CN212848573U - 一种动力电池水冷*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种动力电池水冷***，动力电池外设有水冷机构，所述水冷机构设有进水口和出水口，连接所述进水口和出水口的管路上设有电子水泵、换热器、PTC构成循环回路，所述换热器的另一组管接口通过设有电子膨胀阀的管路连接汽车空调冷凝介质循环回路。本实用新型电池采用水冷散热，可以大大提高电池的散热效率，同时配备过水PTC加热，保证电池在低温下的充电效率，并且引用的部件均为现有器件，***装备成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及新能源汽车电池散热技术。
背景技术
随着国家政策扶持和技术的发展，新能源汽车逐渐得到广大消费者的认可，而作为新能源汽车的核心零部件之一的电池***的装机容量在近几年出现高速增长，但由于电池***电芯对温度的敏感性，经常出现电动汽车电池出现起火现象，目前只能通过加强电池稳定性，提高散热能力的方法，改进电池安全性能，但是目前的改进方案仍存在弊端，或是成本过高，或是安全性仍无法保障。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是实现一种经济、可靠的电动汽车电池的热管理***，可以将电池的温度始终保持适宜的工作温度范围内，从而保证电池高效安全的工作。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种动力电池水冷***，动力电池外设有水冷机构，所述水冷机构设有进水口和出水口，连接所述进水口和出水口的管路上设有电子水泵、换热器、PTC构成循环回路，所述换热器的另一组管接口通过设有电子膨胀阀的管路连接汽车空调冷凝介质循环回路。
汽车空调冷凝介质循环回路包括冷凝器、蒸发器和压缩机，所述电子膨胀阀、压缩机和冷凝器依次连接在管路上并接入到换热器的管接口，所述蒸发器通过三通管路接入到压缩机和冷凝器的两端。
***设有控制器，所述控制器通过信号线连接汽车空调的控制单元、电子水泵、PTC以及电子膨胀阀。
所述水冷机构的进水口和出水口内均设有一个水温传感器，所述动力电池的电池包内设有至少一个采集电池包温度的电池温度传感器，所述水温传感器和电池温度传感器均通过信号线连接控制器并将所采集的温度信号输送至控制器。
本实用新型电池采用水冷散热，可以大大提高电池的散热效率，同时配备过水PTC加热，保证电池在低温下的充电效率，并且引用的部件均为现有器件，***装备成本低。
附图说明
下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为动力电池水冷***原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
动力电池水冷***是针对现有动力电池水冷***的改进，目前的动力电池外设有水冷机构，水冷机构设有进水口和出水口，连接进水口和出水口的管路上设有电子水泵、换热器、PTC构成循环回路。
如图1所示，利用换热器连接汽车空调***，换热器的另一组管接口通过设有电子膨胀阀的管路连接汽车空调冷凝介质循环回路。其中汽车空调冷凝介质循环回路包括冷凝器、蒸发器和压缩机，电子膨胀阀、压缩机和冷凝器依次连接在管路上并接入到换热器的管接口，蒸发器通过三通管路接入到压缩机和冷凝器的两端。
为了方便控制，***设有控制器，所述控制器通过信号线连接汽车空调的控制单元、电子水泵、PTC以及电子膨胀阀。水冷机构的进水口和出水口内均设有一个水温传感器，动力电池的电池包内设有至少一个采集电池包温度的电池温度传感器，水温传感器和电池温度传感器均通过信号线连接控制器并将所采集的温度信号输送至控制器。
电子水泵：接受BMS控制并输出需求流量；
压缩机：压缩冷媒；
换热器电子膨胀阀：根据BMS需求调节chiller开度；
压缩机：接受VCU控制并输出需求转速；
电池水加热PTC：根据BMS需求通断和控制电压。
具体工作原理如下：
当电池最高温度超过设定阀值时，控制***启动压缩机以及电子水泵、电子膨胀阀，水循环开始，电池出口的高温水经过chiller(换热器)冷却后变为低温冷却水回到电池包内进行冷却，电子膨胀阀可以时时调节阀口的开度大小，保证乘员舱和电池的冷却需求。
当电池的最低温度低于设定阀值时，控制***启动电子水泵和水热PTC，通过加热循环水，然后让循环热水在整个电池包内流动，从而将热量传递给电池，从而提高电池的温度。
