權(quán)利要求書: 1.一種
新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),包括制冷劑回路和冷卻液回路,其特征在于:所述的制冷劑回路包括電動壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥、電池冷卻器、冷凝器出口溫度傳感器和冷凝器入口溫度傳感器;電池冷卻器的制冷劑出口與電動壓縮機的入口連接且設(shè)有冷凝器入口溫度傳感器;電池冷卻器的制冷劑進口與冷凝器的出口連接,且電池冷卻器的制冷劑進口與冷凝器的出口之間設(shè)有冷凝器出口溫度傳感器和電子膨脹閥;冷凝器的入口與電動壓縮機的出口連接;所述的冷卻液回路包括電子液泵和加熱器;電池冷卻器的冷卻液出口與加熱器的入口連接;電池冷卻器的冷卻液進口與電子液泵的出口連接;加熱器的出口連接有電池進液管;電子液泵的入口連接有電池出液管;電池進液管上設(shè)有電池進液溫度傳感器,電池出液管上設(shè)有電池出液溫度傳感器;電池冷卻器的制冷劑腔內(nèi)設(shè)有制冷劑,電池冷卻器的冷卻液腔內(nèi)設(shè)有冷卻液;所述的制冷劑進口和制冷劑進口均與制冷劑腔連通,所述的冷卻液進口和冷卻液出口均與冷卻液腔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),其特征在于:所述的冷凝器處設(shè)有電子風(fēng)扇一和電子風(fēng)扇二。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),其特征在于:所述冷凝器的入口與電動壓縮機的出口通過壓縮機排氣管路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),其特征在于:所述的冷凝器出口溫度傳感器和冷凝器入口溫度傳感器均采用PT溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),其特征在于:冷凝器出口和冷凝器出口溫度傳感器的連接管路與電動壓縮機入口和電池冷卻器出口的連接管路集成在同軸管中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),其特征在于:所述的電池進液管上還設(shè)有補液壺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),其特征在于:所述的冷卻液采用水。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),其特征在于:所述的電動壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥、電池冷卻器、電子液泵、加熱器、電子風(fēng)扇一和電子風(fēng)扇二均由控制器控制;所述的控制器置于控制盒內(nèi),由DC/DC充電電源供電;所述的DC/DC充電電源連接有預(yù)充線路盒;制冷劑回路、冷卻液回路、控制盒和DC/DC充電電源均置于外殼體內(nèi),外殼體內(nèi)還設(shè)有空氣溫度傳感器;冷凝器出口溫度傳感器、冷凝器入口溫度傳感器、電池進液溫度傳感器、電池出液溫度傳感器和空氣溫度傳感器的信號輸出端均接控制器。
說明書: 一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型屬于新能源汽車電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域,具體涉及一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。背景技術(shù)[0002] 隨著世界各國對汽車排放越來越嚴(yán)苛的要求以及
碳中和目標(biāo)的確認,新能源汽車的全面發(fā)展已經(jīng)勢不可擋,越來越多的傳統(tǒng)商用車車企將現(xiàn)有燃油車型改款成電動或混動車型,但隨之帶來了電池?zé)峁芾淼膯栴},目前常見的解決方案為在原有整車熱管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)管路,將部分能力分給電池端進行加熱或冷卻。但因為商用車的電池容量較高,只用一套制冷系統(tǒng)很難滿足電池與乘員艙的同時需求,且滿足不了換電車型的需求。發(fā)明內(nèi)容[0003] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),在不影響原車熱管理系統(tǒng)的前提下,保證了電池在各個使用工況中的冷卻及加熱需求,且首次將電子膨脹閥及同軸管路技術(shù)應(yīng)用到商用車水冷機組中。