CN216545641U - 电池热管理装置和新能源车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池热管理装置和新能源车辆，涉及电池热管理的技术领域，包括电驱回路、电池回路和用于耦合电驱回路和电池回路的半导体双向换热器；在半导体双向换热器通电的情况下，电驱回路和电池回路进行热量交换，解决了电池加热效率较低以及电池冷却对空调负荷较高的技术问题。

Description

电池热管理装置和新能源车辆

技术领域

本实用新型涉及电池热管理的技术领域，尤其是涉及一种电池热管理装置和新能源车辆。

背景技术

目前新能源车辆电池在低温下的加热主要由电加热器实现，如通过高压PTC对电池进行加热，但此种电池加热方式的加热效率较低，不利于车辆电池实际的高效应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池热管理装置和新能源车辆，以缓解了车辆电池加热效率较低的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池热管理装置，包括：电驱回路、电池回路和用于耦合所述电驱回路和所述电池回路的半导体双向换热器；

在所述半导体双向换热器通电的情况下，所述电驱回路和所述电池回路进行热量交换。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括控制器；

所述控制器，在检测所述电池回路中电池的温度高于第一温度阈值的情况下，控制所述半导体双向换热器以第一通电方向上电，以使所述电池回路中的热量通过所述半导体双向换热器导入所述电驱回路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电驱回路包括低温散热器和电驱***，所述低温散热器用于对所述电驱***的热量和/或经所述半导体双向换热器导入的热量进行散失。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述装置还包括进气格栅，所述控制器还用于在所述低温散热器对所述电驱***的热量和/或经所述半导体双向换热器导入的热量进行散失时，控制开启所述气格栅进行散热。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述装置还包括控制器；所述控制器，在检测所述电池回路中电池的温度低于第二温度阈值的情况下，控制所述半导体双向换热器以第二通电方向上电，以使所述电驱回路中的热量通过所述半导体双向换热器导入所述电池回路，其中，所述第一通电方向与所述第二通电方向相反。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述控制器短接所述电驱回路中的低温散热器，以使所述电驱回路中的电驱***和所述半导体双向换热器为所述电池回路中的电池提供热量。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述控制器还用于控制所述进气格栅关闭。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述控制器在检测到所述电驱回路的温度低于环境温度的情况下，控制所述进气格栅开启，以使环境热量和所述半导体双向换热器产生的热量为所述电池回路中的电池加热。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述电池回路还包括换热器，所述控制器还用于在电驱回路无法满足所述电池散热需求的情况下，控制所述换热器工作。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种新能源车辆，包括如上所述的电池热管理装置，还包括车辆主体。

本实用新型实施例带来了一种电池热管理装置和新能源车辆，通过半导体双向换热器将电池回路和电驱回路进行耦合，并在该半导体双向换热器通电的情况下，可使得电池回路与电驱回路之间可通过该双向换热器进行热量交换，以提高电池加热和电池冷却的效率，且无需对车辆的空调***增加较大负担。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种电池热管理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电池热管理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前新能源车辆电池往往需要加热以及冷却，如，在低温下通过加热器对电池进行加热，而在高温下的电池由空调***通过交换器chiller进行冷却。

此种方式的加热效率小于1，且在制冷时，需要另设电池冷却器加大空调***的负荷，对压缩机、冷凝器的能力有较大提升需求，往往影响乘客制冷效果。

基于此，本实用新型实施例提供的一种电池热管理装置和新能源车辆，可以在提高电池加热效率的同时，减轻制冷时对制冷***的负荷。

下面通过实施例进行详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种电池热管理装置的结构示意图。

如图1所示，该电池热管理装置包括电驱回路、电池回路和用于耦合电驱回路和电池回路的半导体双向换热器；

在半导体双向换热器通电的情况下，电驱回路和电池回路进行热量交换。

其中，电驱回路和电池回路中均存在用于冷却的液体，如水流，需要说明的是，各回路中的液体不会导入另一回路，当半导体双向换热器通电时，两回路间的热量可以相互交换。

在实际应用的优选实施例中，通过半导体双向换热器将电池回路和电驱回路进行耦合，并在该半导体双向换热器通电的情况下，可使得电池回路与电驱回路之间可通过该双向换热器进行热量交换，以提高电池加热和电池冷却的效率，且无需对车辆的空调***增加较大负担。

