CN105605822A - 一种具有热泵***的电动汽车电池组装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,壳体外覆有保温材料,壳体内设有电池组和风道;采用的热泵***包括蒸发器、蒸发风机、膨胀阀、干燥过滤器、储液罐、冷凝风机、冷凝器、四通换向阀和压缩机,将所述蒸发器与蒸发风机设置在风道内,将热泵***的其余部件设置在壳体外面;所述蒸发器通过膨胀阀、干燥过滤器、储液罐与冷凝器连接,在冷凝器的一边设有冷凝风机,所述冷凝器再通过四通换向阀分别与压缩机和蒸发器连接;在四通换向阀上设有电控盒,电控盒的另一端与设置在电池组上的温度测点相连接。本发明通过热泵***同时具备了温升和冷却的功能,不仅体积小、重量轻,而且制造成本也明显降低,更利于电动汽车的推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车的设计与制造技术领域,具体涉及电动汽车电池组装置的设计与制造,是一种具有热泵***的电动汽车电池组装置。
背景技术
目前,电动汽车具有低污染、低噪声、使用新能源等优点,已成为城市交通***的一个重要组成部分。从现在使用的情况来看,电动汽车应该拥有广阔的前景,目前的关键技术是电动汽车的电池组。电动汽车的行驶要靠电池组,而电动汽车的电池只有在适宜的温度区间(20~25℃)才能发挥最佳效能。通常,当电池的工作温度高于45℃时,电池的放电量就会大大提升,使电池的温度和放电电流陡然增加,电池的使用时间就会明显缩短。当电池的工作温度高于60℃时,电池甚至会出现***燃烧的风险。而当电池的工作温度低于0℃时,电池的蓄电效能将受到严重影响,此时电池的充电水平往往只有理想状态的70~80%;随着温度的进一步降低,电池的充电水平将降低到50%甚至更低,同时,电池的充电时间也会大大延长。
针对上述问题,现在采用的方法有:电池温度过高时的冷却和电池温度过低时的加热。现有商业化的冷却方式主要有被动冷却;空气冷却;液体冷却和相变冷却,它们能对电动汽车的电池进行直接或者间接的冷却。现有的加热方式主要有通过电热丝、电热板以及PTC(热敏电阻)加热电池周围的空气和液体或者直接加热电池来提高电池的温度。但是,现有电动汽车电池温控***还是存在一些不足,例如:⑴在电动汽车的电池组中需同时放置制冷和制热两个***,这就使得温控***结构复杂,体积庞大,占用了放置电池组有限的空间。⑵由于放置了两个温控***,使制造成本提高,电动汽车的经济效益受影响。
发明内容
本发明的目的在于解决上述不足,提供一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,它将热泵***用于电动汽车电池的温控,使电动汽车电池装置的结构大为简化,并且同时能实现电动汽车电池组的冷却或加热功能。
本发明的设计思路为:在电动汽车的电池组装置上设置热泵***,利用在电动汽车电池组中通常设有的风道,将热泵***的蒸发器和蒸发风机设置所述风道中,将热泵***的冷凝器和冷凝风机设置在电动汽车电池组的壳体外;通过所述蒸发器进行冷却或者加热,通过所述蒸发风机使风道中的冷或热空气进行循环,便于空气均匀的流经电动汽车电池组的每一块电池。
为实现上述的目的,本发明采用了以下技术方案。
一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,含有壳体和电池组,其特征在于,在所述壳体外面设有保温材料,在所述壳体里面设有电池组,在所述电池组与所述壳体之间设有风道;在所述风道内设有热泵***,所述热泵***包括蒸发器、蒸发风机、膨胀阀、干燥过滤器、储液罐、冷凝风机、冷凝器、四通换向阀和压缩机,所述蒸发器与蒸发风机一起设置在所述风道内,热泵***的其余部件设置在所述壳体外面;所述蒸发器通过所述膨胀阀、干燥过滤器、储液罐与所述冷凝器连接,在所述冷凝器的一边设有冷凝风机,所述冷凝器再通过四通换向阀分别与所述压缩机和所述蒸发器连接;在所述四通换向阀上设有电控盒,所述电控盒的另一端与设置在所述电池组上的温度测点相连接。
进一步,所述冷凝器和蒸发器采用平行流式换热器、管片式换热器或者其他形式的换热器。
