CN220065800U - 一种电池热管理水冷机组及电池热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池热管理水冷机组及电池热管理系统，涉及电池热管理技术领域，所述水冷机组包括压缩机、风机、水泵、电控箱和机壳，所述压缩机、风机和水泵均包括机械件、驱动机械件的驱动器，所述机械件均设于机壳内，所述驱动器均设于电控箱内而电控箱设于机壳外，所述风机和水泵的驱动器均为高压驱动器。本实用新型在实现整个电池热管理水冷机组的机电分离的基础上，使可维护性好，极大地提升了电池热管理水冷机组乃至整个电池热管理系统的可靠性；同时，本实用新型大幅度地提升了电池热管理水冷机组的部件的通用性，在减少部件种类，降低生产成本的同时，保证了电池热管理水冷机组乃至整个电池热管理系统的可靠性。

Description

一种电池热管理水冷机组及电池热管理系统

技术领域

本实用新型涉及电池热管理技术领域，具体地来说，涉及一种电池热管理水冷机组及电池热管理系统。

背景技术

水冷机组在新能源电动车（如换电重卡）、储能、充电站等领域的电池热管理系统中都是不可或缺的重要设备，其作用是确保电池的发热能及时被带走从而确保电芯安全。常规的电池热管理水冷机组一般包括风机、水泵、压缩机和电气总成，风机装在冷凝器的后面而压缩机和水泵均装在水冷机组的机壳内部（如图1和图2所示，风机1和水泵2都自身集成了各自的电机驱动系统），电气总成安装在水冷机组的机壳内壁上；此时，由于风机和水泵均为机电一体化设置，一旦电气部分发生损坏（电气部分容易受到浪涌，脉冲群，雷击，静电等异常变化的影响，且环境因素如：温度，潮湿，酸碱盐雾等也会影响到电子元器件的可靠工作，故而，电气部分往往是一个设备最为薄弱的环节），维修更换就必须将整个电池热管理水冷机组从电池柜中拆出来，过程非常的复杂，可维护性较差，严重影响电池热管理水冷机组乃至整个电池热管理系统的可靠性。

另外，现有技术中相关针对电池热管理水冷机组的作业原理的研究，如专利申请CN 214152990 U一种具备组网扩展功能的新能源电池热管理机组等，其均公开了一种风机、水泵、DC-DC转换器、压缩泵和电控箱的协同作业方式，以实现整个电池热管理水冷机组的集成式作业，但现有技术中风机和水泵都是低压供电，风机和水泵的驱动均要经过两级变换（如图3所示，风机1和水泵2同时与DC-DC转换器3电连接），整体转换效率一般。

为此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池热管理水冷机组及电池热管理系统，以解决上述背景技术提出的现有技术，其整体转换效率一般，且在电气部分损坏时，维修更换过程复杂，可维护性较差，严重影响电池热管理水冷机组乃至整个电池热管理系统的可靠性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种电池热管理水冷机组，包括压缩机、风机、水泵、电控箱和机壳，所述压缩机、风机和水泵均包括机械件、驱动机械件的驱动器，所述机械件均设于机壳内，所述驱动器均设于电控箱内而电控箱设于机壳外即电控箱安装于机壳的外壁上，所述风机和水泵的驱动器均为高压驱动器；

进一步的，所述风机的机械件包括旋叶、以及用于带动旋叶转动的风机电机，所述风机的驱动器通过高压传输线与风机电机电连接，所述水泵的机械件包括水泵泵体、以及用于带动水泵泵体的泵轴转动的水泵电机，所述水泵的驱动器通过高压传输线与水泵电机电连接，所述压缩机的机械件包括压缩机电机，所述压缩机的驱动器通过高压传输线与压缩机电机电连接，所述压缩机、风机和驱动器的驱动器通过电控箱电连接有高压电；

