一种新能源汽车的冷却系统的制作方法

本发明涉及一种冷却系统，特别涉及一种用于新能源汽车的液冷冷却系统，能够有效的对电池进行冷却、提高电池的使用性能和寿命。

背景技术：

目前，随着能源消耗的日益紧张和人们环保意识(汽车尾气、PM2.5)的提高，新能源汽车已经成为未来汽车的重要发展方向，其中，电动汽车的研究趋进成熟，由于其节能环保而越来越得到人们的喜爱。在电动汽车中，动力电池提供驱动的能量，然而由于要保证车的动力性能要求，就需要重量和体积均十分庞大的动力电池包。该动力电池包具有多个动力电池，多个动力电池采用串联连接并高压输出，出于防水和绝缘的考虑，动力电池包通常都会采用全封闭的防水绝缘结构，这与动力电池包的散热相矛盾，工作时会产生大量的热，在充电时发热量会更大，因而对动力电池包的冷却必不可少。

此外，随着电动汽车发展及商业化普及，人们对能为电池包进行快速充电的充电站的需求日益渴望，快速充电技术对于电动汽车的推广有着至关重要的意义。实现快速充电技术的瓶颈，除了电池材料方面的因素之外，就是大电流、超大电流充电过程中电池包的发热问题和充电电缆发热的问题。一方面，在快速充电时，电池包温度急剧升高，严重时导致热失控，出现电池燃烧、爆炸等危险；另一方面，动力电池包对温度很敏感，电池温度过高会导致充不满电、降低充电效率，电池寿命的缩减等；再有，大电流、超大电流流过电缆时产生的热量，将使电缆的温升达到难以忍受的程度。因此，对电动汽车在快速充电过程中的电池包、电缆进行有效的冷却、从而使温度得到控制显得至关重要。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于新能源汽车的冷却系统，其能够克服现有技术中存在的上述缺陷，在充电过程中对动力电池包进行冷却，控制温度，解决了传统的动力电池的散热问题，加快了电池充电的同时提高动力电池的使用性能和寿命，安全可靠；同时，通过对充电电缆的冷却，使得电缆的线径尺寸得以大幅减小，从而超大电流输电成为可能、并显著减小了电缆的尺寸。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：一种新能源汽车的冷却系统，所述冷却系统包括电动汽车、充电装置和充电电缆，所述充电电缆用于连接所述充电装置和所述电动汽车；所述电动汽车包括动力电池装置、车载空调装置和控制装置；所述充电装置包括交直流转换装置和冷却装置；所述动力电池装置通过所述控制装置选择控制由所述车载空调装置或是所述充电装置中的冷却装置提供冷却液循环散热。

优选地，所述充电电缆包括电力传输仓和信号传输仓，所述电力传输仓内容纳充电电缆电力传输线和充电电缆冷却液传输通道，所述冷却液在所述充电电缆冷却液传输通道内输送，所述充电电缆电力传输线浸没在所述充电电缆冷却液传输通道内的所述冷却液中，所述信号传输仓内容纳信号传输线。

优选地，所述动力电池装置包含多个电池单元，多个所述电池单元串联连接，多个所述电池单元全部浸没在所述动力电池装置的冷却液中。

优选地，所述动力电池装置上设置有温度监测装置。

优选地，所述动力电池装置上设置有冷媒膨胀安全阀。

优选地，所述充电装置的所述交直流转换装置由所述充电装置的冷却装置提供冷却液循环。

优选地，所述交直流转换装置浸没在所述充电装置的冷却装置所提供冷却液中。

优选地，所述冷却液为绝缘的制冷剂，如电子氟化液。

优选地，所述动力电池装置与所述车载空调装置或是所述充电装置中的冷却装置之间设置有换热器装置，所述换热器装置通过所述控制装置选择控制由所述车载空调装置或是所述充电装置中的冷却装置提供冷却液循环散热，所述换热器装置再通过所述动力电池装置内的冷却液进行循环散热。

此外，本发明还提供了一种使用如上所述的冷却系统的新能源汽车。

采用本发明所述的冷却系统，解决了电动汽车在正常行驶过程中以及快速充电过程中电池发热的问题，对电池进行有效的冷却、控制电池温度，提高动力电池的使用性能和寿命；此外还对易发热的充电电缆以及交直流转换装置进行了冷却，整体上解决了新能源汽车的冷却问题，缩短了充电时间，提高了系统的整体运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1显示了本发明第一实施例冷却系统的组成示意图。