进一步,所述压缩机为全封闭或半封闭型式、立式或者卧式压缩机。
进一步,所述蒸发风机和冷凝风机采用轴流式风机或其他形式的风机。
进一步,所述膨胀阀采用膨胀阀或者是与膨胀阀等效的毛细管节流装置。
可选的,所述的温度测点采用热电偶或者铂电阻测温设备。
可选的,所述的温度测点能够同时设置所述电池组的不同电池上。
可选的,在所述电控盒内设有PLC(热敏电阻)或者与PLC等效的温控器件。
本发明一种具有热泵***的电动汽车电池组装置的积极效果是:
(1)在电动汽车电池组装置上采用热泵***并通过四通换向阀进行冷却或者加热。
(2)在电动汽车电池组装置有限的空间内,采用平行流蒸发器来适应有限的空间;热泵***的冷凝器也采用平行流冷凝器,进一步减轻了热泵***的体积和重量。
(3)本发明通过热泵***而同时具备有温升和冷却的功能避免了以往电池组温控***采用双***结构,不仅体积、重量减少,制造成本也明显降低,更利于电动汽车的推广和应用。
附图说明
图1为本发明一种具有热泵***的电动汽车电池组装置的结构示意图。
图中的标号分别为:
1、壳体;2、电池组;3、保温材料;
4、风道;5、蒸发器;6、蒸发风机;
7、膨胀阀;8、干燥过滤器;9、储液罐;
10、冷凝风机;11、冷凝器;12、四通换向阀;
13、压缩机;14、电控盒;15、温度测点。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明一种具有热泵***的电动汽车电池组装置的具体实施方式,但是应该指出,本发明的实施不限于以下的实施方式。
参见图1。一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,含有壳体1、电池组2、保温材料3、风道4、蒸发器5、蒸发风机6、膨胀阀7、干燥过滤器8、储液罐9、冷凝风机10、冷凝器11、四通换向阀12、压缩机13、电控盒14和温度测点15。
所述壳体1可采用现有的部件,但为了有好的保温效果,可在所述壳体1外面包覆一层保温材料3。所述保温材料3可采用橡塑海绵或者与之等效的保温材料,本发明在实施中对具体的保温材料和使用数量没有限制。
在所述壳体1里面设置电池组2,在所述电池组2与所述壳体1之间设置通畅的风道4。将所述风道4的一端设置的宽敞些,在这里设置热泵***的蒸发器5与蒸发风机6。
本发明采用的热泵***包括蒸发器5、蒸发风机6、膨胀阀7、干燥过滤器8、储液罐9、冷凝风机10、冷凝器11、四通换向阀12和压缩机13;其中,所述蒸发器5与蒸发风机6一起设置在上述风道4内:将所述蒸发风机6安装在所述蒸发器5的一侧。所述热泵***的其余部件:膨胀阀7、干燥过滤器8、储液罐9、冷凝风机10、冷凝器11、四通换向阀12和压缩机13设置在所述壳体1外面:所述蒸发器5通过所述膨胀阀7、干燥过滤器8、储液罐9与所述冷凝器11连接,在所述冷凝器11的前侧或后侧设置冷凝风机10;所述冷凝器11再通过四通换向阀12分别与所述压缩机13和所述蒸发器5连接;在所述四通换向阀12上设有电控盒14,所述电控盒14的另一端与设置在所述电池组2上的温度测点15相连接。在所述电控盒14内设置PLC(热敏电阻)或者与PLC等效的温控器件。所述温度测点15采用热电偶或铂电阻测温设备,可将所述温度测点15同时设置所述电池组1的不同电池上,因此,所述温度测点15可以有多个并且位置是不同的。
本发明的实施中,所述冷凝器11和蒸发器5可采用管片式换热器、平行流式换热器或者其他形式的换热器,本发明对换热器的形式和材质基本没有限制。
所述压缩机可采用全封闭或半封闭型式、立式或者卧式压缩机,本发明对压缩机13的形式和台数基本没有限制。
所述蒸发风机6和冷凝风机10可采用轴流式风机或其他形式的风机,本发明对风机的形式和台数基本没有限制。
所述膨胀阀7可采用膨胀阀或者与膨胀阀等效的毛细管节流装置,本发明对所述膨胀阀7的形式和采用节流装置的数量基本没有限制。
本发明采用的制冷剂为R134a制冷剂,但是,实施中,本发明对制冷剂的种类和充注量没有具体限制。
本发明一种具有热泵***的电动汽车电池组装置冷却或者加热的工作过程:
(1)制冷模式时的工作过程