[0004] 本實用新型所采用的技術(shù)方案為:[0005] 本實用新型包括制冷劑回路和冷卻液回路;所述的制冷劑回路包括電動壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥、電池冷卻器、冷凝器出口溫度傳感器和冷凝器入口溫度傳感器;電池冷卻器的制冷劑出口與電動壓縮機的入口連接且設(shè)有冷凝器入口溫度傳感器;電池冷卻器的制冷劑進口與冷凝器的出口連接,且電池冷卻器的制冷劑進口與冷凝器的出口之間設(shè)有冷凝器出口溫度傳感器和電子膨脹閥;冷凝器的入口與電動壓縮機的出口連接;所述的冷卻液回路包括電子液泵和加熱器;電池冷卻器的冷卻液出口與加熱器的入口連接;電池冷卻器的冷卻液進口與電子液泵的出口連接;加熱器的出口連接有電池進液管;電子液泵的入口連接有電池出液管;電池進液管上設(shè)有電池進液溫度傳感器,電池出液管上設(shè)有電池出液溫度傳感器。電池冷卻器的制冷劑腔內(nèi)設(shè)有制冷劑,電池冷卻器的冷卻液腔內(nèi)設(shè)有冷卻液;所述的制冷劑進口和制冷劑進口均與制冷劑腔連通,所述的冷卻液進口和冷卻液出口均與冷卻液腔連通。[0006] 優(yōu)選地,所述的冷凝器處設(shè)有電子風(fēng)扇一和電子風(fēng)扇二。[0007] 優(yōu)選地,所述冷凝器的入口與電動壓縮機的出口通過壓縮機排氣管路連接。[0008] 優(yōu)選地,所述的冷凝器出口溫度傳感器和冷凝器入口溫度傳感器均采用PT溫度傳感器。[0009] 優(yōu)選地,冷凝器出口和冷凝器出口溫度傳感器的連接管路與電動壓縮機入口和電池冷卻器出口的連接管路集成在同軸管中。[0010] 優(yōu)選地,所述的電池進液管上還設(shè)有補液壺。[0011] 優(yōu)選地,所述的冷卻液采用水。[0012] 更優(yōu)選地,所述的電動壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥、電池冷卻器、電子液泵、加熱器、電子風(fēng)扇一和電子風(fēng)扇二均由控制器控制;所述的控制器置于控制盒內(nèi),由DC/DC充電電源供電;所述的DC/DC充電電源連接有預(yù)充線路盒;制冷劑回路、冷卻液回路、控制盒和DC/DC充電電源均置于外殼體內(nèi),外殼體內(nèi)還設(shè)有空氣溫度傳感器;冷凝器出口溫度傳感器、冷凝器入口溫度傳感器、電池進液溫度傳感器、電池出液溫度傳感器和空氣溫度傳感器的信號輸出端均接控制器。[0013] 本實用新型具有以下有益效果:[0014] 1)本實用新型獨立于原車空調(diào)系統(tǒng)之外,為獨立的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),可減少原車方案變動導(dǎo)致的布置空間需求變大、成本升高、驗證周期變長等風(fēng)險,而且不會出現(xiàn)電池側(cè)和空調(diào)側(cè)能力分配不合適的問題,控制相對簡單、驗證周期較短。而且,本實用新型為集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)(集成在外殼體內(nèi)),不僅是空間的集成,更是控制的集成、能力的集成,利用制冷劑回路、冷卻液回路和控制器可實現(xiàn)電池冷卻工作模式、電池加熱工作模式和電池?zé)崞胶夤ぷ髂J?,滿足電池在不同環(huán)境溫度下的各種需求;其中,只需要預(yù)充線路盒的一個線束接口與整車端對接通電,便能給整個系統(tǒng)進行供電,裝配簡單,集成度高。[0015] 2)本實用新型中電子膨脹閥的使用,結(jié)合冷凝器入口溫度傳感器和冷凝器出口溫度傳感器的反饋,能精度控制電子膨脹閥的開度,提升電池冷卻工作模式的整體效率,從而可以滿足10~25kw大制冷能力的需求。[0016] 3)本實用新型的同軸管中電動壓縮機入口和電池冷卻器出口的連接管路利用蒸發(fā)后制冷劑的冷卻能力對冷凝器出口的制冷劑進行進一步冷卻,能提升電池冷卻模式下的冷卻效率。附圖說明[0017] 圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式[0018] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型的保護范圍。[0019] 如圖1所示,一種新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),包括制冷劑回路和冷卻液回路;制冷劑回路包括電動壓縮機1、冷凝器2、電子膨脹閥5、電池冷卻器6、冷凝器出口溫度傳感器7和冷凝器入口溫度傳感器8;電池冷卻器6的制冷劑出口與電動壓縮機1的入口(通過管路)連接且設(shè)有冷凝器入口溫度傳感器8;電池冷卻器6的制冷劑進口與冷凝器2的出口(通過管路)連接,且電池冷卻器6的制冷劑進口與冷凝器2的出口之間設(shè)有冷凝器出口溫度傳感器7和電子膨脹閥5;冷凝器2的入口與電動壓縮機1的出口連接;冷卻液回路包括電子液泵11和加熱器(WPTC)12;電池冷卻器6的冷卻液出口與加熱器12的入口(通過管路)連接;電池冷卻器6的冷卻液進口與電子液泵11的出口(通過管路)連接;加熱器12的出口連接有電池進液管15;電子液泵11的入口連接有電池出液管16;電池進液管15上設(shè)有電池進液溫度傳感器13,電池出液管16上設(shè)有電池出液溫度傳感器14。電池冷卻器6的制冷劑腔內(nèi)設(shè)有制冷劑,電池冷卻器6的冷卻液腔內(nèi)設(shè)有冷卻液;制冷劑進口和制冷劑進口均與制冷劑腔連通,冷卻液進口和冷卻液出口均與冷卻液腔連通。
