CN112290113A - 一种汽车动力电池直冷***、汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车动力电池直冷***、汽车，包括压缩机、冷凝机构、第一膨胀阀、第二膨胀阀、电池直冷换热器、车内蒸发器、中间换热器；所述压缩机、所述冷凝机构、所述第一膨胀阀和所述车内蒸发器依次通过管道连接构成第一冷却管道回路；所述压缩机、所述冷凝机构、所述第二膨胀阀、所述电池直冷换热器依次通过管道连接构成第二冷却管道回路；其中，所述中间换热器内部设置有第一换热管道和第二换热管道，所述第一换热管道为连接所述压缩机与所述电池直冷换热器的管道的一部分；所述第二换热管道为连接所述压缩机与所述电池直冷换热器的管道的一部分。本发明能够提高了电池直冷换热器的温度均匀性，有利提高电池能效，且提升汽车动力电池冷却***的COP值，节约能源。

Description

一种汽车动力电池直冷***、汽车
技术领域
本发明涉及汽车动力电池冷却技术领域，具体涉及一种汽车动 力电池直冷***、汽车。
背景技术
随着电动汽车的发展，对动力电池动力性能，安全性和使用寿 命等要求的提升，动力电池***迫切需要一种高效的电池管理***， 以满足电池对散热、温度边界的要求。
目前普遍应用的是图1所示的汽车电池冷却***，该***主要 包含三大部分：①包括压缩机11、冷凝器12、冷却风扇13、膨胀 阀14以及车内蒸发器17的汽车空调***；②用于作电池散热用的 电池直冷换热器16；以及，③膨胀阀15。图1的***与空调***运 行原理一般，高温高压的液相冷媒经过膨胀阀15后，变为低温低压 两相态，然后经过电池直冷换热器16进行换热，吸收电池的热量蒸 发，实现制冷功能；吸热后再次送入压缩机11开始新的压缩过程； 现有的电池直冷***以电池直冷换热器16的出口过热度(由传感器 18检测得到)作为反馈信号，调节车内蒸发器17进口膨胀阀14开 度的大小；图1的***由根据电池直冷换热器16的出口过热度大小， 以控制电池直冷换热器16入口膨胀阀15的开度；在该***中，为 了保证压缩机11入口的冷媒为过热状态，势必导致电池直冷换热器 16换热区域存在过热段，因此电池直冷换热器16的均温性差。
发明内容
本发明的目的在于提出一种汽车动力电池直冷***、汽车，以 提高汽车动力电池***的COP值，节约能源；以及提高电池直冷换 热器的温度均匀性，有利提高电池能效。
为达上述目的，本发明实施例提出一种汽车动力电池直冷***， 包括压缩机、冷凝机构、第一膨胀阀、第二膨胀阀、电池直冷换热 器、车内蒸发器、中间换热器；所述压缩机、所述冷凝机构、所述 第一膨胀阀和所述车内蒸发器依次通过管道连接构成第一冷却管道 回路；所述压缩机、所述冷凝机构、所述第二膨胀阀、所述电池直 冷换热器依次通过管道连接构成第二冷却管道回路；其中，所述中 间换热器内部设置有第一换热管道和第二换热管道，所述第一换热 管道为连接所述压缩机与所述电池直冷换热器的管道的一部分；所述第二换热管道为连接所述压缩机与所述电池直冷换热器的管道的 一部分。
可选地，所述***还包括设置于所述中间换热器的第一管道的 出口处的传感器，所述传感器用于检测所述出口处的压力和温度， 并根据检测到的压力和温度确定对应的过热度；所述第二膨胀阀用 于根据所述过热度调整其自身开度。
可选地，所述冷凝机构包括冷凝器和冷却风扇；所述压缩机、 所述冷凝器、所述第一膨胀阀和所述车内蒸发器依次通过管道连接 构成第一冷却管道回路；所述压缩机、所述冷凝器、所述第二膨胀 阀、所述电池直冷换热器依次通过管道连接构成第二冷却管道回路。
可选地，所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀具体为电子膨胀阀 或者热力膨胀阀。
本发明实施例还提出一种汽车，包括上述汽车动力电池直冷系 统。
本发明实施例提出了一种汽车动力电池直冷***以及包括该系 统的汽车，在直冷***中增加设置一中间换热器，利用该中间换热 器将低温冷量传递到高温冷媒，回收***冷量，能够提高汽车动力 电池***的COP值，节约能源。此外，还可以根据中间换热器出口 过热度大小，来控制换热器入口膨胀阀的开度。如此，即将冷媒系 统过热段移动至中间换热器，通过该方法减小甚至消除蒸发器的过 热段，提高了电池直冷换热器的温度均匀性，有利提高电池能效。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式中阐述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下 面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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 根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种汽车电池冷却***的结构示意图。
图2为本发明实施例中一种汽车电池冷却***的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和 方面。另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体的实施例中给 出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细 节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
参阅图2，本发明一实施例提出一种汽车动力电池直冷***， 包括压缩机21、冷凝机构、第一膨胀阀24、第二膨胀阀25、电池 直冷换热器26、车内蒸发器27、中间换热器28；所述压缩机21、 所述冷凝机构、所述第一膨胀阀24和所述车内蒸发器27依次通过 管道连接构成第一冷却管道回路；所述压缩机21、所述冷凝机构、 所述第二膨胀阀25、所述电池直冷换热器26依次通过管道连接构 成第二冷却管道回路；其中，所述中间换热器28内部设置有第一换 热管道和第二换热管道，所述第一换热管道为连接所述压缩机21与 所述电池直冷换热器26的管道的一部分；所述第二换热管道为连接 所述压缩机21与所述电池直冷换热器26的管道的一部分。
可选地，本实施例所述冷凝机构包括冷凝器22和冷却风扇23； 所述压缩机21、所述冷凝器22、所述第一膨胀阀24和所述车内蒸 发器27依次通过管道连接构成第一冷却管道回路；所述压缩机21、 所述冷凝器22、所述第二膨胀阀25、所述电池直冷换热器26依次通过管道连接构成第二冷却管道回路。
具体而言，本实施例***工作过程如下：
所述压缩机21是所述汽车动力电池直冷***的动力源，当需要 对电池进行冷却时，所述压缩机21用于将低压低温气相冷媒压缩为 高温高压气相冷媒；所述高温高压气相冷媒经过所述冷凝器22，并 在冷却风扇23冷却下，冷凝为高温高压液相冷媒；所述高温高压液 相冷媒一路经过所述第一膨胀阀24后，由液相转变为低温低压两相 态，然后在所述车内蒸发器27吸热蒸发，以吸收车内热量，最后流 回所述压缩机21，对应所述第一冷却管道回路；所述高温高压液相 冷媒另一路通过中间换热的第一换热管道进入所述第二膨胀阀25后， 由液相转变为低温低压两相态，然后在所述电池直冷换热器26内吸 热实现电池冷却功能，吸热后从所述电池直冷换热器26流出的高温 冷媒经过所述中间换热器28的第二换热管道流回所述压缩机21， 对应所述第二冷却管道回路。需说明的是，在直冷***中增加设置 一中间换热器28，利用该中间换热器28将低温冷量传递到高温冷 媒，回收***冷量，能够提高汽车动力电池***的COP值，节约能 源。
可选地，本实施例所述***还包括设置于所述中间换热器28的 第一管道的出口处的传感器29，所述传感器29用于检测所述出口 处的压力和温度，并根据检测到的压力和温度确定对应的过热度； 所述第二膨胀阀25用于根据所述过热度调整其自身开度。
具体而言，本实施例中利用所述中间换热器28出口处的温度、 压力传感器29反馈该出口处的过热度；其中，对于过热度而言，同 一温度下，压力越大，则过热度越大；同一压力状态下，温度越高， 则过热度越大，根据压力和温度，可以确定对应的过热度。所述传 感器29根据检测到的当前压力和温度数据，转换为对应的过热度， 并生成过热度信号，将过热度信号发送给所述第二膨胀阀25，所述 第二膨胀阀25响应接收到所述过热度信号，根据所述热度信号控制 其自身开度。本实施例中根据中间换热器28出口过热度大小，来控 制换热器入口膨胀阀的开度。如此，即将冷媒***过热段移动至中 间换热器28，通过该方法减小甚至消除蒸发器的过热段，提高了电 池直冷换热器26的温度均匀性，有利提高电池能效。
可选地，本实施例所述第一膨胀阀24和所述第二膨胀阀25具 体为电子膨胀阀，能够更好地满足电池控温快速响应需求。
本发明另一实施例还提出一种汽车，包括上述汽车动力电池直 冷***。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并 非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的 各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员 来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨 在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进， 或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (5)

