CN218616342U - 电池热管理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池热管理系统及车辆，所述电池热管理系统，包括：第一循环回路和第二循环回路，所述第二循环回路包括：通过管道依次连通的动力电池和所述电池冷却器，所述第二循环回路中的冷却液在所述动力电池和所述电池冷却器之间循环流动，所述第一循环回路中的冷媒适于在所述电池冷却器内带走所述第二循环回路中冷却液的热量；所述第二循环回路还包括：电机散热器，所述电机散热器适于降低所述第二循环回路中冷却液的温度。本申请的电池热管理系统通过充电时闲置的电机散热器配合电池冷却器一起对电池进行散热，进一步提升了电池热管理系统的冷却速率。

Description

电池热管理系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆的领域，尤其是涉及一种电池热管理系统及车辆。

背景技术

目前电动车越来越普及，顾客对电动车充电速度的要求也越来越高。

电池充电时，如果充电电流变大，也就是使用快充的话，电池发热量就会比小电流充电(普通充电)发热量要多，充电速度越快，电池中产生的热量越多，电池充电产生的热量如果不能及时散失，导致热量积累，会对电池造成不可逆的伤害。相关技术中电池的散热方案有待提高。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种电池热管理系统，其通过充电时闲置的电机散热器配合电池冷却器一起对电池进行散热，进一步提升了电池热管理系统的冷却速率。

根据本申请实施例的电池热管理系统，包括：第一循环回路，所述第一循环回路包括：通过管道依次连通的压缩机、第一换热器、节流元件和电池冷却器，所述第一循环回路中的冷媒在所述压缩机、所述第一换热器、所述节流元件以及所述电池冷却器之间循环流动；第二循环回路，所述第二循环回路包括：通过管道依次连通的动力电池和所述电池冷却器，所述第二循环回路中的冷却液在所述动力电池和所述电池冷却器之间循环流动，所述第一循环回路中的冷媒适于在所述电池冷却器内带走所述第二循环回路中冷却液的热量；所述第二循环回路还包括：电机散热器，所述电机散热器适于降低所述第二循环回路中冷却液的温度。

根据本申请实施例的电池热管理系统，不仅通过电池冷却器冷却动力电池，还通过电机散热器冷却动力电池，相比于只使用电池冷却器的方案而言大大提升了电池热管理系统的冷却速率。且电机散热器为车辆内已有的部件，有效利用了车辆内部的部件，提高了电机散热器的使用率，降低了电池热管理系统的成本。而且电机散热器通过管道加入第二循环回路，增加了第二循环回路中冷却液的总量，提升了第二循环回路的容热量，间接提升了电池热管理系统的制冷量。

在一些实施例中，所述电机散热器包括换热管和外套于所述换热管的换热翅片，冷却液适于在所述换热管内流动。

在一些实施例中，所述电机散热器设置于所述第一换热器的一侧，所述冷却风扇制造的风适于吹过所述第一换热器和所述电机散热器。

在一些实施例中，所述电池热管理系统还包括：切换装置，所述切换装置分别与所述动力电池、所述电池冷却器和所述电机散热器连通；所述电池热管理系统具有第一冷却模式和第二冷却模式，所述切换装置适于将电池热管理系统在所述第一冷却模式和所述第二冷却模式之间切换；在第一冷却模式，所述第二循环回路中冷却液依次流经所述动力电池、所述电机散热器和所述电池冷却器；在第二冷却模式，所述第二循环回路中冷却液在所述动力电池和所述电池冷却器之间循环流动。

在一些实施例中，所述切换装置包括：第一四通阀和第二四通阀，所述第一四通阀分别与所述动力电池、所述电池冷却器、所述电机散热器以及所述第二四通阀连通，所述第二四通阀分别与所述电机散热器、所述电池冷却器、所述动力电池以及所述第一四通阀连通。

在一些实施例中，所述第二循环回路还包括第一水泵，所述第一水泵适于驱动冷却液在所述第二循环回路中流动。

在一些实施例中，还包括：第二水泵和动力电机，所述第二水泵一端与所述电机散热器连通另一端与所述动力电机连通，所述动力电机远离所述第二水泵的一端与所述第二四通阀连通。