进一步的，所述风机电机和水泵电机为相同电机且均为开关磁阻电机，所述压缩机、风机和水泵的驱动器均为模块化驱动器，所述风机驱动模块和水泵驱动模块为相同模块。

除了以上的技术方案外，本实用新型还提供了包括上述电池热管理水冷机组的电池热管理系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型在利用压缩机、风机、水泵和电控箱形成电池热管理水冷机组的基础上，通过将压缩机、风机和水泵的机械件均设于机壳内，将压缩机、风机和水泵的驱动器均设于电控箱内而电控箱设于机壳外的配合设置，在实现整个电池热管理水冷机组的机电分离的基础上，有效地简化了维修更换的步骤，使得电池热管理水冷机组的维修更换更为方便，可维护性好，极大地提升了电池热管理水冷机组乃至整个电池热管理系统的可靠性，具体地，将压缩机、风机和水泵的驱动器通过电控箱集成于机壳外的设置，使得维修更换时无需将电池热管理水冷机组拆出，只需拆开电控箱的外盖即可实现所有驱动器的维修更换，并在压缩机、风机和水泵的驱动器均属于电气件，故障率要高于压缩机、风机和水泵的机械件的情形下，间接实现电池热管理水冷机组的主要维修更换；与此同时，本实用新型中通过将风机和水泵的驱动器均直接设为高压驱动器，免去了DC-DC转换器的使用，解决了风机和水泵的驱动均要经过两级变换的问题，大幅度地提高了整体的转换效率；

2、本实用新型中的压缩机、风机和水泵的驱动器均为模块化驱动器，该种模块化设置，进一步方便了驱动器的安装维护，提升了三者维修更换的便捷性，提高了可维护性，从而进一步提升了电池热管理水冷机组乃至整个电池热管理系统的可靠性；

3、本实用新型中风机的机械件包括旋叶、以及用于带动旋叶转动的风机电机，水泵的机械件包括水泵泵体、以及用于带动水泵泵体的泵轴转动的水泵电机，本实用新型中通过将风机电机和水泵电机设为相同的电机，实现了风机电机和水泵电机的可互换，通过将风机驱动模块和水泵驱动模块设为相同模块，实现了风机驱动模块和水泵驱动模块的可互换，最终大幅度地提升了电池热管理水冷机组的部件的通用性，在减少部件种类，降低生产成本的同时，进一步方便了安装维护，保证了电池热管理水冷机组乃至整个电池热管理系统的可靠性。

附图说明

图1为现有技术风机的工作原理示意图；

图2为现有技术水泵的工作原理示意图；

图3为现有技术风机、水泵和DC-DC转换器连接安装的原理示意图；

图4为本实用新型的工作原理示意图；

图5为本实用新型电控箱和机壳的连接安装的结构示意图；

图中：1、风机，11、机械件Ⅰ，12、驱动器Ⅰ，2、水泵，21、机械件Ⅱ，22、驱动器Ⅱ，3、DC-DC转换器，41、机械件Ⅲ，42、驱动器Ⅲ，5、电控箱，6、机壳。

具体实施方式

以下实施例用来进一步说明本实用新型的内容，并不限制本实用新型的应用。

实施例1

请参阅图4-图5，其示出一种电池热管理水冷机组，包括机壳6（水冷机组的壳体）、压缩机、风机1（现有风机使用时配备的冷凝机等基础结构在此未作具体描述，但不应因此限制其功能实现）、水泵2和电控箱5（现有电控箱内具备的温度控制等基础结构在此未作具体描述，但不应因此限制其功能实现），电控箱5安装于机壳6的外壁上，风机1可以分为模块化设置的驱动器Ⅰ12、以及以旋叶及用于带动旋叶转动的风机电机为主要组成的机械件Ⅰ11，水泵2可以分为模块化设置的驱动器Ⅱ22、以及以水泵泵体、以及用于带动水泵泵体的泵轴转动的水泵电机为主要组成的机械件Ⅱ21，压缩机可以分为模块化设置的驱动器Ⅲ42、以及以含压缩机电机的机体为主要组成的机械件Ⅲ41（压缩机的种类各有不同，机体的具体组成可根据活塞压缩机、螺杆压缩机等压缩机的种类改变），风机驱动模块和水泵驱动模块为相同模块，驱动器Ⅰ12和驱动器Ⅱ22均为高压驱动器；

