CN208797144U - 一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷*** - Google Patents

一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷*** Download PDF

Info

Publication number
CN208797144U
CN208797144U CN201821315692.9U CN201821315692U CN208797144U CN 208797144 U CN208797144 U CN 208797144U CN 201821315692 U CN201821315692 U CN 201821315692U CN 208797144 U CN208797144 U CN 208797144U
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
outlet
entrance
heat exchanger
air conditioning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201821315692.9U
Other languages
English (en)
Inventor
陈建辉
姚金玲
张志同
陈维兵
张忠政
葛磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 16 Research Institute
Original Assignee
CETC 16 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 16 Research Institute filed Critical CETC 16 Research Institute
Priority to CN201821315692.9U priority Critical patent/CN208797144U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN208797144U publication Critical patent/CN208797144U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***，包括汽车空调单元、电池液冷单元和微通道板式换热器。汽车空调单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。电池液冷单元包括水泵、水箱和电池换热器。本实用新型解决了电动汽车电池冷却问题，采用电池散热***耦合汽车空调的方式，采用液冷的方式满足电池散热需求，同时最大限度的利用自然冷源，减少电池散热***对能源的消耗，进一步通过耦合汽车空调单元，满足电池包在高温工况下的散热需求，同时通过比例三通合理分配利用自然冷量和空调冷量，达到电池包能量的科学合理分配和利用。

