CN114284600A - 集加热和冷却功能的双芯体电池换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，包括第一热交换器块和第二热交换器块；第一热交换器块和第二热交换器块均为叠片冷却器，均包括多个叠片；所有叠片的外形均相同；第一热交换器块和第二热交换器块通过连接板固定；连接板的外形与每一叠片相同，且设有至少一个连接开口用于连通第一热交换器块和第二热交换器块的第一流体通道和第三流体通道；电池换热器应用于混合动力车辆；第一热交换器块的第二流体通道通过冷却剂回路与用于冷却内燃机的冷却器连接；热交换器介质输入口和传热介质出口与整车散热管路连接。本发明将两个单独的第一热交换器块和第二热交换器块集成在公共热交换器中，对电池进行精确的温度控制，减少零件的种类。

Description

集加热和冷却功能的双芯体电池换热器

技术领域

本发明涉及电池冷却技术领域，特别涉及集加热和冷却功能的双芯体电池换热器。

背景技术

由于越来越强大的电力消耗，现代机动车辆装备有越来越强大的电池，特别是对于纯电动车。

为了能够实现电池的最大可能的电力输出，后者逐渐变温，根据需要冷却或加热，从而保持在最佳的功率输出。

因此，在炎热的夏季，电池通常是热源，并需要通过相应的冷却器进行冷却。

然而，在低室外温度下，通常经由车辆的冷却剂回路对电池进行加热，从而在这种情况下，由内燃机产生的废热或者是PTC的功耗可用于加热电池。

现有技术的缺点在于，为了冷却或加热电池，使用了两个单独的热交换器，这产生了较高的组装成本，增加了零件种类，增加了空间和重量以及显着增加了接口和线的数量。

因此，如何实现对机动车中的电池进行精确的温度控制是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，实现的目的是将两个单独的第一热交换器块和第二热交换器块集成在公共热交换器中，以对机动车中的电池进行精确的温度控制，从而减少接口，降低了客户的组装成本，降低热交换器的制造成本，可以减少所需安装空间的体积和重量，并减少零件的种类。

为实现上述目的，本发明公开了集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，包括第一热交换器块和第二热交换器块。

其中，所述第一热交换器块和所述第二热交换器块均为叠片冷却器，均包括多个叠片；

所述第一热交换器块和所述第二热交换器块的所有所述叠片的外形均相同，且互相平行设置叠成一个沿厚度方向延伸的长方体；

所述第一热交换器块具有用于传热介质的第一流体通道和用于冷却液的第二流体通道，并且对应所述第一流体通道的输入端设有热交换器介质输入口，对应所述第二流体通道两端分别设有冷却剂入口和冷却剂出口；

所述第二热交换器块具有用于传热介质的第三流体通道和用于制冷剂的第四流体通道，并且对应所述第三流体通道的输出端设有传热介质出口，对应所述第四流体通道的两端分别设有制冷剂入口和制冷剂出口；

所述第一热交换器块和所述第二热交换器块通过连接板固定；

所述连接板的外形与每一所述叠片相同，且设有至少一个连接开口用于连通所述第一流体通道和所述第三流体通道；

所述电池换热器应用于混合动力车辆；

所述混合动力车辆包括内燃机和车载电池；

所述第二流体通道通过所述冷却剂入口、所述冷却剂出口及冷却剂回路与所述冷却器连接；

所述冷却器与所述内燃机连接，用于冷却所述内燃机；

所述热交换器介质输入口和所述传热介质出口与整车散热管路连接；

所述整车散热管路将所述车载电池，以及所述混合动力车辆的其他发热元件所产生的热量通过热交换器介质带走后输入所述热交换器介质输入口。

优选的，所述第四流体通道与冷装置构之间的制冷回路中设有电子膨胀阀。

更优选的，所述制冷装置包括压缩机、冷凝器和节流阀。

更优选的，所述电子膨胀阀设置在制冷剂入口。

优选的，所述冷却剂回路设有至少一个截止阀。

本发明的有益效果：

本发明的应用将现有技术中两个单独的第一热交换器块和第二热交换器块集成在公共热交换器中，对电池进行精确的温度控制，减少零件的种类。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例的结构示意图。

