CN220349522U - 一种动力域叠层电池的热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种动力域叠层电池的热管理系统，属于电动机械热管理技术领域。包括空调模块、动力域模块、制冷模块和叠片电池箱模块，空调模块用于驾驶室制冷，动力域模块用于动力域制冷，所述叠片电池箱模块用于叠片电池箱制冷，制冷模块用于控制空调模块、动力域模块和叠片电池箱模块制冷并提供冷源。本申请的热管理系统通过制冷模块可以对空调模块、动力域模块和叠片电池箱模块进行冷源供给，不需要设置单独的降温系统，降低了成本且通过控制热交换、流量分配来保障各区域制冷量的需求。

Description

一种动力域叠层电池的热管理系统

技术领域

本实用新型属于电动机械热管理技术领域，具体来说是一种动力域叠层电池的热管理系统。

背景技术

随着工程机械电动化不断发展，技术的革新是必然的趋势，对整车的多系统进行了多合一的整合，对于我们厂家来说可以有效的降低成本，提高性能，并且可以降低前期单一系统独立管控的资源浪费，例如目前工程机械大部分叠层电池包(BMS)、动力域(DCU)、空调系统(AC)各自配套对应的热管理系统，实际这样做法太浪费资源，因此需要一种可以同时管控叠层电池包(BMS)、动力域(DCU)、空调系统(AC)的热管理系统。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于解决现有的电动机械的叠层电池包(BMS)、动力域(DCU)、空调系统(AC)分别使用不同的热管理系统，存在结构复杂和能源浪费的问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种动力域叠层电池的热管理系统，包括空调模块、动力域模块、制冷模块和叠片电池箱模块，所述空调模块用于驾驶室制冷，所述动力域模块用于动力域制冷，所述叠片电池箱模块用于叠片电池箱制冷，所述制冷模块用于控制空调模块、动力域模块和叠片电池箱模块制冷并提供冷源。

优选的，所述制冷模块包括冷凝器和水箱，所述水箱连接有两管路且分别设有水泵一和水泵二，所述冷凝器连接所述空调模块，所述水泵一连接所述动力域模块，所述水泵二连接所述叠片电池箱模块。

优选的，所述空调模块包括驾驶室温度检测设备和凝风机，所述驾驶室温度检测设备检测车内温度并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时控制凝风机进行工作并实时计算制冷需求并控制凝风机功率，所述凝风机与所述冷凝器连接，所述冷凝器输送制冷剂至所述凝风机。

优选的，所述动力域模块设有动力域温度检测设备和液冷管路，所述液冷管路连通水泵一，动力域温度检测设备检测动力域模块温度并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时发送指令给水泵一进行制冷。

优选的，所述叠片电池箱模块包括电池包温度检测设备和电池箱液冷管路，所述电池箱液冷管路连通水泵二，电池包温度检测设备检测电池箱温度，并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时发送指令给水泵二进行制冷。

优选的，还包括在车辆行驶过程中，电池包温度检测设备检测电池包温度，

当电池包温度Tmax≥35℃或Tmean≥30℃，进水口温度≥15℃，则发送指令给制冷模块进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤30℃或Tmean≤28℃，12℃<进水口温度<15℃，若前一个模式为关机模式或制热模式或自循环模式，则发送指令给制冷模块进行自循环模式；若前一个模式为制冷模式，则发送指令给制冷模块进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤30℃或Tmean≤28℃，进水口温度≤12℃，则发送指令给制冷模块进行自循环模式；

优选的，还包括在车辆充电过程中，电池包温度检测设备检测电池包温度，

当电池包温度Tmax>30℃且Tmean≥26℃或Tmax-Tmin>3℃开启自循环模式，当进水口温度>10℃，则发送指令给制冷模块进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤26℃或Tmean≤24℃，且7℃<进水口温度<10℃时，若前一个模式为关机模式或制热模式或自循环模式，则发送指令给制冷模块进入自循环模式；若前一个模式为制冷模式则发送指令给制冷模块进行制冷模式；