图2显示了本发明第一实施例冷却系统的功能结构示意图。

图3显示了本发明第一实施例动力电池包的功能结构示意图。

图4显示了本发明第一实施例充电电缆的结构示意图。

图5显示了本发明第二实施例冷却系统功能结构的示意图。

图6显示了本发明第二实施例换热器的结构示意图。

附图标记的说明：1—电动汽车、2—充电桩、3—充电电缆、11—动力电池包、12—车载空调系统、13—动力电池包端电力传输线、14—动力电池包端冷却液传输管线、15—第一电磁通断阀、16—第二电磁通断阀、17—冷却液膨胀安全阀、18—温度监测传感器、21—交直流转换器、22—风冷冷却器、23—充电桩端电力传输线、24—充电桩端冷却液传输管线、25—风冷风扇、26—进风口、27—排风通道、28—显示屏、29—控制面板、131—充电插座、132—充电插头、111—电池单元、112—电池包冷却液入口、113电池包冷却液出口、31—电力传输仓、32—信号传输仓、33—绝缘密封仓壁、34—电缆保护外层、311—充电电缆电力传输线、312—充电电缆冷却液传输通道、321—信号传输线、19—换热器、191—放热端、192—吸热端。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例一

如图1-4所示，本发明的新能源汽车的冷却系统包括：电动汽车1、充电桩2和充电电缆3，电动汽车1处设置有充电插座或插头131、充电电缆3处设置有充电插头或插座132，充电插座或插头131与充电插头或插座132相插接，充电桩2通过充电电缆3为电动汽车1充电，输送电能。

如图2所示，所述电动汽车1包括：动力电池包11、车载空调系统12、动力电池包端电力传输线13、动力电池包端冷却液传输管线14、第一电磁通断阀15、第二电磁通断阀16、冷却液膨胀安全阀17、温度监测传感器18、充电插座131和控制部(未图示)。充电插座131和动力电池包11之间的动力电池包端冷却液传输管线14上设置有第一电磁通断阀15，车载空调系统12与通往动力电池包11的动力电池包端冷却液传输管线14之间设置有第二电磁通断阀16，充电桩2通过动力电池包端冷却液传输管线14与车载空调系统12并联向动力电池包11提供冷却液循环。动力电池包11上设置有冷却液膨胀安全阀17和温度监测传感器18。温度监测传感器18、第一电磁通断阀15和第二电磁通断阀16均与控制部相连接。

如图2、3所示，动力电池包11为全封闭液冷蓄电池组，包括：全封闭外箱体、多个电池单元111、冷却液入口112和冷却液出口113。所述全封闭外箱体内外相通的管路与外箱体之间采用焊接等方式密封，所述多个电池单元111串联浸没在冷却液之中，所述电池单元111可以采用锂蓄电池组等多种电池形式，所述冷却液通过冷却液入口112进入，通过冷却液出口113流出，通过液体将电池单元111工作时产生的热量带走。所述冷却液可以选用绝缘的电子氟化液或矿物油等。

如图1、4所示，充电电缆3包括：电力传输仓31、信号传输仓32、绝缘密封仓壁33和电缆保护外层34。电力传输仓31内容纳充电电缆电力传输线311和冷却液传输通道312，充电电缆电力传输线311浸没在冷却液传输通道312内的冷却液中，信号传输仓32内设置有信号传输线321。充电电缆电力传输线311包括火线、零线和地线，用于电能的输送；信号传输线321包括充电连接确认信号线和控制确认信号线。电缆保护外层34包括由低烟阻燃弹性体绝缘材料形成的绝缘层和由低烟阻燃弹性体合成护套材料形成的护套层。

如图1、2所示，充电桩2包括：交直流变换器21、风冷冷却器22、充电桩端电力传输线23、充电桩端冷却液传输管线24、风冷风扇25、进风口26、排风管道27、显示屏28和控制面板29。所述风冷冷却器22为电动汽车1和交直流变换器21提供冷却液循环，并在风冷冷却器22处将冷却液从电动汽车1和交直流变换器21处带来的热量通过风冷进行热交换，风冷风扇25将风冷冷却器22处交换的热量通过排风管道由排风口排出。所述充电桩端冷却液传输管线24向所述充电电缆3中的冷却液传输通道312提供冷却液循环。