在一些实施例中，所述第一冷却模式具有第一状态、第二状态和第三状态；在第一状态，所述第一水泵或所述第二水泵驱动所述冷却液在所述第二循环回路中流动；在第二状态，所述第一水泵和所述第二水泵驱动所述冷却液在所述第二循环回路中流动；在第三状态，所述第一水泵和所述第二水泵驱动所述冷却液在所述第二循环回路中流动，且所述压缩机驱动冷媒在所述第一循环回路中流动。

在一些实施例中，所述电池热管理系统还具有热泵模式，在热泵模式，所述第二循环回路中的冷却液依次流经所述动力电池、所述电池冷却器和所述电机散热器，从所述电池冷却器排出的冷却液适于在电机散热器中吸取大气中的热量。

根据本申请实施例的车辆，包括上述技术方案所述的电池热管理系统。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的电池热管理系统的第一冷却模式的示意图；

图2是根据本申请实施例的电池热管理系统的第二冷却模式的示意图；

图3是根据本申请实施例的电池热管理系统的热泵模式的示意图。

附图标记：1、第一循环回路；11、压缩机；12、第一换热器；121、冷却风扇；13、节流元件；14、电池冷却器；2、第二循环回路；21、第一水泵；22、动力电池；23、电机散热器；24、第二水泵；25、动力电机；3、切换装置；31、第一四通阀；32、第二四通阀。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考图1-图3描述根据本申请实施例的电池热管理系统。

参照图1、图2和图3，根据本申请实施例的电池热管理系统，包括：第一循环回路1和第二循环回路2。第一循环回路1包括：通过管道依次连通的压缩机11、第一换热器12、节流元件13和电池冷却器14，第一循环回路1中的冷媒在压缩机11、第一换热器12、节流元件13以及电池冷却器14之间循环流动。第二循环回路2包括：通过管道依次连通的动力电池22和电池冷却器14，第二循环回路2中的冷却液在动力电池22和电池冷却器14之间循环流动。第一循环回路1中的冷媒适于在电池冷却器14内带走第二循环回路2中冷却液的热量。

应当理解的是，第一循环回路1为车辆的空调系统的循环回路，当第一循环回路1工作降低动力电池22的温度时，第一循环回路1中经过电池冷却器14的冷媒的温度低于第二循环回路2中经过电池冷却器14的冷却液的温度，因此，第一循环回路1中的冷媒和第二循环回路2中冷却液会在电池冷却器14内发生热交换，即第一循环回路1中的冷媒在电池冷却器14内带走第二循环回路2中冷却液的热量。

第二循环回路2中，冷却液在动力电池22和电池冷却器14之间循环流动，也就是说，冷却液在经过动力电池22时带走动力电池22产生的热量，从动力电池22中排出的温度较高冷却液经过电池冷却器14时，又被电池冷却器14中的冷媒带走热量，从电池冷却器14中排出的温度较低的冷却液再次进入动力电池22，如此循环工作以持续降低动力电池22的温度，提高动力电池22的可靠性和安全性。

第二循环回路2还包括：电机散热器23，电机散热器23适于降低第二循环回路2中冷却液的温度。电机散热器23为车辆中用于降温动力电机25的部件。相关技术中，当动力电池22处于充电状态时，动力电机25通常闲置，用于动力电机25散热的电机散热器23通常也处于闲置状态，而本申请通过管道使电机散热器23加入第二循环回路2，使得动力电池22充电时，闲置的电机散热器23可以为动力电池22散热，不仅提高了动力电池22的降温效果，还提高了电机散热器23的使用率，有效利用了车辆内部的部件。