在一些实施例中，该装置还包括水壶，该水壶用于分别对电驱回路和电池回路进行加液，电驱回路还包括第一水泵，电池回路包括第二水泵。电驱回路中还包括电驱***和低温散热器，该电驱***产生热量，电池回路还包括电池和换热器。该换热器可用于在电驱回路无法满足电池散热需求的情况下，进行工作，如图1所示，该换热器的左侧连入电池回路中，该换热器的右侧可连入制冷回路(如空调***)，若电驱回路无法满足电池散热需求，则换热器开始工作，可将电池回路中的热量交换如空调***中，进而实现电池制冷。

其中，该水壶可设置于电驱回路和电池回路的进水口，该水壶可实现加液和保证水面高度平衡的目的。

在实际应用中，电驱回路中的水流经第一水泵至电驱***，对电驱***降温后，再经半导体双向换热器的第一单元后，通过低温散热器散热后，流回第一水泵；电池回路中的水流经第二水泵，再经过半导体双向换热器的第二单元，通过换热器和电池，再流回第二水泵。

在一些实施例中，半导体双向换热器包括设置在电驱回路中的第一单元1，设置在电池回路中的第二单元2，以及分别与第一单元1和第二单元2相连接的第三单元3，可对第三单元3进行通电，作为一种示例，可如图2所示。

其中，半导体双向换热器的结构并不局限于图2，该半导体双向换热器的一部分设置在电驱回路中，该半导体双向换热器的另一部分设置在电池回路中，能够实现电池回路和电驱回路的耦合即可。此外，半导体双向换热器的通电位置可根据实际半导体工艺情况进行更改，并不局限于在第三单元处通电，也可从第一单元或第二单元处通电。

在一些实施例中，本实用新型实施例装置还包括电池温度传感器和控制器；其中，电池温度传感器可集成于电池或独立设置于管路结构中，用于实时对电池回路中的电池温度进行检测；在实际应用中，该控制器，在检测到电池回路中电池的温度高于第一温度阈值的情况下，可控制半导体双向换热器以第一通电方向上电，以使电池回路中的热量通过半导体双向换热器导入电驱回路，以实现对电池进行冷却。

其中，该第一通电方向可如图1所示，上正下负的通电方式或者上负下正的通电方式。

作为一种可选的实施例，在车辆行驶过程中，若电池温度过高，需要对电池进行冷却的同时，还需对电驱***进行冷却，此时，电驱回路中的低温散热器用于同时对电驱***的热量和经半导体双向换热器导入的热量进行散失。

作为另一种可选的实施例，若行车过程中的电池温度适宜，此时无需控制半导体双向换热器通电，低温散热器用于对电驱***的热量进行散失即可。

作为又一种可选的实施例，若车辆当前静止，处于怠速高温充电状态，则此时电驱***不产生热量，此时如前述实施例所述，通过半导体双向换热器将电池回路热量导入电驱回路散热，该低温散热器用于对经半导体双向换热器导入的热量进行散失。

在一些实施例中，为了进一步加快热量散失效率，该装置还包括进气格栅，该进气格栅可设置在低温散热器上，或可设置在车辆的车头处；该控制器还用于在低温散热器对电驱***的热量和/或经半导体双向换热器导入的热量进行散失时，控制开启气格栅进行散热。

可以理解的是，通过进气格栅的开启，便于热量更加快速的散失，提高散热冷却效率。

在一些实施例中，控制器在检测电池回路中电池的温度低于第二温度阈值的情况下，控制半导体双向换热器以第二通电方向上电，以使电驱回路中的热量通过半导体双向换热器导入电池回路，其中，第一通电方向与第二通电方向相反。其中，若第一通电方向为图1所示的上正下负的通电方式，则第二通电方向即为上负下正的通电方式，反之亦然。