[0020] 作為一個優(yōu)選實施例,冷凝器2處設(shè)有電子風(fēng)扇一3和電子風(fēng)扇二4,水冷結(jié)合風(fēng)冷,大大提升冷卻效果。[0021] 作為一個優(yōu)選實施例,冷凝器2的入口與電動壓縮機1的出口通過壓縮機排氣管路10連接。
[0022] 作為一個優(yōu)選實施例,冷凝器出口溫度傳感器7和冷凝器入口溫度傳感器8均采用PT溫度傳感器,且冷凝器出口溫度傳感器7可耐高壓。[0023] 作為一個優(yōu)選實施例,冷凝器出口和冷凝器出口溫度傳感器7的連接管路與電動壓縮機1入口和電池冷卻器6出口的連接管路集成在同軸管9中。[0024] 作為一個優(yōu)選實施例,電池進液管15上還設(shè)有補液壺。[0025] 作為一個優(yōu)選實施例,冷卻液采用水。[0026] 作為一個優(yōu)選實施例,電動壓縮機1、冷凝器2、電子膨脹閥5、電池冷卻器6、電子液泵11、加熱器12、電子風(fēng)扇一3和電子風(fēng)扇二4均由控制器控制;控制器置于控制盒19內(nèi),由DC/DC充電電源17供電;DC/DC充電電源17連接有預(yù)充線路盒18,預(yù)充線路盒18接外界電源給DC/DC充電電源17充電;制冷劑回路、冷卻液回路、控制盒19和DC/DC充電電源17均置于外殼體內(nèi),外殼體內(nèi)還設(shè)有空氣溫度傳感器20;冷凝器出口溫度傳感器7、冷凝器入口溫度傳感器8、電池進液溫度傳感器13、電池出液溫度傳感器14和空氣溫度傳感器20的信號輸出端均接控制器。[0027] 該新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)使用時,將電池進液管15和電池出液管16分別與電池的進液口和出液口連接;該新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)具備以下幾種工作模式:[0028] 1)電池冷卻模式:[0029] 該模式下,電子液泵11工作,電池冷卻器6中的冷卻液經(jīng)加熱器12(該模式下加熱器12不進行加熱工作)被不斷輸送至電池內(nèi),與電池進行熱交換后回流至電池冷卻器6中。同時,電動壓縮機1工作,對電池冷卻器6中液態(tài)制冷劑與溫度較高的冷卻液熱交換后形成的氣態(tài)制冷劑進行加壓,氣態(tài)制冷劑加壓后溫度也會升高,隨后經(jīng)過冷凝器2時被冷卻重新變成液態(tài),并通過電子風(fēng)扇一3和電子風(fēng)扇二4進一步實現(xiàn)冷卻,制冷劑冷卻產(chǎn)生的熱量傳遞至外面空氣中,冷凝后的液態(tài)制冷劑再經(jīng)過同軸管9輸送至電子膨脹閥5,同軸管9中剛從電池冷卻器6出來的氣態(tài)制冷劑可對輸往電子膨脹閥5的液態(tài)制冷劑進行進一步冷卻(從電池冷卻器6出來的氣態(tài)制冷劑未經(jīng)電動壓縮機1加壓升溫時溫度低于輸往電子膨脹閥5的液態(tài)制冷劑);送至電子膨脹閥5的液態(tài)制冷劑經(jīng)電子膨脹閥5的節(jié)流膨脹后(電子膨脹閥對制冷劑具有降溫降壓作用)回流至電池冷卻器6中。該模式下,控制器19根據(jù)電池發(fā)出的電池進液溫度及進液流量需求,以及冷凝器入口溫度傳感器8、冷凝器出口溫度傳感器9、電池進液溫度傳感器13、電池出液溫度傳感器14和空氣溫度傳感器20的反饋,控制電動壓縮機1轉(zhuǎn)速、電子膨脹閥開度以及電子風(fēng)扇一3、電子風(fēng)扇二4和電子液泵的占空比來達成電池冷卻目標(biāo)。
[0030] 2)電池加熱模式:[0031] 該模式下,電子液泵11工作,電池冷卻器6中的冷卻液被輸送至加熱器12中進行加熱,加熱后的冷卻液傳遞進入電池對電池進行加熱,與電池換熱后的冷卻液經(jīng)電子液泵11后回到電池冷卻器6中。該模式下控制器根據(jù)電池發(fā)出的電池進液溫度及進液流量需求,以及電池進液溫度傳感器13和電池出液溫度傳感器14的反饋,控制加熱器12的功率及電子液泵的占空比來達成電池加熱目標(biāo)。[0032] 3)電池?zé)崞胶饽J剑篬0033] 該模式下,電子液泵11工作,電池冷卻器6中的冷卻液經(jīng)加熱器12(該模式下加熱器12不進行加熱工作)被不斷輸送至電池內(nèi),與電池進行熱交換后回流至電池冷卻器6中,使冷卻液不斷循環(huán),從而使電池內(nèi)部溫度達到熱平衡目標(biāo)。該模式下控制器根據(jù)電池發(fā)出的進液流量需求,控制電子液泵的占空比來達成電池?zé)崞胶饽繕?biāo)。[0034] 傳統(tǒng)車用熱力膨脹閥只能滿足8kw左右的制冷能力需求。本實用新型使用車規(guī)級電子膨脹閥,可以滿足10~25kw大制冷能力的需求,且根據(jù)冷凝器入口溫度傳感器8和冷凝器出口溫度傳感器9的反饋,可以精度控制電子膨脹閥的開度,達到能力利用的最大化。另外,本實用新型使用冷媒同軸管路(集成在同軸管9中),在相同的散熱迎風(fēng)面積下,可有效提升15%的冷凝能力。
聲明:
“新能源汽車集成式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)