根据本申请实施例的电池热管理系统，不仅通过电池冷却器14冷却动力电池22，还通过电机散热器23冷却动力电池22，相比于只使用电池冷却器14的方案而言大大提升了电池热管理系统的冷却速率。且电机散热器23为车辆内已有的部件，有效利用了车辆内部的部件，提高了电机散热器23的使用率，降低了电池热管理系统的成本。而且电机散热器23通过管道加入第二循环回路2，增加了第二循环回路2中冷却液的总量，提升了第二循环回路2的容热量，间接提升了电池热管理系统的制冷量。

在一些具体实施例中，电机散热器23包括换热管和外套于换热管的换热翅片，冷却液适于在换热管内流动，第二循环回路2中的冷却液适于在电机散热器23内与大气热交换。

通过上述技术方案，第二循环回路2中的冷却液经过电机散热器23时，通过电机散热器23将热量传到大气中，从而降低冷却液的温度，上述降温方式结构简单，降低了电机散热器23的成本。

参照图1、图2和图3，在一些进一步的实施例中，电机散热器23设置于第一换热器12的一侧，第一换热器12的冷却风扇121制造的风适于吹过第一换热器12和电机散热器23。

通过上述技术方案，利用第一换热器12的冷却风扇121的风增大了电机散热器23与空气的接触，提高了电机散热器23的散热效果。

在一些其它实施例中，电机散热器23还可以是水冷换热器。

参照图1、图2和图3，在一些实施例中，电池热管理系统还包括：切换装置3，切换装置3分别与动力电池22、电池冷却器14和电机散热器23连通。电池热管理系统具有第一冷却模式和第二冷却模式，切换装置3适于将电池热管理系统在第一冷却模式和第二冷却模式之间切换。

在第一冷却模式，第二循环回路2中冷却液依次流经动力电池22、电机散热器23和电池冷却器14，且第二循环回路2中的冷却液在动力电池22、电机散热器23和电池冷却器14之间循环流动。

也就是说，当大气温度低于冷却液的温度时，可以将电池热管理系统切换至第一冷却模式，从动力电池22中排出的温度较高的冷却液先通过电机散热器23进行散热，然后通过电池冷却器14进一步进行散热，从电池冷却器14排出的温度较低冷却液再次进入动力电池22，通过电机散热器23和电池冷却器14的双重降温，有效提升了电池热管理系统的冷却速率。

在第二冷却模式，冷却液在动力电池22和电池冷却器14中间循环流动。即电机散热器23不参与第二循环回路2。

也就是说，当大气温度高于或等于冷却液的温度时，电机散热器23不能对冷却液进行散热，还有可能会进一步提高冷却液的温度，则可以将电池热管理系统切换至第二冷却模式，只使用电池冷却器14对动力电池降温22。

上述技术方案中，大气温度低于冷却液的温度时，通过切换装置3将闲置的电机散热器23加入第二循环回路2，提高电池热管理系统的冷却速率；大气温度高于或等于冷却液的温度时，通过切换装置3使电机散热器23不参与第二循环回路2，有效提高了电池热管理系统的灵活性。

参照图1、图2和图3，在一些实施例中，切换装置3包括：第一四通阀31和第二四通阀32，第一四通阀31分别与动力电池22、电池冷却器14、电机散热器23以及第二四通阀32连通，第二四通阀32分别与电机散热器23、电池冷却器14、动力电池22以及第一四通阀31连通。

参照图1、图2和图3，在第一冷却模式，第二循环回路2中冷却液依次流经动力电池22、第二四通阀32、第一四通阀31、电机散热器23、第二四通阀32、电池冷却器14、第一四通阀31和动力电池22；在第二冷却模式，第二循环回路2中冷却液依次流经动力电池22、第二四通阀32、电池冷却器14、第一四通阀31和动力电池22。

上述技术方案中，切换装置3通过两个四通阀即可完成电池热管理系统在第一冷却模式和第二冷却模式之间的切换，切换装置3结构简单，降低了电池热管理系统的成本。

参照图1、图2和图3，在一些实施例中，第二循环回路2还包括：第一水泵21，第一水泵21适于驱动冷却液在第二循环回路2中流动。

通过上述技术方案，第二循环回路2可以通过第一水泵21驱使冷却液流动，驱动方式简单，降低了电池热管理系统的成本。

参照图1、图2和图3，在一些实施例中，第二循环回路2还包括：第二水泵24和动力电机25，第二水泵24一端与电机散热器23连通另一端与动力电机25连通，动力电机25远离第二水泵24的一端与第二四通阀32连通。