Description

一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***
技术领域
本实用新型涉及电动汽车电池散热技术领域，具体涉及一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***。
背景技术
纯电动汽车要实现由科研到产业化的转变，关键就在于克服阻碍纯电动汽车发展的几个关键技术：电池技术、电机及传动技术、控制技术和能量管理技术等。而这其中最关键的技术就是克服现阶段动力电池比能量和比功率低、循环寿命短、使用性能受温度影响大及由此引发的电池成本居高不下的缺点。电动汽车的动力核心为动力电池组，但是动力电池在充放电过程中，由于焦耳热，反应热等的存在，会产生大量的热量，如果不采取一定的散热措施，会引起电池组热量的累积，导致温度上升并引起电池各方面性能的下降。
在现阶段，电池技术很难获得突破性发展的前提下，如何在现有电池技术下，尽最大限度的发挥电池的使用性能，合理分配有限的电池能量是十分重要的。通过对大量试验数据的分析发现，温度对电池使用性能的影响是十分显著的。以现阶段最适宜车辆使用的磷酸铁锂电池为例，其最适宜工作温度范围在 20—25℃之间，高于45℃时，放电量会大大提升，电池使用时间明显缩短，高于60℃时，电池会出现***燃烧风险，电池温度低于0℃时，电池充电效能将受到严重影响，所以过高或过低的温度都会降低电池的充放电效率。在高温条件下，不仅动力电池的使用性能会大打折扣，其寿命和安全性也会受到很大影响。尤其是动力电池的安全性是决定其能否在电动汽车上使用的关键所在，所以采取有效的散热方式将电池的工作温度维持在安全使用温度以下是十分重要的。
电池包的冷却方式分为独立式热管理***和集成式热管理***，独立式热管理***主要是采用风冷和液冷两种方式散热方式，风冷结构简单可靠，但其散热能力有限，随着电能能量密度的提升，风冷已越来越无法满足电池组散热需求；液冷散热方式，依靠换热器和外界空气换热实现冷却水的散热，在环境温度较高和电池大倍率放电条件下，很难满足电池的散热需求。集成式热管理***是将电池冷却***与空调水***集成，通过在传统空调制冷回路上增加一条制冷回路来实现，通过热交换器和空调制冷剂进行热交换。这种方式虽然解决了高温工况下的电池散热问题，但是这种方式在低温时没有充分利用自然冷源，大大提高了汽车空调自身的能量消耗，严重影响电动汽车的续航里程。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***，该***充分利用汽车行驶过程中的自然冷源，通过微通道板式换热器实现***高效、轻量、节能目的；同时耦合电动汽车空调的压缩制冷***保证在高温工况满足电池组进行冷却要求，对新型空调***进行重新匹配，以同时满足乘员舱和电池包的温度需求，实现电池能量的科学分别及充分利用。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***，包括汽车空调单元、电池液冷单元和微通道板式换热器；所述汽车空调单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器；所述电池液冷单元包括水泵、水箱和电池换热器。
具体地说，所述水箱的出口接水泵的入口，水泵的出口接比例三通阀一的入口，比例三通阀的出口一接微通道板式换热器的入口一，微通道板式换热器的出口一和比例三通阀的出口二均与电池换热器的入口相连，电池换热器的出口接电动三通阀的入口，电动三通阀的出口一接水箱的入口，电动三通阀的出口二接冷凝器的入口一，冷凝器的出口一接水箱的入口。
所述压缩机的出口接冷凝器的入口二，冷凝器的出口二接膨胀阀的入口，膨胀阀的出口接比例三通阀二的入口，比例三通阀二的出口一接蒸发器的入口，比例三通阀二的出口二接微通道板式换热器的入口二，蒸发器的出口和微通道板式换热器的出口二均与压缩机的入口相连。
进一步的，所述水箱为带电加热式水箱，水箱内设有电加热装置。
由以上技术方案可知，本实用新型解决了电动汽车电池冷却问题，采用电池散热***耦合汽车空调的方式，采用液冷的方式满足电池散热需求，同时最大限度的利用自然冷源，减少电池散热***对能源的消耗，进一步通过耦合汽车空调单元，满足电池包在高温工况下的散热需求，同时通过比例三通合理分配利用自然冷量和空调冷量，达到电池包能量的科学合理分配和利用。
附图说明
图1是本实用新型的***原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
如图1所示的一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***，包括汽车空调单元、电池液冷单元和微通道板式换热器。所述汽车空调单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器；汽车空调单元通过蒸汽压缩实现对车内空间的制冷和加热。所述电池液冷单元包括水泵、水箱和电池换热器；电池液冷单元通过水泵提供循环动力，冷却液通过电池换热器将电池包内热量带出。本实用新型采用汽车空调单元和电池液冷单元耦合的方式，在高温工况下，满足电池的冷却需求。为了充分利用自然冷源，所述冷凝器采用行驶风及风机辅助冷却方式，从而减少对电池能源的消耗。
具体地说，所述水箱的出口接水泵的入口，水泵的出口接比例三通阀一的入口。比例三通阀的出口一接微通道板式换热器的入口一。微通道板式换热器的出口一通过冷却液再冷支路接电池换热器的入口，比例三通阀的出口二通过冷却液支路接电池换热器的入口。电池换热器的出口接电动三通阀的入口，电动三通阀的出口一通过冷却液直通支路接水箱的入口，电动三通阀的出口二通过冷凝器回路接冷凝器的入口一，冷凝器的出口一通过冷却液风冷支路接水箱的入口。
所述压缩机的出口接冷凝器的入口二，冷凝器的出口二接膨胀阀的入口，膨胀阀的出口接比例三通阀二的入口，比例三通阀二的出口一接蒸发器的入口，比例三通阀二的出口二通过制冷机板换旁路接微通道板式换热器的入口二，蒸发器的出口通过制冷剂蒸发器旁路接压缩机的入口，微通道板式换热器的出口二与压缩机的入口相连。
汽车空调单元设置有制冷剂板换旁路，通过微通道板式换热器实现对冷却液再冷支路的冷却。为了科学利用冷量，采用比例三通阀二精确调节进入微通道板式换热器的制冷剂流量。电池冷却回路设置有冷却液直通支路，通过电动三通阀进行切换，避免高温工况下在冷凝器处环境对冷却液的加热作用。电池冷却回路设置冷却液再冷支路，通过比例三通阀一精确调节进入微通道板式换热器的冷却液流量，利用空调冷量对冷却液进一步降温，满足高温工况下电池冷却需求。本实用新型通过汽车行驶风及风扇辅助冷却的方式对冷却液及制冷剂进行冷却，考虑低温工况和高温工况，在水箱内部设有电加热装置满足电池低温预热的需求，同时汽车空调单元设置冷却支路实现对电池冷却回路的进一步降温，从而满足电池在高温工况下的散热需求。
进一步的，所述水箱为带电加热式水箱，水箱内设有电加热装置，以满足电池低温预热的需求。
本实用新型的工作原理为：
设电池换热器的入口处温度为T1，电池换热器出口处的温度为T2，水箱温度为T3，环境温度为TE，对T1、T2、T3和TE进行监测。电池液冷单元通过水泵提供循环动力，冷却液通过电池换热器将电池包内热量带出。当T2＞TE时，电动三通阀关闭冷却液直通支路，接通冷凝器回路，利用汽车行使风对冷却液进行冷却。若T3、T1在允许范围内，则通过比例三通阀二断开汽车空调单元制冷剂板换旁路，降温后的冷却液进入水箱缓冲，通过水泵进入电池换热器完成整个循环。若T3、T1超出允许范围，则首先开启风机进行辅助冷却，若T3、T1仍然超出允许范围，则通过比例三通阀一和比例三通阀二调节进入微通道板式换热器制冷剂以及冷却液的流量，通过调节进入汽车空调单元冷却液的量来保证T1维持在允许范围内，满足电池的散热需求。当T2＜TE时，若电池包温度低于允许范围内，则水箱开启电加热，保证电池包温度在允许范围内；若电池包温度在允许范围内，电动三通阀断开冷凝器回路，电池换热器出来的冷却液直接进入水箱，同时通过比例三通阀一和比例三通阀二调节进入微通道板式换热器制冷剂以及冷却液的流量，通过调节进入汽车空调单元冷却液的量来保证T1维持在允许范围内，满足电池的散热需求。通过比例三通阀一和比例三通阀二合理利用自然冷量和空调冷量，对电池进行冷却达到电池包能量的科学合理分配及利用。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***，其特征在于：包括汽车空调单元、电池液冷单元和微通道板式换热器；所述汽车空调单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器；所述电池液冷单元包括水泵、水箱和电池换热器；
所述水箱的出口接水泵的入口，水泵的出口接比例三通阀一的入口，比例三通阀的出口一接微通道板式换热器的入口一，微通道板式换热器的出口一和比例三通阀的出口二均与电池换热器的入口相连，电池换热器的出口接电动三通阀的入口，电动三通阀的出口一接水箱的入口，电动三通阀的出口二接冷凝器的入口一，冷凝器的出口一接水箱的入口；
所述压缩机的出口接冷凝器的入口二，冷凝器的出口二接膨胀阀的入口，膨胀阀的出口接比例三通阀二的入口，比例三通阀二的出口一接蒸发器的入口，比例三通阀二的出口二接微通道板式换热器的入口二，蒸发器的出口和微通道板式换热器的出口二均与压缩机的入口相连。
2.根据权利要求1所述的一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***，其特征在于：所述水箱为带电加热式水箱，水箱内设有电加热装置。
CN201821315692.9U 2018-08-15 2018-08-15 一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷*** Active CN208797144U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201821315692.9U CN208797144U (zh) 2018-08-15 2018-08-15 一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201821315692.9U CN208797144U (zh) 2018-08-15 2018-08-15 一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN208797144U true CN208797144U (zh) 2019-04-26