1.一种汽车动力电池直冷***，其特征在于，包括压缩机、冷凝机构、第一膨胀阀、第二膨胀阀、电池直冷换热器、车内蒸发器、中间换热器；所述压缩机、所述冷凝机构、所述第一膨胀阀和所述车内蒸发器依次通过管道连接构成第一冷却管道回路；所述压缩机、所述冷凝机构、所述第二膨胀阀、所述电池直冷换热器依次通过管道连接构成第二冷却管道回路；其中，所述中间换热器内部设置有第一换热管道和第二换热管道，所述第一换热管道为连接所述压缩机与所述电池直冷换热器的管道的一部分；所述第二换热管道为连接所述压缩机与所述电池直冷换热器的管道的一部分。
2.根据权利要求1所述汽车动力电池直冷***，其特征在于，所述***还包括设置于所述中间换热器的第一管道的出口处的传感器，所述传感器用于检测所述出口处的压力和温度，并根据检测到的压力和温度确定对应的过热度；所述第二膨胀阀用于根据所述过热度调整其自身开度。
3.根据权利要求1所述的汽车动力电池直冷***，其特征在于，所述冷凝机构包括冷凝器和冷却风扇；所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀和所述车内蒸发器依次通过管道连接构成第一冷却管道回路；所述压缩机、所述冷凝器、所述第二膨胀阀、所述电池直冷换热器依次通过管道连接构成第二冷却管道回路。
4.根据权利要求1至3任一项所述的汽车动力电池直冷***，其特征在于，所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀具体为电子膨胀阀或者热力膨胀阀。
5.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述的汽车动力电池直冷***。
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