需要说明的是，在相关技术方案中，第二水泵24和动力电机25均为车辆内部已有的部件，第二水泵24用于驱动冷却液在电机散热器23和动力电机25之间循环流动。本申请实施例中，将第二水泵24和动力电机25均加入第二循环回路2，在第一冷却模式时，第二循环回路2中冷却液依次流经动力电池22、第二四通阀32、第一四通阀31、电机散热器23、第二水泵24、动力电机25、第二四通阀32、电池冷却器14、第一四通阀31、第一水泵21和动力电池22。第二水泵24可以用于驱动第二循环回路2中冷却液的流动，提升电池热管理系统的冷却性能。

参照图1、图2和图3，在一些实施例中，第一冷却模式具有第一状态、第二状态和第三状态。在第一状态，第一水泵21或第二水泵24驱动冷却液在第二循环回路2中流动；在第二状态，第一水泵21和第二水泵24均驱动冷却液在第二循环回路2中流动；在第三状态，第一水泵21和第二水泵24均驱动冷却液在第二循环回路2中流动的同时，压缩机11还驱动冷媒在第一循环回路1中流动，使第二循环回路2中的冷却液经过电池冷却器14时被第二循环回路2中的冷媒带走热量。

也就是说，当动力电池22的冷却需求较低时，可以使第二循环回路2处于第一状态，也就是说，只使用第一水泵21或第二水泵24驱动冷却液在第二循环回路2中流动，压缩机11所在的第一循环回路1不工作，第二循环回路2只通过电机散热器23进行散热，降低能耗。当第一状态的冷却效果不佳时，可以采用第二状态，即使用第一水泵21和第二水泵24同时驱动冷却液在第二循环回路2中流动，增加冷却液的流速，从而提高第二循环回路2的冷却效果。当第二状态的冷却效果不佳时，则采用第三状态，使用第一水泵21和第二水泵24驱动冷却液流动的同时，还使用第一循环回路1降低第二循环回路2中冷却液的温度，进一步提高第二循环回路2的冷却性能。

参照图1、图2和图3，在一些实施例中，电池热管理系统还包括：热泵模式，在热泵模式，第二循环回路2中的冷却液依次流经动力电池22、电池冷却器14和电机散热器23，从电池冷却器14排出的冷却液适于在电机散热器23中吸取大气中的热量。

从动力电池22排出的冷却液首先通过电池冷却器14，将热量传递给第一循环回路1中的冷媒，使从电池冷却器14中排出的冷却液温度低于大气温度，所以冷却液通过电机散热器23时可以吸取大气中的热量。

因为第一循环回路1为车辆空调系统中的循环回路，当电池热管理系统处于热泵模式时，利用动力电池22产生的热量和电机散热器23从大气中吸取的热量为第一循环回路1提供热源，提升了电池热泵制热性能，有效提高了车辆空调系统的制热效果。

参照图1、图2和图3，具体的，当电池热管理系统处于热泵模式时，第一四通阀31将电池冷却器14和电机散热器23连通、将第一水泵21和第二四通阀32连通，第二四通阀32将电池冷却器14与动力电池22连通、将动力电机25与第一四通阀31连通。也就是说，冷却液从动力电池22排出后依次流经第二四通阀32、电池冷却器14、第一四通阀31、电机散热器23、第二水泵24、动力电机25、第二四通阀32、第一四通阀31、第一水泵21以及动力电池22。

根据本申请实施例的车辆，包括：上述技术方案中提供的电池热管理系统。

根据本申请实施例的车辆，因为包含上述技术方案中提供的电池热管理系统，因此，本申请提供的车辆的动力电池22充电时，不仅通过电池冷却器14冷却动力电池22，还通过电机散热器23冷却动力电池22，大大提升了动力电池22的冷却速率，提高了车辆充电的安全性。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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。