具体的控制方法也可以根据需要设定，本实用新型仅保护其硬件结构，例如可用的控制逻辑：
1、高温冷却
BMS需求压缩机转速为n1；BMS需求压缩机转速n1对应的制冷功率为P1；空调室内需求转速为n2；空调室内需求转速n2对应的制冷功率为P2；压缩机总需求转速n；压缩机转速上限nmax。
快慢充
快慢充时，BMS根据需求向VCU请求压缩机转速n1，VCU根据P1+P2对应的压缩机总需求转速n和nmax作对比，取MIN(n，nmax)控制压缩机转速。快充过程充分保障电池的制冷需求，chiller开度根据电池需求开启相应开度。
当Tmax≥38℃时，chiller开启最大开度，电池需求制冷功率P。实时采集入水口温度，直至入水口温度降至25℃时判断冷却液进水温度和冷却液出水温度，调节对应chiller开度和电池需求制冷功率P。直至T1＜30℃时，关闭chiller，关闭循环，此过程若T1升至38℃且持续30S，则跳转至b。
放电
放电时，BMS根据需求向VCU请求压缩机转速n1，VCU根据P1+P2对应的压缩机总需求转速n和nmax作对比，取MIN(n，nmax)控制压缩机转速。chiller电子膨胀阀开度BMS根据标定结果和项目决定进行控制。
chiller开度的控制
P＝P1+P2
其中：P1＝(T2’-20)*3281*1.073*qv；P2＝(T2-20)*3281*1.073*qv
注：P：实际需求制冷功率，即水侧能力；P1：理论需求制冷功率；P2：需求制冷功率修正值；qv：体积流量(按12L/min计算)；T2’：电池包出口温度；T2：电池包进口温度。
2.低温加热
快充
a.当0℃＜T1'＜15℃时，BMS开启PTC和电子水泵并开启充电，进入边充电边加热过程。实时采集入水口温度，直至入水口温度达到38℃±1℃时判断冷却液进水温度和冷却液的温升，调节对应PTC电压以维持38℃±10℃进水。直至T1'≥15℃时，关闭PTC，关闭循环，进入纯充电过程。
b.当-20℃＜T1'≤0℃时，BMS开启PTC和电子水泵，进入加热过程。实时采集入水口温度，直至入水口温度达到38℃±1℃时判断冷却液进水温度和冷却液的温升，调节对应PTC电压以维持38℃±10℃进水。过程中，0℃＜T1'＜15℃时，BMS开启充电，进入边充电边加热过程。直至T1'≥15℃时，关闭PTC，关闭循环，进入纯充电过程。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种动力电池水冷***，动力电池外设有水冷机构，所述水冷机构设有进水口和出水口，其特征在于：连接所述进水口和出水口的管路上设有电子水泵、换热器、PTC构成循环回路，所述换热器的另一组管接口通过设有电子膨胀阀的管路连接汽车空调冷凝介质循环回路。
2.根据权利要求1所述的动力电池水冷***，其特征在于：汽车空调冷凝介质循环回路包括冷凝器、蒸发器和压缩机，所述电子膨胀阀、压缩机和冷凝器依次连接在管路上并接入到换热器的管接口，所述蒸发器通过三通管路接入到压缩机和冷凝器的两端。
3.根据权利要求2所述的动力电池水冷***，其特征在于：***设有控制器，所述控制器通过信号线连接汽车空调的控制单元、电子水泵、PTC以及电子膨胀阀。
4.根据权利要求3所述的动力电池水冷***，其特征在于：所述水冷机构的进水口和出水口内均设有一个水温传感器，所述动力电池的电池包内设有至少一个采集电池包温度的电池温度传感器，所述水温传感器和电池温度传感器均通过信号线连接控制器并将所采集的温度信号输送至控制器。
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|---|---|---|---|---|
| CN113410541A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-09-17 | 江苏葑全新能源动力科技有限公司 | 一种用于换电车辆的电池冷却装置 |
| CN116198275A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-06-02 | 河南德力新能源汽车有限公司 | 电动汽车空调与动力电池热管理控制***及控制方法 |
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