图2示出本发明一实施例与内燃机和车载电池的连接结构图。

具体实施方式

实施例

如图1和图2所示，集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，包括第一热交换器块2和第二热交换器块5。

其中，第一热交换器块2和第二热交换器块5均为叠片冷却器，均包括多个叠片25；

第一热交换器块2和第二热交换器块5的所有叠片25的外形均相同，且互相平行设置叠成一个沿厚度方向延伸的长方体；

第一热交换器块2具有用于传热介质的第一流体通道3和用于冷却液的第二流体通道4，并且对应第一流体通道3的输入端设有热交换器介质输入口12，对应第二流体通道4两端分别设有冷却剂入口10和冷却剂出口11；

第二热交换器块5具有用于传热介质的第三流体通道6和用于制冷剂的第四流体通道7，并且对应第三流体通道6的输出端设有传热介质出口15，对应第四流体通道7的两端分别设有制冷剂入口13和制冷剂出口14；

第一热交换器块2和第二热交换器块5通过连接板8固定；

连接板8的外形与每一叠片25相同，且设有至少一个连接开口9用于连通第一流体通道3和第三流体通道6；

电池换热器1应用于混合动力车辆；

混合动力车辆包括内燃机23和车载电池27；

第二流体通道4通过冷却剂入口10、冷却剂出口11及冷却剂回路21与冷却器22连接；

冷却器22与内燃机23连接，用于冷却内燃机23；

热交换器介质输入口12和传热介质出口15与整车散热管路26连接；

整车散热管路26将车载电池27，以及混合动力车辆的其他发热元件所产生的热量通过热交换器介质带走后输入热交换器介质输入口12。

在本发明中，第一热交换器块2和第二热交换器块5的所有叠片25的外形均相同，具有相同的构造，因此可以增加相同零件的数量，从而降低存储和物流成本。

通过使用相同的叠片，可以可靠的组装，从而可以提高制造质量。

第一热交换器块2和第二热交换器块5通过连接板8固定，且连接板8设有至少一个连接开口9用于连通第一流体通道3和第三流体通道6；

第一热交换器块2和第二热交换器块5经由前述连接板8直接彼此连接，第一流体通道3和第三流体通道6之间的连接开口9设置在连接板8自身中，使得热交换器介质可以连续地流过第一热交换器块2和第二热交换器块5。

此外，由于第一热交换器块2和第二热交换器块5通过连接板8固定，因此特别地可以省去两个单独的热交换器与要冷却或加热的电池之间的先前复杂且耗费空间和昂贵的连接管路，从而可以节省材料，安装空间，重量和成本。

本发明应用于包括内燃机23和车载电池27的混合动力车辆，第二流体通道4通过冷却剂入口10、冷却剂出口11及冷却剂回路21与冷却器22连接，而第二热交换器块5的第四流体通道7则通过冷剂入口13和制冷剂出口14输入制冷剂。在这种情况下，第二热交换器块5的第四流体通道7实际上作为蒸发器工作。

通过上述结构，可以显着减少用于车载电池27温度的所需空间，从而实现车载电池27的空间需求的最佳功率输出以及相关的成本，这尤其对更好地推广这种混合动力车辆做出了重要贡献。

与现有技术相比，第一热交换器块2和第二热交换器块5经由布置在其之间的连接板8的直接联接可以大大减少在安装复杂性方面所需的接口的数量，就制造工作、结构体积和重量以及所需项目而言，可以更好的满足客户需求。特别是，消除了在两个热交换器块之间所需的生产线费用。

第一热交换器块2的叠片25和第二热交换器块5的叠片25构造与各种零件相同，因此连接减少了仓库和物流成本。而且第一热交换器块2和第二热交换器块5也经由连接板8进行固定。

相对于现有技术而言，本发明可以完全节省用于电池27的最佳温度控制的两个分开的热交换器之间的管路，因为现在代替这些分开的管路并且代替相关的接口，仅出现连接板8。因此，可以显着降低部件的重量和种类，所需的安装空间体积，尤其是材料和制造成本。

如果在例如炎热的外部温度下需要冷却电池27，则可以通过关闭第二流体通道4与冷却器22之间的管路，停止冷却剂在冷却剂回路21中的流动以及在第一热交换器模块2的第二流体通道4中的流动。