当电池包温度Tmax≤26℃或Tmean≤24℃，且进水口温度≤7℃，则发送指令给制冷模块进入自循环模式。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型的一种动力域叠层电池的热管理系统，包括空调模块、动力域模块、制冷模块和叠片电池箱模块，空调模块用于驾驶室制冷，动力域模块用于动力域制冷，所述叠片电池箱模块用于叠片电池箱制冷，制冷模块用于控制空调模块、动力域模块和叠片电池箱模块制冷并提供冷源。本申请的热管理系统通过制冷模块可以对空调模块、动力域模块和叠片电池箱模块进行冷源供给，不需要设置单独的降温系统，降低了成本且通过控制热交换、流量分配来保障各区域制冷量的需求。

附图说明

图1为本实用新型的一种动力域叠层电池的热管理系统的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、空调模块；200、动力域模块；300、制冷模块；310、冷凝器；320、水箱；330、水泵一；340、水泵二；400、叠片电池箱模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

参照附图1，本实施例的一种动力域叠层电池的热管理系统，包括空调模块100、动力域模块200、制冷模块300和叠片电池箱模块400，所述空调模块100用于驾驶室制冷，所述动力域模块200用于动力域制冷，所述叠片电池箱模块400用于叠片电池箱制冷，所述制冷模块300用于控制空调模块100、动力域模块200和叠片电池箱模块400制冷并提供冷源。本实施例的热管理系统通过制冷模块300可以对空调模块100、动力域模块200和叠片电池箱模块400进行冷源供给，不需要设置单独的降温系统，降低了成本且通过控制热交换、流量分配来保障各区域制冷量的需求。

所述制冷模块300包括冷凝器310和水箱320，所述水箱320连接有两管路且分别设有水泵一330和水泵二340，所述冷凝器310连接所述空调模块100，所述水泵一330连接所述动力域模块200，所述水泵二340连接所述叠片电池箱模块400。冷凝器310可以对水箱320内的水进行有效降温，保证水泵一330和水泵二340在进行冷却水循环的过程中可以有效的吸收热量，保证降温冷却效果。

所述空调模块100包括驾驶室温度检测设备和凝风机，所述驾驶室温度检测设备检测车内温度并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时控制凝风机进行工作并实时计算制冷需求并控制凝风机功率，所述凝风机与所述冷凝器310连接，所述冷凝器310输送制冷剂至所述凝风机。从而对驾驶室温度进行有效降温，且根据驾驶室温度自动调节凝风机档位。

所述动力域模块200设有动力域温度检测设备和液冷管路，所述液冷管路连通水泵一330，动力域温度检测设备检测动力域模块200温度并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时发送指令给水泵一330进行制冷。通过冷凝器310可以对水箱320内的水进行有效降温，水泵一330将降温后的冷却水输送至动力域模块200的液冷管路，对动力域模块200进行降温，且通过调节水泵一330的功率可以调节降温效率。

所述叠片电池箱模块400包括电池包温度检测设备和电池箱液冷管路，所述电池箱液冷管路连通水泵二340，电池包温度检测设备检测电池箱温度，并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时发送指令给水泵二340进行制冷。通过冷凝器310可以对水箱320内的水进行有效降温，水泵二340将降温后的冷却水输送至叠片电池箱模块400的液冷管路，对叠片电池箱模块400进行降温，且通过调节水泵二340的功率可以调节降温效率。

在车辆行驶过程中，电池包温度检测设备检测电池包温度，

当电池包温度Tmax≥35℃或Tmean≥30℃，进水口温度≥15℃，则发送指令给制冷模块300进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤30℃或Tmean≤28℃，12℃<进水口温度<15℃，若前一个模式为关机模式或制热模式或自循环模式，则发送指令给制冷模块300进行自循环模式；若前一个模式为制冷模式，则发送指令给制冷模块300进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤30℃或Tmean≤28℃，进水口温度≤12℃，则发送指令给制冷模块300进行自循环模式；

还包括在车辆充电过程中，电池包温度检测设备检测电池包温度，

当电池包温度Tmax>30℃且Tmean≥26℃或Tmax-Tmin>3℃开启自循环模式，当进水口温度>10℃，则发送指令给制冷模块300进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤26℃或Tmean≤24℃，且7℃<进水口温度<10℃时，若前一个模式为关机模式或制热模式或自循环模式，则发送指令给制冷模块300进入自循环模式；若前一个模式为制冷模式则发送指令给制冷模块300进行制冷模式；

