CN212587569U - 一种热管理***和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热管理***和车辆。热管理***包括驱动装置、电池组、电器部件和冷却装置，驱动装置、电池组、电器部件和冷却装置通过冷却管路串联，驱动装置驱动冷却剂经冷却装置冷却之后依次流过电池组和电器部件，以对电池组和电器部件进行散热，冷却剂为固液相变微胶囊和冷却液的混合物。根据本实用新型的热管理***，利用了固‑液相变冷却的原理，电池组和电器部件可以共用一套冷却***，冷却剂既对电池组进行降温，又可以对电器部件进行降温，节约了能量、成本和空间。

Description

一种热管理***和车辆

技术领域

本实用新型涉及热管理技术领域，具体而言涉及一种热管理***和车辆。

背景技术

现有的电池热管理***在高温环境下，电池温度要求保持室温的情况下，热量无法传递到空气中，以至于无法满足电池热管理的需求

因此，需要提供一种热管理***和车辆，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，提供了一种热管理***，所述热管理***包括驱动装置、电池组、电器部件和冷却装置，所述驱动装置、所述电池组、所述电器部件和所述冷却装置通过冷却管路串联，所述驱动装置驱动冷却剂经所述冷却装置冷却之后依次流过所述电池组和所述电器部件，以对所述电池组和所述电器部件进行散热，所述冷却剂为固液相变微胶囊和冷却液的混合物。

根据本实用新型的热管理***，通过将冷却剂设置为固液相变微胶囊和冷却液的混合物，则当高温情况下，当冷却剂流经电池组时，可以由固液相变微胶囊吸收热量，部分微胶囊由固态变为液态，而温度不会改变，然后在进入电机及电控等电器部件后，再次吸收热量将剩余的微胶囊全部由固态变为液态，之后冷却剂流入冷却装置进行散热，微胶囊再由液态变为固态，从而能够使电池组保持恒温工作的目的。而且热管理***既对电池组进行降温，又可以对电器部件进行降温，节约了能量、成本和空间。

可选地，所述电池组包括电池容器和电池单元，流经所述电池组的冷却管路包括单元管路，所述电池单元和所述单元管路均设置在电池容器中且相邻的所述电池单元之间设置有单元管路。

可选地，所述热管理***还包括加热装置，所述加热装置串联于所述冷却装置和所述电池组之间，所述加热装置的入口端与所述冷却装置的出口端连通，所述加热装置的出口端与所述电池组的入口端连通。

可选地，所述热管理***还包括加热装置和旁通管路，所述加热装置与所述旁通管路和所述冷却装置连通，所述旁通管路通过三通阀与所述冷却装置并联。

可选地，所述三通阀包括入口端、第一出口端和第二出口端，所述入口端与所述电器部件的出口端连通，所述第一出口端与所述冷却装置的入口端连通，所述第二出口端和所述旁通管路连通，

在所述三通阀的第一打开状态中，所述电器部件的出口端和所述冷却装置连通，

在所述三通阀的第二打开状态中，所述电器部件的出口端和所述旁通管路连通。

可选地，所述冷却装置还包括风机，以提高冷却效率。

可选地，所述三通阀包括入口端、第一出口端和第二出口端，所述入口端与所述电器部件的管路的出口端连通，所述第一出口端与所述冷却装置的入口端连通，所述第二出口端和所述冷却装置的出口端与所述第二加热装置的入口端连通，

在所述三通阀的第一打开状态中，所述电器部件的管路和所述冷却装置连通，

在所述三通阀的第二打开状态中，所述电器部件的管路和所述第二加热装置连通。

由此可以快速提高加热效率，避免热量损失。

可选地，所述固液相变微胶囊的密度与所述冷却液的密度相当，以使所述固液相变微胶囊能够悬浮于所述冷却液中。

可选地，所述驱动装置串联在所述冷却装置和所述电池组之间，且设置在所述电池组的上游。

可选地，所述热管理***还包括控制***，所述控制***与各个装置均电连接，以控制各个装置的运转。

本实用新型还提供一种车辆，车辆包括上述的热管理***。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的一种实施例的热管理***的原理图；