在上述情况下，在第二热交换器块5中，通过在第二热交换器块5中蒸发的制冷剂，在热交换器介质回路28中流动的传热介质被专门冷却。

而在相对较低的外部温度下，例如在冬季运行中，可以关闭第四流体通道7与制冷装置的连接，打开第二流体通道4与冷却器22之间的管路，从而由内燃机2产生的废热通过冷却剂回路21传递到第一热交换器块2，并从那里传递到第一流体通道3。

在上述情况下，内燃机2产生的废热能够对电池27进行加热，从而可以借助于根据本发明的热交换器1在冷的和热的室外温度下将其保持在预定的温度范围内。

在某些实施例中，第四流体通道7与冷装置构之间的制冷回路17中设有电子膨胀阀16。

电子膨胀阀16具有局部收缩，从而能够减小流过的制冷剂的压力，从而导致体积增大或膨胀。

在上述情况下，电子膨胀阀16被***制冷剂回路中，并在那里降低制冷剂的压力，该制冷剂通常以接近沸腾的液体的形式进电子膨胀阀16。在此，制冷剂经历状态变化，其中一部分制冷剂在通过过程中蒸发，而另一部分则保持液态。然后，在第四流体通道7中，制冷剂的静止液体部分蒸发，最后，在第三流体通道6中流动的传热介质被冷却。

借助于电子膨胀阀16，制冷剂可以特别精确地进行控制，这使得可以获得对于车载电池27的特别精确的温度控制。

在某些实施例中，制冷装置包括压缩机18、冷凝器19和节流阀20。

在某些实施例中，电子膨胀阀16设置在制冷剂入口13。

在某些实施例中，冷却剂回路21设有至少一个截止阀24。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，包括第一热交换器块(2)和第二热交换器块(5)；其特征在于，所述第一热交换器块(2)和所述第二热交换器块(5)均为叠片冷却器，均包括多个叠片(25)；

所述第一热交换器块(2)和所述第二热交换器块(5)的所有所述叠片(25)的外形均相同，且互相平行设置叠成一个沿厚度方向延伸的长方体；

所述第一热交换器块(2)具有用于传热介质的第一流体通道(3)和用于冷却液的第二流体通道(4)，并且对应所述第一流体通道(3)的输入端设有热交换器介质输入口(12)，对应所述第二流体通道(4)两端分别设有冷却剂入口(10)和冷却剂出口(11)；

所述第二热交换器块(5)具有用于传热介质的第三流体通道(6)和用于制冷剂的第四流体通道(7)，并且对应所述第三流体通道(6)的输出端设有传热介质出口(15)，对应所述第四流体通道(7)的两端分别设有制冷剂入口(13)和制冷剂出口(14)；

所述第一热交换器块(2)和所述第二热交换器块(5)通过连接板(8)固定；

所述连接板(8)的外形与每一所述叠片(25)相同，且设有至少一个连接开口(9)用于连通所述第一流体通道(3)和所述第三流体通道(6)；

所述电池换热器(1)应用于混合动力车辆；

所述混合动力车辆包括内燃机(23)和车载电池(27)；

所述第二流体通道(4)通过所述冷却剂入口(10)、所述冷却剂出口(11)及冷却剂回路(21)与所述冷却器(22)连接；

所述冷却器(22)与所述内燃机(23)连接，用于冷却所述内燃机(23)；

所述热交换器介质输入口(12)和所述传热介质出口(15)与整车散热管路(26)连接；

所述整车散热管路(26)将所述车载电池(27)，以及所述混合动力车辆的其他发热元件所产生的热量通过热交换器介质带走后输入所述热交换器介质输入口(12)。

2.根据权利要求1所述的集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，其特征在于，所述第四流体通道(7)与冷装置构之间的制冷回路(17)中设有电子膨胀阀(16)。

3.根据权利要求2所述的集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，其特征在于，所述制冷装置包括压缩机(18)、冷凝器(19)和节流阀(20)。

4.根据权利要求2所述的集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，其特征在于，所述电子膨胀阀(16)设置在制冷剂入口(13)。

5.根据权利要求1所述的集加热和冷却功能的双芯体电池换热器，其特征在于，所述冷却剂回路(21)设有至少一个截止阀(24)。

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