当电动汽车在行驶或者充电过程中,所述电控盒14通过温度测点15检测到电池组1的表面温度高于设定温度的上限时,便会启动热泵***,采用制冷模式对壳体1内的电池组2进行冷却。
热泵***温度较低的制冷剂(例如10℃)便从压缩机13经四通换向阀12流向冷凝器11、储液罐9、干燥过滤器8、膨胀阀7,进入蒸发器5,与风道4内蒸发风机6所带来的温度较高的空气进行换热,将较高温度的空气进行冷却,冷却后的低温空气(通常为16℃)则经过风道4流经温度较高的电池组1进行降温;所述制冷剂经蒸发器5换热后回流到压缩机13。
(2)制热模式时的工作过程
当电动汽车在行驶或者充电过程中,所述电控盒14通过温度测点15检测到电池组1的表面温度低于设定温度的下限时,便会启动热泵***,采用制热模式对壳体1内的电池组2进行加热。
热泵***的温度较高的制冷剂(例如50℃)从压缩机13经四通换向阀12流向蒸发器5,与风道4内蒸发风机6所带来的温度较低的空气进行换热,将较低温度的空气进行加热,加热后的高温空气(通常为30℃)经过风道4流经温度较低的电池组1进行加热。所述制冷剂经膨胀阀7、干燥过滤器8、储液罐9,再经冷凝器11和四通换向阀12后回流到压缩机13。
(3)说明:在制冷或者制热模式时,所述风道4中空气的流向以及蒸发器5中制冷剂的流向可设置为顺流、逆流或者混合流。本发明对流向的具体设置方式没有限制。
Claims (8)
1.一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,含有壳体(1)和电池组(2),其特征在于,在所述壳体(1)外面设有保温材料(3),在所述壳体(1)里面设有电池组(2),在所述电池组(2)与所述壳体(1)之间设有风道(4);在所述风道(4)内设有热泵***,所述热泵***包括蒸发器(5)、蒸发风机(6)、膨胀阀(7)、干燥过滤器(8)、储液罐(9)、冷凝风机(10)、冷凝器(11)、四通换向阀(12)和压缩机(13),所述蒸发器(5)与蒸发风机(6)一起设置在所述风道(4)内,热泵***的其余部件设置在所述壳体(1)外面;所述蒸发器(5)通过所述膨胀阀(7)、干燥过滤器(8)、储液罐(9)与所述冷凝器(11)连接,在所述冷凝器(11)的一边设有冷凝风机(10),所述冷凝器(11)再通过四通换向阀(12)分别与所述压缩机(13)和所述蒸发器(5)连接;在所述四通换向阀(12)上设有电控盒(14),所述电控盒(14)的另一端与设置在所述电池组(2)上的温度测点(15)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,其特征在于,所述冷凝器(11)和蒸发器(5)采用平行流式换热器、管片式换热器或者其他形式的换热器。
3.根据权利要求1所述的一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,其特征在于,所述压缩机为全封闭或半封闭型式、立式或者卧式压缩机。
4.根据权利要求1所述的一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,其特征在于,所述蒸发风机(6)和冷凝风机(10)采用轴流式风机或其他形式的风机。
5.根据权利要求1所述的一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,其特征在于,所述膨胀阀(7)采用膨胀阀或者是与膨胀阀等效的毛细管节流装置。
6.根据权利要求1所述的一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,其特征在于,所述的温度测点(15)采用热电偶或者铂电阻测温设备。
7.根据权利要求6所述的一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,其特征在于,所述的温度测点(15)能够同时设置所述电池组(1)的不同电池上。
8.根据权利要求1所述的一种具有热泵***的电动汽车电池组装置,其特征在于,在所述电控盒(14)内设有热敏电阻或者与热敏电阻等效的温控器件。
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