图2为根据本实用新型的一种实施例的电池组的立体图；

图3为图2所示的电池组的横截面图；

图4为根据本实用新型的另一种实施例的热管理***的原理图。

附图标记说明：

100：热管理*** 101：电池组

102：电器部件 104：电池容器

105：电池单元 106：单元管路

107：冷却装置 108：换热器

109：风机 110：驱动装置

111：加热装置 112：控制***

113：三通阀

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

图1示出了根据本实用新型的一种实施例的热管理***100。

热管理***100包括驱动装置110、电池组101、电器部件102和冷却装置107。电器部件102可以为诸如电机和/或电控等用电设备。驱动装置110、电池组101、电器部件102和冷却装置107通过冷却管路串联，驱动装置驱动冷却剂经冷却装置107冷却之后依次流过电池组101和电器部件102，以对电池组101和电器部件102进行散热，冷却剂为固液相变微胶囊和冷却液的混合物。

冷却剂包括固液相变微胶囊和冷却液，由一定比例的固液相变微胶囊和冷却液混合形成。固液相变微胶囊可以利用固液相变材料中的微囊技术由固液相变材料制成。在本实施方式中，微囊技术指的是一种运用成膜材料将固体或液体的固液相变材料包覆成具有核壳结构微粒的技术。

在高温情况下，当冷却剂流经电池组时，固液相变微胶囊可以吸收电池组101的热量使部分固液相变微胶囊从而发生固-液相变，对电池组101进行了散热，而冷却剂的温度不会改变，从而使电池组101维持在室温工作。

电池组101的出口端可以与电器部件102的入口端连通。这样，与电池组101进行热交换后的冷却剂可以进入电器部件102中，进而与电器部件102进行热交换。此时，冷却剂中的部分固液相变微胶囊可以吸收电器部件102的热量从而发生固-液相变，从而为电器部件102进行了散热。

冷却装置107位于电池组101和电器部件102之间。电器部件102的出口端与冷却装置107的入口端连通，冷却装置107可以对冷却剂进行散热，使流入冷却装置107的冷却剂中的固液相变微胶囊散热从而由液态转变为固态，而温度保持不变。

冷却装置107的出口端与电池组101的入口端连通，以使得冷却后的冷却剂再回流至电池组101的管路中，进行下一轮的散热。

根据本实用新型的热管理***，热管理***中的冷却剂为固液相变微胶囊和冷却液的混合物，利用了固-液相变冷却的原理，固液相变微胶囊可以吸收电池组和/或电器部件的热量从固态变为液态，而保持温度不变，从而实现在高温环境下，电池温度要求保持室温的情况下，可以顺利将热量传递出去，从而起到一个保持电池恒温工作的目的。

此外，当低温环境下，冷却剂可以吸收电器部件102产生的热量对电池组101进行加热，由此在对电器部件102散热的同时为电池组101进行加热，利用了电器部件102的多余热量，节约了能量、成本和空间。

在本实用新型的一些实施例中，如图2和图3所示，电池组101包括电池容器104和电池单元105，电池容器104可以构造为大致长方体结构，并且电池容器104的两侧分别设置有正负极，以便于电线连接。电池单元105设置在电池容器104中。电池容器104中可以设置有多个电池单元105，多个电池单元105可以沿电池容器104的长度方向间隔布置。

流经电池组101的冷却管路包括单元管路106，单元管路106可以设置在电池容器104中。电池容器104中可以设置有多个单元管路106，每相邻两个电池单元105之间设置有单元管路106。单元管路106可以构造为板状结构。冷却剂流经各个单元管路106，以对各个电池单元105进行热交换。这样，多个电池单元105可以分别与多个单元管路106进行热交换，这样可以同时对多个电池单元105进行冷却降温，提高了冷却效率，防止电池组101集中过热。

下面对于固液相变材料的变化过程进行描述。

进入电池组101中的冷却剂中，固液相变微胶囊中的固液相变材料可以构造为固态，其可以吸收电池组101的热量，使得一部分的固液相变材料发生固液相变转变为液态，另一部分的固液相变材料仍构造为固态。流经电池组101的管路中的冷却剂温度并不发生变化。

