CN220290917U - 集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池热管理技术领域，尤其涉及一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组。包括冷凝器、第一换热器、第一三通阀、压缩机、气液分离器和第二换热器。压缩机、第一换热器、第一三通阀的第一端、冷凝器和气液分离器依次连通并构成用于加热电池的闭合回路；第一换热器上还连通有第一进液管和第一出液管，第一进液管和第一出液管均连通于电池。压缩机、第一换热器、第一三通阀的第二端、第二换热器、气液分离器依次连通并构成用于冷却电驱的闭合回路；第二换热器上还连通有第二进液管和第二出液管，第二进液管和第二出液管均连通于电驱。该集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组小型化，成本低，实现了对电驱散热。

Description

集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组

技术领域

本实用新型涉及电池热管理技术领域，尤其涉及一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组。

背景技术

目前客车使用的电池通常会有高温和低温环境下易衰减的现象。为降低售后保养成本，延长电池使用寿命，目前客车全系车型都需要配置电池热管理机组，电池热管理机组为整车动力电池提供适宜的工作温度，以保证整车动力电池衰减速度在整车设计目标之内。但是现有技术中的电池热管理机组目前无集成电驱散热功能，功能单一，需要额外采用散热组件对电驱部件进行独立散热，造成电池热管理机组体积庞大、不便于安装，增加成本。

因此，亟需设计一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，来解决以上技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，体积小型化，便于安装，成本低，能够实现对电驱的散热。

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集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，包括冷凝器、第一换热器、第一三通阀、压缩机、气液分离器、第二换热器；

沿制冷剂的流动方向，所述压缩机、所述第一换热器、所述第一三通阀的第一端、所述冷凝器和所述气液分离器依次连通并构成用于加热电池的闭合回路；所述第一换热器上还连通有第一进液管和第一出液管，所述第一进液管远离所述第一换热器的一端和所述第一出液管远离所述第一换热器的一端均连通于所述电池；

沿制冷剂的流动方向，所述压缩机、所述第一换热器、所述第一三通阀的第二端、所述第二换热器、所述气液分离器依次连通并构成用于冷却电驱的闭合回路；所述第二换热器上还连通有第二进液管和第二出液管，所述第二进液管远离所述第二换热器的一端和所述第二出液管远离所述第二换热器的一端均连通于所述电驱。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括第二三通阀和第三进液管，所述第二三通阀的第一端与所述第二换热器连通，第二端与所述第二进液管连通，第三端与所述第三进液管连通，所述第三进液管远离所述第二三通阀的一端连通于所述冷凝器。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括第三三通阀和第三出液管，所述第三三通阀的第一端与所述第二换热器连通，第二端与所述第二出液管连通，第三端与所述第三出液管连通，所述第三出液管远离所述第三三通阀的一端连通于所述冷凝器。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述第三三通阀与所述第二换热器之间连通有第一两通阀，所述第三出液管上连通有第二两通阀。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括四通阀，所述四通阀的第一端连通于所述压缩机，第二端连通于所述气液分离器，第三端连通于所述冷凝器，第四端连通于所述第一换热器。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述第一三通阀的第一端与所述冷凝器之间依次连通有第一膨胀阀、液视镜和干燥剂组件。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述第一三通阀的第二端和所述第二换热器之间连通有第二膨胀阀。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述第一换热器和所述第二换热器均为板式换热器。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述冷凝器上设置有冷凝风机，所述冷凝风机用于对进入所述冷凝器的冷却液和制冷剂进行风冷散热。

作为一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的可选技术方案，所述制冷剂包括R407C，所述冷却液包括乙二醇水溶液。

本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型提供一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，该集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组包括冷凝器、第一换热器、第一三通阀、压缩机、气液分离器、第二换热器。沿制冷剂的流动方向，压缩机、第一换热器、第一三通阀的第一端、冷凝器和气液分离器依次连通并构成用于加热电池的闭合回路；第一换热器上还连通有第一进液管和第一出液管，第一进液管远离第一换热器的一端和第一出液管远离第一换热器的一端均连通于电池。沿制冷剂的流动方向，压缩机、第一换热器、第一三通阀的第二端、第二换热器、气液分离器依次连通并构成用于冷却电驱的闭合回路(也就是余热回收的闭合回路)；第二换热器上还连通有第二进液管和第二出液管，第二进液管远离第二换热器的一端和第二出液管远离第二换热器的一端均连通于电驱。该电池热管理机组通过集成电驱散热功能，功能多样化，无需额外采用散热组件对电驱进行独立散热，从而节约电池热管理机组的体积，使得体积小型化，便于安装，达到节约成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的第一支路的制热回路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的第二支路的余热回收的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的风冷散热电驱回路的结构示意图。