需要说明的是，可通过改变该半导体双向换热器的通电方向，进而改变电驱回路和电池回路直接的热量走向。当此时电池温度过低，可通过第二通电方向施加在半导体双向换热器上，将电驱回路热量导入电池回路，对电池加热。

可以理解的是，若此时车辆处于行车状态，该电驱***通过热量导入电池回路以实现冷却。

在一些实施例中，为了避免低温散热器将热量释放到空气中，以降低电池加热效率，控制器短接电驱回路中的低温散热器，防止热量散失，以使电驱回路中的电驱***和半导体双向换热器为电池回路中的电池提供热量，采用两者对电池进行加热，使得制热效率大于1。

作为一种可选的实施例，该控制器还用于控制进气格栅关闭，以实现对低温散热器的短接。

在另一种实际应用的实施例中，若当前车辆静止，车辆处于怠速低温充电状态，控制器在检测到电驱回路的温度低于环境温度的情况下，可控制进气格栅开启，以使通过该进气格栅吸入的环境热量和半导体双向换热器产生的热量共同为电池回路中的电池加热，实现电池加热效率大于1。

当前车辆若处于高温充电状态，则容易造成热失效，使得电池内部损伤，若电池处于低温充电状态，则充电速度较为缓慢，本实用新型实施例通过半导体双向换热器，当检测到电池温度异常时，将电驱回路和电池回路中热量进行交换，保证电池充电温度的同时，提高电池制热效率，并减轻空调***的负担。

本实用新型实施例还提供一种新能源车辆，包括如上所述的电池热管理装置，还包括车辆主体，该新能源车辆能够通过电池提供动力。

其中，具有该电池热管理装置的车辆能够更加高效地实现电池制热，减轻电池制冷时，空调***的负担。示例性地，可通过半导体双向换热器，回收电机余热或者从环境中吸热+半导体电功率对电池进行加热，比PTC制热电热效率高。同时可以在电池和乘客舱都需要冷却的时候将电池的部分热量通过半导体双向换热器搬运到电驱回路，通过低温散热器散热，减小空调负荷，保证乘客舱舒适性。

本实用新型实施例提供的新能源车辆，与上述实施例提供的电池热管理装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池热管理装置，其特征在于，包括：电驱回路、电池回路和用于耦合所述电驱回路和所述电池回路的半导体双向换热器；

在所述半导体双向换热器通电的情况下，所述电驱回路和所述电池回路进行热量交换。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制器；

所述控制器，在检测所述电池回路中电池的温度高于第一温度阈值的情况下，控制所述半导体双向换热器以第一通电方向上电，以使所述电池回路中的热量通过所述半导体双向换热器导入所述电驱回路。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电驱回路包括低温散热器和电驱***，所述低温散热器用于对所述电驱***的热量和/或经所述半导体双向换热器导入的热量进行散失。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括进气格栅，所述控制器还用于在所述低温散热器对所述电驱***的热量和/或经所述半导体双向换热器导入的热量进行散失时，控制开启所述气格栅进行散热。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制器和进气格栅；

所述控制器，在检测所述电池回路中电池的温度低于第二温度阈值的情况下，控制所述半导体双向换热器以第二通电方向上电，以使所述电驱回路中的热量通过所述半导体双向换热器导入所述电池回路，其中，所述第二通电方向与第一通电方向相反。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制器短接所述电驱回路中的低温散热器，以使所述电驱回路中的电驱***和所述半导体双向换热器为所述电池回路中的电池提供热量。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于控制所述进气格栅关闭。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制器在检测到所述电驱回路的温度低于环境温度的情况下，控制所述进气格栅开启，以使环境热量和所述半导体双向换热器产生的热量为所述电池回路中的电池加热。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电池回路还包括换热器，所述控制器还用于在电驱回路无法满足所述电池散热需求的情况下，控制所述换热器工作。

10.一种新能源车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电池热管理装置，还包括车辆主体。

Images