譬如，多个单元管路106中均设置有冷却剂，多个单元管路106中的冷却剂均可以与多个电池单元105进行热交换，单元管路106中的固液相变材料可以吸收电池单元105的热量，使得一部分的固液相变材料吸热后构造为液态，另一部分的固液相变材料仍构造为固态。单元管路106中的冷却剂的温度并不发生变化。由此，可以保持电池温度不变的情况下将电池热量散发出去，同时，由于通过相变材料发生相变散热，电池的散热效率高。

进入电器部件102的冷却剂中，固液相变微胶囊中的固液相变材料可以吸收电器部件102的热量，使得全部的固液相变材料转变为液态。这样，冷却剂既实现了对电池组101散热又实现了对电器部件102的散热。

与电池组101、电器部件102进行热交换之后的冷却剂，再流入冷却装置107，通过冷却装置107对冷却剂的强制散热，使冷却剂中的固液相变材料由液态转变为固态，以进入下一轮散热循环，由此可以在保持电池组101温度在室温不变的情况下将电池组101的热量传递到空气中，实现了电池组101在恒温下工作。

固液相变微胶囊的密度与冷却液的密度相当，以使固液相变微胶囊能够悬浮于冷却液中。由此，冷却剂中的固液相变微胶囊分布比较均匀，且固液相变微胶囊能够随冷却液的流动而流动，能够及时吸收电池组101和电器部件102的温度。

冷却装置还包括风机109，提高空气对流速度，从而提高冷却装置的冷却效率。

为了实现低温环境下电池组101的正常工作，热管理***100还包括加热装置111，加热装置111串联于冷却装置107和电池组101之间，以用于对冷却剂进行加热，加热装置111的入口端与冷却装置107的出口端连通，加热装置111的出口端与电池组101的入口端连通。

加热装置111可以为PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数热敏电阻)，用于在低温环境下对冷却剂进行加热，从而对电池组101加热以使电池组101的温度维持在正常工作温度。

并且，将电器部件102串联在热管理***中，在低温环境下，可以有效地利用电器部件102工作释放的热量，从而加热冷却剂，节约了能源和成本。

在热管理***100中，驱动装置110串联在冷却装置107和电池组101之间，且驱动装置110设置在电池组101的上游，以驱动冷却剂顺利流入电池组101的各个单元管路中。驱动装置110可以构造为泵，简单可靠。

在本实用新型的一些实施例中，热管理***100还包括控制***112，控制***112与各个装置均电连接，以控制各个装置的运转。比如，控制***112可以与电池组101和冷却装置107均电连接，控制***112可以根据电池组101的状态控制冷却装置107运转。由此，可以对电池组101的温度的变化做出快速反应，达到快速升温和降温的目的。

进一步地，控制***112可以与风机109电连接，控制***112可以根据电池组101的温度以及工作状态而控制风机109的转速和/或启停。当电池组101在快速充电放电时，电池组101的温度会快速升高，冷却装置107可以及时做出反应，防止能量聚集，提高动力性。

控制***112还可以与加热装置111电连接，控制***112可以根据电池组101的状态控制加热装置111运转。控制***112可以采集电池组101的温度而控制加热装置111运转。当电池组101的工作温度较低时，控制***112可以控制加热装置111开启，以防止低温影响电池组101使用。当电池组101的工作温度达到所需温度时，控制***112可以控制加热装置111关闭，使得电池组保持在正常工作温度。

控制***112还可以与驱动装置110电连接，控制***112可以根据电池组101的温度而控制驱动装置110运转。当电池组101的温度较高时，控制***112控制驱动装置110的转速提高，以增加单位时间内与电池组101进行热交换的冷却剂的流量。当电池组101的温度较低时，控制***112可以控制驱动装置110的转速降低，以减少单位时间内与电池组101进行热交换的冷却剂的量。

控制***112可以控制加热装置111开启，此时加热装置111和电器部件102同时对冷却剂进行加热，加热后的冷却剂进入电池组101，从而对电池组101进行加热。由此，能够有效利用电器部件102所释放的热量，实现能源再利用，避免电池组101的温度过低而影响性能。

当电池组101温度升高，控制***112检测到电池组101的温度达到工作温度，控制***112控制加热装置111关闭。此时，流经电池组101的固液相变材料吸收电池组101的热量，流经电器部件102的固液相变材料吸收电器部件102的热量，从而对冷却剂起到保温作用，以对电池组101起到保温的作用，有效利用废热，更加节能。