新能源汽车的冷却系统的工作过程如下：

在电动汽车1正常行使过程中，电动汽车1的控制部控制第一电磁通断阀15断开、第二电磁通断阀16接通，车载空调系统12与动力电池包端冷却液传输管线14相联通。随着电动汽车1的行使，动力电池包11的温度逐渐上升，当时温度监测传感器18检测到动力电池包11的温度达到警戒温度(如35℃)时，控制部控制车载空调系统12通过动力电池包端冷却液传输管线14向动力电池包11提供冷却液循环，所述冷却液通过冷却液入口112流入，冷却液出口113流出，通过冷却液的循环将电池单元111产生的热量带走，控制部根据温度监测传感器18监测到的温度的高低控制车载空调系统12所提供的冷却液的循环速度，温度越高，循环速度越快，热交换的速度也就越快，从而，将动力电池包11的温度控制在安全工作温度(如35℃)以下。冷却液在长时间的高温情况下容易发生膨胀，动力电池包11上的冷却液膨胀安全阀17用于消除这种膨胀给动力电池包11带来的危险，保障了动力电池包11可靠运行。

在电动汽车1电能不足、需要与充电桩2连接进行充电时，将充电插座/插头131与充电插头/插座132相插接，从而，充电电缆3中的充电电缆电力传输线311与动力电池包端电力传输线13相联通，冷却液传输通道312与动力电池包端冷却液传输管线14相联通，与此同时，电动汽车1的控制部控制第一电磁通断阀16断开、第二电磁通断阀15接通。在信号传输线321中的充电连接确认信号线和控制确认信号线确认信号后，充电桩2通过交直流变换器21、充电桩端电力传输线23、充电电缆3、动力电池包端电力传输线13向动力电池包11充电；充电桩2的风冷冷却器22通过充电桩端冷却液传输管线24、充电电缆3的冷却液传输通道312、动力电池包端冷却液传输管线14向动力电池包11提供冷却液循环，所述冷却液通过冷却液入口112和冷却液出口113的循环将电池单元111产生的热量带走，交换给风冷冷却器22。这里，在快速充电过程中，不仅电池单元111会因产生大量的热量而温度上升，用于充电的充电电缆3同样会因大电流充电产生大量的热量而温度上升，导致充电时间延长以及工作不稳定、不安全的危险，本发明中，由于充电电缆电力传输线311同样是浸没在冷却液传输通道312内的冷却液中，可以得到有效的冷却，从而能够稳定的安全工作。此外，在充电桩处2的直流变换器21同样面临着散热的问题，本发明中的所述风冷冷却器22还可以为交直流变换器21提供冷却液循环，将直流变换器21工作时产生的热量带走，保障其正常工作。在风冷冷却器22处，风冷风扇25将风冷冷却器22通过冷却液从电动汽车1、充电电缆3以及交直流变换器21处带来的热量通过风冷进行热交换，通过排风管道排出充电桩。

实施例二

如图5-6所示，基本原理与实施例一相同，与实施例一的区别在于：动力电池包11不是直接与车载空调系统12或是充电桩2进行热交换，而是通过换热器19间接与车载空调系统12或是充电桩2进行热交换。所述换热器19包括放热端191和吸热端192，所述放热端191与动力电池包11内的冷却液构成内循环，所述吸热端192与车载空调系统12或是充电桩2内的冷却液构成外循环，两者在换热器19处进行热量交换，将电池单元111工作时产生的热量带走，确保动力电池包11在安全工作温度(如35℃)以下安全稳定工作，延长了电池的寿命。

该实施例二的优点在于电动汽车1的动力电池包11内的冷却液在一个封闭的空间内部循环，不参与车载空调系统12或是充电桩2内冷却液循环，因而无需考虑与不同充电桩的冷却液兼容性问题，消除了外部冷却液的兼容性对动力电池包11带来的损害风险。

最后需要补充说明的是，本发明中所选用的冷却液即可以为高沸点制冷剂，也可以为低沸点制冷剂，但必须是绝缘的。如果选用高沸点制冷剂，则动力电池包输入冷流体，输出热流体，制冷剂不发生相变。热流体在行驶中被空调系统冷却，在充电时被充电桩内的冷却装置冷却；如果选用低沸点制冷剂，则冷却液的沸点低于电池的安全工作温度。此时，动力电池包内输入的冷流体，制冷剂在电池发热后沸腾，发生相变成为制冷剂蒸汽，输出气液混合物，该气液混合物在行驶时被空调系统冷却，在充电时被充电桩中的制冷装置冷却，重新成为液态，并输入动力电池包中。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但都应落在本申请的保护范围内。