进一步的，机械件Ⅰ11、机械件Ⅱ21和机械件Ⅲ41均设于机壳6内，驱动器Ⅰ12、驱动器Ⅱ22和驱动器Ⅲ42均设于电控箱5的内部并通过电控箱5设于机壳6的外部且电连接有高压电，驱动器Ⅰ12和驱动器Ⅱ22均为高压驱动器，驱动器Ⅰ12通过高压传输线与风机电机电连接，驱动器Ⅱ22通过高压传输线与水泵电机电连接，驱动器Ⅲ42通过高压传输线与压缩机电机电连接（现有驱动器和电机的连接结构在此未作具体描述，但不应因此限制其功能实现）；

进一步的，风机电机和水泵电机为相同的电机，并可选择为开关磁阻电机（其它种类电机也是可选项），开关磁阻电机本身具备容错的功能，即便一相损坏也可以继续运转，只是功率会减小；同时，开关磁阻电机的驱动器也是最为可靠的，因为一相可以做到只用一个功率管驱动，这样就不会有对电源直通短路的现象，从而可以有效保证电池热管理水冷机组和整个电池热管理系统的可靠性。

本实用新型的工作原理及流程如下：

正常工作时，电控箱5经驱动器Ⅰ12、驱动器Ⅱ22和驱动器Ⅲ42将高压电分别输送给机械件Ⅰ11、机械件Ⅱ21和机械件Ⅲ41，为风机1、水泵2和压缩机的工作提供合适的运行电压；

当驱动器Ⅰ12、驱动器Ⅱ22或驱动器Ⅲ42损坏，需要维修更换时，仅需拆下电控箱5的外盖即可进行维修。

与此同时，风机电机和水泵电机可互换，风机驱动模块和水泵驱动模块也可互换，具备优越的通用性，在减少部件种类，降低生产成本的同时，进一步方便了安装，保证了电池热管理水冷机组乃至整个电池热管理系统的可靠性。

此外，风机电机和水泵电机之间、以及风机驱动模块和水泵驱动模块之间的通用性还体现为在功率等级的通性上。

实施例2

请参阅图4-图5，作为本实用新型的另一个目的，提供了一种电池热管理系统，在电池热管理系统中设有以上的电池热管理水冷机组，因此，电池热管理系统可以获得以上所描述的电池热管理水冷机组所具有的任一有益效果，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种电池热管理水冷机组，包括压缩机、风机、水泵、电控箱和机壳，其特征在于，所述压缩机、风机和水泵均包括机械件、驱动机械件的驱动器，所述机械件均设于机壳内，所述驱动器均设于电控箱内而电控箱设于机壳外，所述风机和水泵的驱动器均为高压驱动器。

2.根据权利要求1所述的一种电池热管理水冷机组，其特征在于，所述电控箱安装于机壳的外壁上。

3.根据权利要求1所述的一种电池热管理水冷机组，其特征在于，所述风机的机械件包括旋叶、以及用于带动旋叶转动的风机电机，所述风机的驱动器通过高压传输线与风机电机电连接，所述水泵的机械件包括水泵泵体、以及用于带动水泵泵体的泵轴转动的水泵电机，所述水泵的驱动器通过高压传输线与水泵电机电连接。

4.根据权利要求3所述的一种电池热管理水冷机组，其特征在于，所述风机电机和水泵电机为相同的电机。

5.根据权利要求4所述的一种电池热管理水冷机组，其特征在于，所述风机电机和水泵电机均为开关磁阻电机。

6.根据权利要求3所述的一种电池热管理水冷机组，其特征在于，所述压缩机的机械件包括压缩机电机，所述压缩机的驱动器通过高压传输线与压缩机电机电连接。

7.根据权利要求1所述的一种电池热管理水冷机组，其特征在于，所述压缩机、风机和水泵的驱动器均为模块化驱动器，所述风机驱动模块和水泵驱动模块为相同模块。

8.根据权利要求1所述的一种电池热管理水冷机组，其特征在于，所述压缩机、风机和驱动器的驱动器通过电控箱电连接有高压电。

9.一种电池热管理系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项的一种电池热管理水冷机组。