在本申请的描述中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池热管理系统，其特征在于，包括：

第一循环回路(1)，所述第一循环回路(1)包括：通过管道依次连通的压缩机(11)、第一换热器(12)、节流元件(13)和电池冷却器(14)，所述第一循环回路(1)中的冷媒在所述压缩机(11)、所述第一换热器(12)、所述节流元件(13)以及所述电池冷却器(14)之间循环流动；

第二循环回路(2)，所述第二循环回路(2)包括：通过管道依次连通的动力电池(22)和所述电池冷却器(14)，所述第二循环回路(2)中的冷却液在所述动力电池(22)和所述电池冷却器(14)之间循环流动，所述第一循环回路(1)中的冷媒适于在所述电池冷却器(14)内带走所述第二循环回路(2)中冷却液的热量；

所述第二循环回路(2)还包括：电机散热器(23)，所述电机散热器(23)适于降低所述第二循环回路(2)中冷却液的温度。

2.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述电机散热器(23)包括换热管和外套于所述换热管的换热翅片，冷却液适于在所述换热管内流动。

3.根据权利要求2所述的电池热管理系统，其特征在于，所述电机散热器(23)设置于所述第一换热器(12)的一侧，所述第一换热器(12)的冷却风扇(121)制造的风适于吹过所述第一换热器(12)和所述电机散热器(23)。

4.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，还包括：切换装置(3)，所述切换装置(3)分别与所述动力电池(22)、所述电池冷却器(14)和所述电机散热器(23)连通；

所述电池热管理系统具有第一冷却模式和第二冷却模式，所述切换装置(3)适于将电池热管理系统在所述第一冷却模式和所述第二冷却模式之间切换；

在第一冷却模式，所述第二循环回路(2)中冷却液依次流经所述动力电池(22)、所述电机散热器(23)和所述电池冷却器(14)；

在第二冷却模式，所述第二循环回路(2)中冷却液在所述动力电池(22)和所述电池冷却器(14)之间循环流动。

5.根据权利要求4所述的电池热管理系统，其特征在于，所述切换装置(3)包括：第一四通阀(31)和第二四通阀(32)，所述第一四通阀(31)分别与所述动力电池(22)、所述电池冷却器(14)、所述电机散热器(23)以及所述第二四通阀(32)连通，所述第二四通阀(32)分别与所述电机散热器(23)、所述电池冷却器(14)、所述动力电池(22)以及所述第一四通阀(31)连通。

6.根据权利要求5所述的电池热管理系统，其特征在于，所述第二循环回路(2)还包括第一水泵(21)，所述第一水泵(21)适于驱动冷却液在所述第二循环回路(2)中流动。

7.根据权利要求6所述的电池热管理系统，其特征在于，还包括：第二水泵(24)和动力电机(25)，所述第二水泵(24)一端与所述电机散热器(23)连通另一端与所述动力电机(25)连通，所述动力电机(25)远离所述第二水泵(24)的一端与所述第二四通阀(32)连通。

8.根据权利要求7所述的电池热管理系统，其特征在于，所述第一冷却模式具有第一状态、第二状态和第三状态；

在第一状态，所述第一水泵(21)或所述第二水泵(24)驱动所述冷却液在所述第二循环回路(2)中流动；

在第二状态，所述第一水泵(21)和所述第二水泵(24)驱动所述冷却液在所述第二循环回路(2)中流动；

在第三状态，所述第一水泵(21)和所述第二水泵(24)驱动所述冷却液在所述第二循环回路(2)中流动，且所述压缩机(11)驱动冷媒在所述第一循环回路(1)中流动。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电池热管理系统，其特征在于，还具有热泵模式，在热泵模式，所述第二循环回路(2)中的冷却液依次流经所述动力电池(22)、所述电池冷却器(14)和所述电机散热器(23)，从所述电池冷却器(14)排出的冷却液适于在电机散热器(23)中吸取大气中的热量。

10.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求1-9中任一项所述的电池热管理系统。

Images