图4示出了根据本实用新型的另一种实施例的热管理***100，以下对于区别之处进行描述，相似之处不再赘述。

热管理***100还包括加热装置111和旁通管路，加热装置111与旁通管路和冷却装置107连通，旁通管路通过三通阀与冷却装置并联。

也就是说，旁通管路和冷却装置107通过三通阀113与电器部件102连通。这样，当电池组101需要冷却时，电池组101和电器部件102通过三通阀113与冷却装置107连通，此时加热装置111关闭；当电池组101需要加热时，加热装置111开启，加热装置111、电池组101和电器部件102串联，并通过三通阀113与旁通管路连通，以将冷却装置107短路，从而避免冷却装置107散热对热量的损失。

更具体地，三通阀113可以包括入口端、第一出口端和第二出口端，三通阀113的入口端与电器部件102的出口端连通，三通阀113的第一出口端与冷却装置107的入口端连通，三通阀113的第二出口端与旁通管路连通。

在三通阀113的第一打开状态中，电器部件102的出口端和冷却装置107连通。来自电器部件102的冷却剂可以经由三通阀113进入到冷却装置107中，从而由冷却装置107对冷却剂进行散热。

在三通阀113的第二打开状态中，电器部件102的出口端和旁通管路连通。来自电器部件102的冷却剂可以经由三通阀113进入旁通管路，再到加热装置111中，由加热装置111对冷却剂进行加热，由于此时将冷却装置107短路，可以减少热量的损失，提高加热效率，更加节能。

本实用新型还提供一种车辆，车辆包括上述的热管理***。

根据本实用新型的车辆，在热管理***中，利用了固-液相变冷却的原理，能够实现电池组保持恒温工作的目的，且电池组和电器部件可以共用一套冷却***，冷却剂能够既对电池组进行降温，又对电器部件进行降温，另外，低温环境下还可以利用电器部件的废热对电池组加热，节约能量、成本和空间。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种热管理***，其特征在于，所述热管理***包括驱动装置、电池组、电器部件和冷却装置，所述驱动装置、所述电池组、所述电器部件和所述冷却装置通过冷却管路串联，所述驱动装置驱动冷却剂经所述冷却装置冷却之后依次流过所述电池组和所述电器部件，以对所述电池组和所述电器部件进行散热，所述冷却剂为固液相变微胶囊和冷却液的混合物。

2.根据权利要求1所述的热管理***，其特征在于，所述电池组包括电池容器和电池单元，流经所述电池组的冷却管路包括单元管路，所述电池单元和所述单元管路均设置在电池容器中且相邻的所述电池单元之间设置有单元管路。

3.根据权利要求1所述的热管理***，其特征在于，所述热管理***还包括加热装置，所述加热装置串联于所述冷却装置和所述电池组之间，所述加热装置的入口端与所述冷却装置的出口端连通，所述加热装置的出口端与所述电池组的入口端连通。

4.根据权利要求1所述的热管理***，其特征在于，所述热管理***还包括加热装置和旁通管路，所述加热装置与所述旁通管路和所述冷却装置连通，所述旁通管路通过三通阀与所述冷却装置并联。

5.根据权利要求4所述的热管理***，其特征在于，所述三通阀包括入口端、第一出口端和第二出口端，所述入口端与所述电器部件的出口端连通，所述第一出口端与所述冷却装置的入口端连通，所述第二出口端和所述旁通管路连通，

在所述三通阀的第一打开状态中，所述电器部件的出口端和所述冷却装置连通，

在所述三通阀的第二打开状态中，所述电器部件的出口端和所述旁通管路连通。

6.根据权利要求1所述的热管理***，其特征在于，所述冷却装置还包括风机，以提高冷却效率。

7.根据权利要求6所述的热管理***，其特征在于，所述固液相变微胶囊的密度与所述冷却液的密度相当，以使所述固液相变微胶囊能够悬浮于所述冷却液中。

8.根据权利要求1所述的热管理***，其特征在于，所述驱动装置串联在所述冷却装置和所述电池组之间，且设置在所述电池组的上游。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的热管理***，其特征在于，所述热管理***还包括控制***，所述控制***与各个装置均电连接，以控制各个装置的运转。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1-9中的任一项所述的热管理***。

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