附图标记

1、冷凝器；2、第一换热器；3、第一三通阀；4、压缩机；5、气液分离器；6、第二换热器；7、第一进液管；8、第一出液管；9、第二进液管；10、第二出液管；11、第二三通阀；12、第三进液管；13、第三三通阀；14、第三出液管；15、第一两通阀；16、第二两通阀；17、四通阀；18、第一膨胀阀；19、液视镜；20、干燥剂组件；21、第二膨胀阀；22、冷凝风机；23、底板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

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-图3所示，本实施例提供一种集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，该集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组主要包括冷凝器1、第一换热器2、第一三通阀3、压缩机4、气液分离器5、第二换热器6。沿制冷剂的流动方向，压缩机4、第一换热器2、第一三通阀3的第一端、冷凝器1和气液分离器5依次连通并构成用于加热电池的闭合回路；第一换热器2上还连通有第一进液管7和第一出液管8，第一进液管7远离第一换热器2的一端和第一出液管8远离第一换热器2的一端均连通于电池(图中未示出)。沿制冷剂的流动方向，压缩机4、第一换热器2、第一三通阀3的第二端、第二换热器6、气液分离器5依次连通并构成用于冷却电驱的闭合回路(也就是余热回收的闭合回路)；第二换热器6上还连通有第二进液管9和第二出液管10，第二进液管9远离第二换热器6的一端和第二出液管10远离第二换热器6的一端均连通于电驱(图中未示出)。

基于以上设计，在本实施例中，集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括底板23，冷凝器1、第一换热器2、第一三通阀3、压缩机4、气液分离器5、第二换热器6均通过螺栓可拆卸地安装在底板23上。

如图1-图3所示，在本实施例中，集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括四通阀17，四通阀17的第一端连通于压缩机4，第二端连通于气液分离器5，第三端连通于冷凝器1，第四端连通于第一换热器2。第一三通阀3的第一端与冷凝器1之间依次连通有第一膨胀阀18、液视镜19和干燥剂组件20。在正常工作时，压缩机4将制冷剂排出，然后经过四通阀17、第一换热器2、第一三通阀3后分成两个支路：

如图2所示为第一支路的制热回路制冷剂的流向：制冷剂经过第一三通阀3的第一端、依次流进第一膨胀阀18、液视镜19、干燥剂组件20、冷凝器1、四通阀17、气液分离器5，然后流回压缩机4，从而形成用于加热电池的闭合回路。第一进液管7和第一出液管8均连通电池，电池内的冷却液能够经第一进液管7流进第一换热器2，从而与第一换热器2进行热交换，使得冷却液温度升高，然后由第一出液管8流回电池内部，从而实现对电池的加热。可以理解的是，当制冷剂在上述闭合回路逆向流动时，则形成用于对电池冷却的闭合回路，电池内的冷却液能够与第一换热器2进行换热后，实现对冷却液的降温，从而达到冷却电池的目的。

如图3所示为第二支路的余热回收制冷剂的流向：制冷剂经过第一三通阀3的第二端、第二膨胀阀21、第二换热器6、气液分离器5后再次回流至压缩机4，从而形成用于冷却电驱的闭合回路(也就是余热回收的闭合回路)；第二进液管9和第二出液管10均连通电驱。电驱内的高温冷却液能够经过第二进液管9流动至第二换热器6并与第二换热器6中的制冷剂进行换热，从而降低冷却液的温度，然后冷却液流动至电驱内实现对电驱的冷却散热。可以理解的是，本实施例中的电驱可以为电机、电控和减速器等电驱部件。

可选地，本实施例中的第一换热器2和第二换热器6均可以设置为板式换热器。

如图3-图4所示，在本实施例中，集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括第二三通阀11、第三三通阀13、第三进液管12和第三出液管14，第二三通阀11的第一端与第二换热器6连通，第二端与第二进液管9连通，第三端与第三进液管12连通，第三进液管12远离第二三通阀11的一端连通于冷凝器1。第三三通阀13的第一端与第二换热器6连通，第二端与第二出液管10连通，第三端与第三出液管14连通，第三出液管14远离第三三通阀13的一端连通于冷凝器1，从而形成风冷散热电驱回路。

具体而言，冷凝器1上设置有冷凝风机22，冷凝风机22用于对进入冷凝器1的冷却液和制冷剂进行风冷散热。具体地，电驱内的高温冷却液经过第三进液管12流动至冷凝器1中，冷凝器1中的冷凝风机22将高温冷却液进行风冷散热，从而降低冷却液的温度，降温后的冷却液经过第三出液管14流回电驱，从而实现对电驱的散热降温。

