(210)和第一输入管路(220)，所述第一输出管路(210)与所述冷却管路的入口(110)连通，所述第一输入管路(220)与所述冷却管路的出口(120)连通；

第二水冷机组(300)，所述第二水冷机组(300)安装在换电站上，所述第二水冷机组(300)包括第二液冷回路，所述第二液冷回路包括第二输出管路(310)和第二输入管路(320)；

快接插头(400)，所述快接插头(400)设置于所述换电箱上，所述快接插头(400)包括输入端和输出端，所述输出端与所述冷却管路通过第一连接管和第二连接管连通，所述第二输出管路(310)和所述第二输入管路(320)插接在所述输入端时，所述快接插头(400)将所述第二液冷回路与所述冷却管路连通。

2.根据权利要求1所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述第二水冷机组(300)包括多个，多个所述第二水冷机组(300)的多个所述第二输出管路(310)均连通于主输出管，多个所述第二水冷机组(300)的多个所述第二输入管路(320)均连通于主输入管，所述主输入管和所述主输出管能够插接在所述快接插头(400)的所述输入端。

3.根据权利要求1所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述第一连接管上设有电磁阀(500)，所述电磁阀(500)被配置为控制所述第一连接管的通断。

4.根据权利要求3所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述汽车的热管理系统还包括传感器和阀门控制器，所述传感器与所述阀门控制器电连接，所述阀门控制器与所述电磁阀(500)电连接，所述传感器能够传递信号给所述阀门控制器，所述阀门控制器根据所述信号控制所述电磁阀(500)的开闭。

5.根据权利要求1所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述换电箱内包括多个电池包(100)，每个所述电池包(100)均设有至少一条子冷却管路，所述子冷却管路汇聚成冷却管路，每条所述冷却管路均与所述第一液冷回路连通，所述子冷却管路设置在所述电池包(100)内部和/或外表面。

6.根据权利要求5所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述子冷却管路设置在冷却载体内，所述冷却载体为散热片或液冷板。

7.根据权利要求5所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述换电箱包括框架，所述框架上设有多个安装仓，每个所述电池包(100)对应安装在一个所述安装仓内，所述第一水冷机组(200)安装在位于最上层或最下层的安装仓内。

8.根据权利要求1所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述第一水冷机组(200)包括制冷模块和第一液冷回路，所述制冷模块用于对所述第一液冷回路进行降温。

9.根据权利要求8所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述制冷模块包括依次连通的压缩机、冷凝器、节流阀和换热器，所述压缩机、所述冷凝器、所述节流阀和所述换热器内循环有制冷剂，所述第一液冷回路内循环有冷却介质，所述制冷剂与所述冷却介质在所述换热器内进行热量交换，所述冷却介质用于对所述电池包(100)降温。

10.根据权利要求9所述的汽车的热管理系统，其特征在于，所述冷却介质为乙二醇溶液。

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