当电池包温度Tmax≤26℃或Tmean≤24℃，且进水口温度≤7℃，则发送指令给制冷模块300进入自循环模式。

采用制冷剂对水循环进行降温使得电池组快速降温，由于电池组的特殊性，例如我们装载机目前采用的是双枪直流充电，此时电池在大电流的冲击下，电池会产生大量的热量，单纯靠自然水循环冷却是起不到效果的，所有我们采用制冷剂对水循环采取强制制冷，以确保快速降温，此时电池组可以有效保持健康的温度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种动力域叠层电池的热管理系统，其特征在于：包括空调模块(100)、动力域模块(200)、制冷模块(300)和叠片电池箱模块(400)，所述空调模块(100)用于驾驶室制冷，所述动力域模块(200)用于动力域制冷，所述叠片电池箱模块(400)用于叠片电池箱制冷，所述制冷模块(300)用于控制空调模块(100)、动力域模块(200)和叠片电池箱模块(400)制冷并提供冷源。

2.根据权利要求1所述的一种动力域叠层电池的热管理系统，其特征在于：所述制冷模块(300)包括冷凝器(310)和水箱(320)，所述水箱(320)连接有两管路且分别设有水泵一(330)和水泵二(340)，所述冷凝器(310)连接所述空调模块(100)，所述水泵一(330)连接所述动力域模块(200)，所述水泵二(340)连接所述叠片电池箱模块(400)。

3.根据权利要求2所述的一种动力域叠层电池的热管理系统，其特征在于：所述空调模块(100)包括驾驶室温度检测设备和凝风机，所述驾驶室温度检测设备检测车内温度并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时控制凝风机进行工作并实时计算制冷需求并控制凝风机功率，所述凝风机与所述冷凝器(310)连接，所述冷凝器(310)输送制冷剂至所述凝风机。

4.根据权利要求1所述的一种动力域叠层电池的热管理系统，其特征在于：所述动力域模块(200)设有动力域温度检测设备和液冷管路，所述液冷管路连通水泵一(330)，动力域温度检测设备检测动力域模块(200)温度并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时发送指令给水泵一(330)进行制冷。

5.根据权利要求1所述的一种动力域叠层电池的热管理系统，其特征在于：所述叠片电池箱模块(400)包括电池包温度检测设备和电池箱液冷管路，所述电池箱液冷管路连通水泵二(340)，电池包温度检测设备检测电池箱温度，并与设定温度进行对比，判断是否需要制冷，当需要制冷时发送指令给水泵二(340)进行制冷。

6.根据权利要求5所述的一种动力域叠层电池的热管理系统，其特征在于：还包括在车辆行驶过程中，电池包温度检测设备检测电池包温度，

当电池包温度Tmax≥35℃或Tmean≥30℃，进水口温度≥15℃，则发送指令给制冷模块(300)进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤30℃或Tmean≤28℃，12℃<进水口温度<15℃，若前一个模式为关机模式或制热模式或自循环模式，则发送指令给制冷模块(300)进行自循环模式；若前一个模式为制冷模式，则发送指令给制冷模块(300)进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤30℃或Tmean≤28℃，进水口温度≤12℃，则发送指令给制冷模块(300)进行自循环模式。

7.根据权利要求5所述的一种动力域叠层电池的热管理系统，其特征在于：还包括在车辆充电过程中，电池包温度检测设备检测电池包温度，

当电池包温度Tmax>30℃且Tmean≥26℃或Tmax-Tmin>3℃开启自循环模式，当进水口温度>10℃，则发送指令给制冷模块(300)进入制冷模式；

当电池包温度Tmax≤26℃或Tmean≤24℃，且7℃<进水口温度<10℃时，若前一个模式为关机模式或制热模式或自循环模式，则发送指令给制冷模块(300)进入自循环模式；若前一个模式为制冷模式则发送指令给制冷模块(300)进行制冷模式；

当电池包温度Tmax≤26℃或Tmean≤24℃，且进水口温度≤7℃，则发送指令给制冷模块(300)进入自循环模式。