进一步地，如图3-图4所示，第三三通阀13与第二换热器6之间连通有第一两通阀15，第一两通阀15的设置用于控制第二进液管9内冷却液的通断，从而控制冷却液是否与第二换热器6进行热交换，也就是说，通过第一两通阀15能够控制第二支路的余热回收是否工作。第三出液管14上连通有第二两通阀16，第二两通阀16的设置用于控制第三出液管14内冷却液的通断，从而控制冷却液是否与冷凝器1进行热交换，也就是说，通过第二两通阀16能够控制风冷散热电驱回路是否工作。

可选地，第一两通阀15和第二两通阀16均为电磁阀，通过外界的控制器控制第一两通阀15和第二两通阀16的通断，需要指出的是，通过控制器控制第一两通阀15和第二两通阀16通断的工作原理属于现有技术，此处不再过多赘述。控制器能够根据电驱内冷却液的实际温度以及整车的需求来灵活选择打开第一两通阀15或第二两通阀16。

可选地，本实施例中的制冷剂包括R407C，冷却液包括乙二醇水溶液。

可选地，本实施例中的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组可以设置在客车的车顶或车尾，此外，作业人员能够根据实际需求灵活地将该集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组设置在车辆的任何地方，此处不再过多赘述。

与现有技术相比，本实施例中的第二支路的余热回收和风冷散热电驱回路均可以实现对电驱的散热降温，从而使得该电池热管理机组通过集成电驱散热功能，功能多样化，无需额外采用散热组件对电驱进行独立散热，从而节约电池热管理机组的体积，使得体积小型化，便于安装，达到节约成本的目的。

显然，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域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。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”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实用新型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。

Claims (10)

1.集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，包括冷凝器(1)、第一换热器(2)、第一三通阀(3)、压缩机(4)、气液分离器(5)、第二换热器(6)；

沿制冷剂的流动方向，所述压缩机(4)、所述第一换热器(2)、所述第一三通阀(3)的第一端、所述冷凝器(1)和所述气液分离器(5)依次连通并构成用于加热电池的闭合回路；所述第一换热器(2)上还连通有第一进液管(7)和第一出液管(8)，所述第一进液管(7)远离所述第一换热器(2)的一端和所述第一出液管(8)远离所述第一换热器(2)的一端均连通于所述电池；

沿制冷剂的流动方向，所述压缩机(4)、所述第一换热器(2)、所述第一三通阀(3)的第二端、所述第二换热器(6)、所述气液分离器(5)依次连通并构成用于冷却电驱的闭合回路；所述第二换热器(6)上还连通有第二进液管(9)和第二出液管(10)，所述第二进液管(9)远离所述第二换热器(6)的一端和所述第二出液管(10)远离所述第二换热器(6)的一端均连通于所述电驱。

2.根据权利要求1所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括第二三通阀(11)和第三进液管(12)，所述第二三通阀(11)的第一端与所述第二换热器(6)连通，所述第二三通阀(11)的第二端与所述第二进液管(9)连通，所述第二三通阀(11)的第三端与所述第三进液管(12)连通，所述第三进液管(12)远离所述第二三通阀(11)的一端连通于所述冷凝器(1)。

3.根据权利要求2所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括第三三通阀(13)和第三出液管(14)，所述第三三通阀(13)的第一端与所述第二换热器(6)连通，所述第三三通阀(13)的第二端与所述第二出液管(10)连通，所述第三三通阀(13)的第三端与所述第三出液管(14)连通，所述第三出液管(14)远离所述第三三通阀(13)的一端连通于所述冷凝器(1)。

4.根据权利要求3所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述第三三通阀(13)与所述第二换热器(6)之间连通有第一两通阀(15)，所述第三出液管(14)上连通有第二两通阀(16)。

5.根据权利要求1所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组还包括四通阀(17)，所述四通阀(17)的第一端连通于所述压缩机(4)，所述四通阀(17)的第二端连通于所述气液分离器(5)，所述四通阀(17)的第三端连通于所述冷凝器(1)，所述四通阀(17)的第四端连通于所述第一换热器(2)。

6.根据权利要求1所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述第一三通阀(3)的第一端与所述冷凝器(1)之间依次连通有第一膨胀阀(18)、液视镜(19)和干燥剂组件(20)。

7.根据权利要求1所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述第一三通阀(3)的第二端和所述第二换热器(6)之间连通有第二膨胀阀(21)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述第一换热器(2)和所述第二换热器(6)均为板式换热器。

9.根据权利要求1所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述冷凝器(1)上设置有冷凝风机(22)，所述冷凝风机(22)用于对进入所述冷凝器(1)的冷却液和制冷剂进行风冷散热。

10.根据权利要求9所述的集成热泵系统和电驱散热系统的电池热管理机组，其特征在于，所述制冷剂包括R407C，所述冷却液包括乙二醇水溶液。