Family

ID=66205656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201821315692.9U Active CN208797144U (zh) 2018-08-15 2018-08-15 一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN208797144U (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110329111A (zh) * 2019-06-15 2019-10-15 南京金龙新能源汽车研究院有限公司 一种电动汽车动力电池冷却***及其条件式控制方法
CN111609584A (zh) * 2020-04-24 2020-09-01 珠海格力电器股份有限公司 双温空调***、控制方法和空调器
CN112151906A (zh) * 2020-08-31 2020-12-29 珠海格力电器股份有限公司 一种电池的冷却方法、装置及***
CN112820979A (zh) * 2021-01-15 2021-05-18 一汽解放汽车有限公司 动力电池热管理***及动力电池热管理控制方法
WO2023115783A1 (zh) * 2021-12-20 2023-06-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电动汽车、热管理***及其控制方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110329111A (zh) * 2019-06-15 2019-10-15 南京金龙新能源汽车研究院有限公司 一种电动汽车动力电池冷却***及其条件式控制方法
CN111609584A (zh) * 2020-04-24 2020-09-01 珠海格力电器股份有限公司 双温空调***、控制方法和空调器
CN112151906A (zh) * 2020-08-31 2020-12-29 珠海格力电器股份有限公司 一种电池的冷却方法、装置及***
CN112820979A (zh) * 2021-01-15 2021-05-18 一汽解放汽车有限公司 动力电池热管理***及动力电池热管理控制方法
WO2023115783A1 (zh) * 2021-12-20 2023-06-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电动汽车、热管理***及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN208797144U (zh) 一种风冷耦合汽车空调的电动汽车电池液冷***
CN106585414B (zh) 一种智能化多回路电动汽车冷却***
CN202076386U (zh) 一种电池温度管理***及一种汽车
CN207045140U (zh) 一种智能化多回路电动汽车热管理***
CN110356195A (zh) 一种电动车热管理***及方法
CN109017212A (zh) 新能源客车车厢和电池集中热管理***
CN108711659A (zh) 电动汽车电池复合冷却***及其控制方法
CN207225022U (zh) 一种新能源汽车电池热管理***
CN208576388U (zh) 集成电池温度控制的电动车热管理***
CN202797185U (zh) 电池热管理***
CN206664199U (zh) 一种多联式多功能的热泵型电动空调***
CN103496319B (zh) 新能源汽车动力蓄电池温度调控装置
CN108621832A (zh) 一种基于相变材料的电动汽车集成式热管理***
CN208352485U (zh) 电动汽车电池复合冷却***
CN209079583U (zh) 新能源客车车厢和电池集中热管理***
CN207942903U (zh) 一种电动客车整车热管理***及车辆
CN110422031A (zh) 一种纯电动客车用空调与电池热管理集成***
CN109334392A (zh) 车辆及其热管理***
CN115416444A (zh) 一种用于新能源汽车的热泵热管理***及其工作方法
CN209141848U (zh) 用于新能源汽车的高效热管理***
CN110356198A (zh) 一种带有相变储能装置的纯电动车整车制冷制热***
CN212289440U (zh) 一种热管理***和电动车
CN208714892U (zh) 一种采用电子膨胀阀的集成电池热管理***
CN208952460U (zh) 一种热泵汽车空调***
CN208263921U (zh) 新能源汽车热管理***

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant