本实用新型属于电动汽车领域，尤其涉及一种动力电池包温控系统及使用该动力电池包温控系统的电动汽车。
背景技术：
随着工业技术的发展，化石能源短缺和环境污染问题日益严重，基于上述原因，新能源汽车成为当前汽车工业的重点研发方向。电动车辆因其零排放无污染成为新能源汽车行业的领路军；而电动车辆包括混合动力车辆最大的特点就是使用动力电池存储电能，并在车辆行驶或作业过程中释放电能，因此动力电池对于电动车辆极其重要。动力电池的正常工作受诸多因素的影响，其中温度是一项重要因素。动力电池工作时会产生热量，温度过高直接影响动力电池的工作性能和使用寿命；而动力电池温度过低时，充电及放电性能会大幅度降低，造成充电时间过长或低温环境启动运行时动力性能不足，影响整车性能。因此需要在车辆动力电池热管理系统中设置冷却系统和加热系统对动力电池模组进行降温和加热，使其在最佳的温度范围内工作。
目前，动力电池包温度控制通常采用风冷风热和水冷水热两种结构形式。专利号CN201520552289公开了一种电池包及车内温度调控系统，该温度调控系统采用风冷风热式。风冷风热式温度调控系统需要增加额外的鼓风机、风扇和众多的气流流体通道，一方面，气流流体与外界接触面积大，造成冷却(加热)效率不高；另一方面，为减少气流阻滞力，气流流体管道需要较大管径，大管径风道和额外的鼓风机、风扇对车辆布置空间要求较高，适用范围有限。专利号CN201520622960公开了一种电动车热管理系统，该电动车热管理系统采用水冷水热式，其将电池包加热冷却与汽车的空调加热冷却系统集成到一起，然而该系统的每个功能都需要一个单独的回路，系统庞大复杂，集成度不高，成本造价贵，可靠性低；另一方面，需要较多的水泵、阀体以及复杂的管路对车辆的布置空间要求较高，行业适应性不强。
技术实现要素：
本实用新型的目的提供一种动力电池包温控系统，旨在解决现有动力电池包温度控制装置冷却效率、系统结构复杂、成本高，占用空间大的问题。
本实用新型是这样实现的，一种动力电池包温控系统，包括用于动力电池包进行热交换的热交换系统、用于进行冷却的冷却系统和用于连接所述热交换系统与所述冷却系统的热交换器，所述热交换器包括空腔和设于所述空腔中的热交换管，所述热交换系统包括用于对汽车的空调暖风箱加热的热循环回路和用于对所述动力电池包进行热交换的换热管，所述热交换管与所述换热管串联后、再与所述热循环回路中的所述空调暖风箱并联；所述冷却系统包括用于对汽车的空调冷风箱冷却的冷媒循环回路，所述空腔与所述冷媒循环回路相连通，且所述空腔与所述空调冷风箱并联。
进一步地，所述热循环回路包括循环泵、加热器、连通所述循环泵出口与所述加热器入口的第一水管、安装于所述加热器出口的第二水管、连通所述第二水管与所述空调暖风箱入口的第三水管、安装于所述空调暖风箱出口的第四水管和连通所述第四水管与所述循环泵入口的第五水管，所述热交换管入口与所述第二水管相连通，所述换热管出口与所述第五水管相连通。
进一步地，所述热交换系统还包括控制所述第二水管连通所述第三水管与所述热交换管入口的第一三通电磁阀，所述第一三通电磁阀的入口与所述第二水管连通，所述第一三通电磁阀的第一出口与所述热交换管入口相连通，所述第一三通电磁阀的第二出口与所述第三水管相连通。
进一步地，所述热交换系统还包括控制所述换热管出口及所述第四水管连通所述第五水管的第二三通电磁阀，所述第二三通电磁阀的出口与所述第五水管连通，所述第二三通电磁阀的第一入口与所述换热管出口相连通，所述第二三通电磁阀的第二入口与所述第四水管相连通。
进一步地，所述热交换系统还包括用于向所述热循环回路补充热交换液的补液箱，所述补液箱与所述循环泵的入口相连通。
进一步地，所述冷媒循环回路包括压缩机、冷凝器、连通所述压缩机出口与所述冷凝器入口的第一介质管、安装于所述冷凝器出口的第二介质管、连通所述第二介质管与所述空调冷风箱入口的第三介质管、安装于所述空调冷风箱出口的第四介质管和连通所述第四介质管与所述压缩机入口的第五介质管，所述空腔入口与所述第二介质管相连通，所述空腔出口与所述第五介质管相连通。
进一步地，所述冷却系统还包括安装于所述空腔入口的膨胀阀和连通所述膨胀阀与所述第二介质管的第六介质管。
进一步地，所述冷却系统还包括控制所述第二介质管连通所述第三介质管与所述空腔入口的第三三通电磁阀，所述第三三通电磁阀的入口与所述第二介质管连通，所述第三三通电磁阀的第一出口与所述空腔入口相连通，所述第三三通电磁阀的第二出口与所述第三介质管相连通。
进一步地，所述冷却系统还包括控制所述空腔出口及所述第四介质管连通所述第五介质管的第四三通电磁阀，所述第四三通电磁阀的出口与所述第五介质管连通，所述第四三通电磁阀的第一入口与所述空腔出口相连通，所述第四三通电磁阀的第二入口与所述第四介质管相连通。
本实用新型通过设置热交换系统的换热管来对动力电池包进行热交换，热交换系统的热循环回路可以为汽车的空调暖风箱加热，而冷却系统的冷媒循环回路汽车的空调冷风箱冷却，而设置热交换器，将热交换器的热交换管与热交换串联后、再与热循环回路中的空调暖风箱并联，则可以通过热交换系统对动力电池包进行加热，加热效率高；而热交换器的空腔与冷媒循环回路中的空调冷风箱并联，则可以对热交换管中的热交换液进行冷却，进而热交换管中的热交换液进入换热管中，可以对动力电池包降温，降温效率高；该动力电池包温控系统中热循环回路可以直接作为汽车的空调加热系统，而冷媒循环回路可以直接作为汽车的空调冷却系统，结构简单，成本低、占用空间小。
本实用新型的另一目的在于提供一种电动汽车，包括动力电池包及如上所述的动力电池包温控系统。
本实施例的电动汽车使用了上述动力电池包温控系统，可以高效的对动力电池包进行加热与降温，且动力电池包的温控系统结构简单，成本低、占用空间小。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种动力电池包温控系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，本实用新型实施例提供的一种动力电池包温控系统100，包括热交换系统10、冷却系统60和热交换器40；热交换系统10用于动力电池包90进行热交换，具体通过热交换系统10中的热交换液与动力电池包90进行热交换，以实现对动力电池包90加热或降温；冷却系统60的作为为进行冷却，热交换器40用于连接热交换系统10与冷却系统60，以便冷却系统60可以对热交换系统10中的热交换液进行冷却，进而通过冷却后的热交换液对动力电池包90降温。热交换器40包括空腔41和设于空腔41中的热交换管42；热交换系统10包括热循环回路20和换热管51；冷却系统60包括冷媒循环回路70；热循环回路20用于对汽车的空调暖风箱24加热，从而可以直接作为汽车的空调加热系统；冷媒循环回路70用于对汽车的空调冷风箱74冷却，从而可以直接作为汽车的空调冷却系统60；换热管51用于对动力电池包90进行热交换，热交换管42与换热管51串联后、再与热循环回路20中的空调暖风箱24并联；空腔41与冷媒循环回路70相连通，具体为空腔41与冷媒循环回路70中的空调冷风箱74并联；从而当空腔41的入口关闭时，冷媒循环回路70中的冷媒(冷却液)无法进入空腔41，则热循环回路20中的热交换液可以经热交换管42至换热管51，以对动力电池包90进行加热，加热效率高；而当热循环回路20中加热器停止工作，且冷媒进入空腔41，则可以对热交换液进行冷却降温，进而可以经热交换管42至换热管51，以对动力电池包90进行快速降温，冷却效率高。
通过设置热交换系统10的换热管51来对动力电池包90进行热交换，热交换系统10的热循环回路20可以为汽车的空调暖风箱24加热，而冷却系统60的冷媒循环回路70汽车的空调冷风箱74冷却，而设置热交换器40，将热交换器40的热交换管42与热交换串联后、再与热循环回路20中的空调暖风箱24并联，则可以通过热交换系统10对动力电池包90进行加热，加热效率高；而热交换器40的空腔41与冷媒循环回路70中的空调冷风箱74并联，则可以对热交换管42中的热交换液进行冷却，进而热交换管42中的热交换液进入换热管51中，可以对动力电池包90降温，降温效率高；该动力电池包温控系统100中热循环回路20可以直接作为汽车的空调加热系统，而冷媒循环回路70可以直接作为汽车的空调冷却系统60，结构简单，成本低、占用空间小。
进一步地，热循环回路20包括循环泵21、加热器22、第一水管31、第二水管32、第三水管33、第四水管34和第五水管35，第一水管31连通循环泵21出口211与加热器22入口221，第二水管32安装于加热器22出口222，第三水管33连通第二水管32与空调暖风箱24入口241，第四水管34安装于空调暖风箱24出口242，第五水管35连通第四水管34与循环泵21入口212。从而热交换液可以经循环泵21增压，再经第一水管31至加热器22，然后经第二水管32、第三水管33至空调暖风箱24，再经第四水管34、第五水管35回到循环泵21，形成对汽车进行空调加热的热循环回路20。热交换管42入口421 与第二水管32相连通，换热管51出口511与第五水管35相连通。则从第二水管32流出的热交换液可以进入热交换管42，再进入换热管51与动力电池包90进行热交换，再经第五水管35回到循环泵21。
进一步地，热交换系统10还包括第一三通电磁阀23，第一三通电磁阀23的入口231与第二水管32连通，第一三通电磁阀23的第一出口232与热交换管42入口421相连通，第一三通电磁阀23的第二出口233与第三水管33相连通。第一三通电磁阀23用于控制第二水管32与第三水管33连通、或第二水管32与热交换管42入口421连通、或第二水管32同时与第三水管33和热交换管42入口421连通，即第一三通电磁阀23用于控制第二水管32连通第三水管33与热交换管42入口421，通过第一三通电磁阀23来控制热交换液进入热交换管42的流量，进而控制对动力电池包90的热交换效率。
进一步地，热交换系统10还包括第二三通电磁阀25，第二三通电磁阀25的出口253与第五水管35连通，第二三通电磁阀25的第一入口251与换热管51出口511相连通，第二三通电磁阀25的第二入口252与第四水管34相连通。第二三通电磁阀25用于控制第五水管35与第四水管34连通、或第五水管35与换热管51出口511连通、或第五水管35同时与第四水管34和换热管51出口511连通，即第二三通电磁阀25用于控制控制换热管51出口511与第四水管34连通第五水管35，通过第二三通电磁阀25来控制热交换液从换热管51回流的流量。进一步地，第一三通电磁阀23与第二三通电磁阀25可以配合使用，以更好的控制对动力电池包90的热交换效率。
在其它实施例中，也可以在热交换管42的入口421或/和换热管51的出口512安装流量控制阀，以控制进入换热管51中热交换液的流量。在另一些实施例中，还可以在空调暖风箱24的入口241或/和出口242安装控制阀，以控制热交换液进入空调暖风箱24加热。
进一步地，热交换系统10还包括第六水管36、第七水管37和第八水管38。第六水管36连通热交换管42入口421与第二水管32，第七水管37连通热交换管42出口与换热管51入口511，第八水管38连通换热管51出口511与第四水管34。设置第六水管36、第七水管37和第八水管38可以更为方便的布局热交换器40和热交换系统10的位置。另外，使用第一水管31、第二水管32、第三水管33、第四水管34、第五水管35、第六水管36、第七水管37和第八水管38来连接热交换系统10和各部件及热交换器40和换热管51，可以方便布局各部件的位置，同时可以将各管路直径制作较小，走向灵活，布置空间小，可有效提高车辆的空间利用率。
具体地，第六水管36连通热交换管42入口421与第一三通电磁阀23的第一出口232；第八水管38连通换热管51出口511与第二三通电磁阀25的第一入口251。
进一步地，各管路，如第一水管31、第二水管32、第三水管33、第四水管34、第五水管35、第六水管36、第七水管37和第八水管38外面可以包裹隔热棉，避免了外部环境温度对加热效果的影响。
进一步地，热交换系统10还包括用于向热循环回路20补充热交换液的补液箱26，补液箱26与循环泵21的入口212相连通。设置补液箱26可以方便向热循环回路20加入及补充热交换液。更进一步地，热交换系统10还包括第九水管39，第九水管39连通补液箱26与第五水管35。设置第九水管39可以方便设置补液箱26的位置。
进一步地，加热器22为PTC加热器(PTC发热体又叫PTC加热器，采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成)。以便快速加热。同时可以控制加热器22的工作与停止。
进一步地，换热管51为盘管结构或U型弯管结构，以增加与动力电池包90的换热面积，以提高换热效率。
进一步地，冷媒循环回路70包括压缩机71、冷凝器72、第一介质管81、第二介质管82、第三介质管83、第四介质管84和第五介质管85，第一介质管81连通压缩机71出口711与冷凝器72入口721，第二介质管82安装于冷凝器72出口722，第三介质管83连通第二介质管82与空调冷风箱74入口741，第四介质管84安装于空调冷风箱74出口742，第五介质管85连通第四介质管84与压缩机71入口712。从而冷媒可以经压缩机71增压，再经第一介质管81至冷凝器72散热，然后经第二介质管82、第三介质管83至空调冷风箱74膨胀吸热，以对汽车车厢冷却，再经第四介质管84、第五介质管85回到压缩机71，形成对汽车进行空调加热的冷媒循环回路70。空腔41入口与第二介质管82相连通，空腔41出口413与第五介质管85相连通。则从第二介质管82流出的冷媒可以进入空腔41，当冷媒进入空腔41中时，膨胀会吸收大量的热，从而对热交换管42进行降温，进而对热交换管42中的热交换液冷却降温，然后冷却后的热交换液再进入换热管51与动力电池包90进行热交换，再经第五介质管85回到压缩机71。
进一步地，冷却系统60还包括安装于空腔41入口的膨胀阀76和连通膨胀阀76与第二介质管82的第六介质管86。设置膨胀阀76，在冷媒经膨胀阀76进入空腔41后，可以更快的膨胀，提高冷却效率。设置第六介质管86，可以方便热交换器40的布局与管路走向设置。
进一步地，冷却系统60还包括第三三通电磁阀73，第三三通电磁阀73的入口731与第二介质管82连通，第三三通电磁阀73的第一出口732与空腔41入口相连通，第三三通电磁阀73的第二出口733与第三介质管83相连通。第三三通电磁阀73用于控制第二介质管82与第三介质管83连通、或第二介质管82与空腔41入口连通、或第二介质管82同时与第三介质管83和空腔41入口连通，即第三三通电磁阀73用于控制第二介质管82连通第三介质管83与空腔41入口，通过第三三通电磁阀73来控制冷媒进入空腔41的流量，以控制与热交换器40的热交换管42的冷却效率，进而控制对动力电池包90的热交换效率。
进一步地，冷却系统60还包括第四三通电磁阀75，第四三通电磁阀75的出口753与第五介质管85连通，第四三通电磁阀75的第一入口751与空腔41出口413相连通，第四三通电磁阀75的第二入口752与第四介质管84相连通。第四三通电磁阀75用于控制第五介质管85与第四介质管84连通、或第五介质管85与空腔41出口413连通、或第五介质管85同时与第四介质管84和空腔41出口413连通，即第四三通电磁阀75用于控制控制空腔41出口413及第四介质管84连通第五介质管85，通过第四三通电磁阀75来控制冷媒从空腔41回流的流量。进一步地，第三三通电磁阀73与第四三通电磁阀75可以配合使用，以更好的控制与热交换器40的热交换管42的冷却效率，进而控制对动力电池包90的热交换效率。
进一步地，冷却系统60还包括第七介质管87，第七介质管87连通空腔41的出口413与第五介质管85。设置第七介质管87以方便管路走线与布局。具体地，第六介质管86连通膨胀阀76与第三三通电磁阀73的第一出口732，第七介质管87连通空腔41的出口413与第四三通电磁阀75的第一入口751。
进一步地，各介质管，如第一介质管81、第二介质管82、第三介质管83、第四介质管84、第五介质管85、第六介质管86和第七介质管87外面可以包裹隔热棉，避免了外部环境温度对冷却效果的影响。
本实施例的动力电池包温控系统100将动力电池包90的冷却和加热系统与空调的采暖降温系统结合在一起，管路直径较小，走向灵活，布置空间小，可有效提高车辆的空间利用率；各管路外面可以包裹隔热棉，避免了外部环境温度对冷却及加热效果的影响；冷媒(冷却液)可以采用液体，比热容大，可提高对动力电池包90冷却和加热效果。
本实施例的动力电池包温控系统100工作过程如下：
动力电池包90的加热过程：
循环泵21工作，使热交换系统10中的热交换液循环流动。加热器22工作，第一三通电磁阀23的第一出口232开启，第一三通电磁阀23的第二出口233关闭；第二三通电磁阀25的第一入口251开启，第二三通电磁阀25的第二入口252关闭。同时，第三三通电磁阀73的第一出口732关闭；第四三通电磁阀75的第一入口751关闭，使冷媒无法进入空腔41。则热交换液从循环泵21流出，经第一水管31进入加热器22加热，再经第二水管32至第一三通电磁阀23后，再进入第六水管36至热交换管42，再经第七水管37进入换热管51，以对动力电池包90快速加热，再从第八水管38到第二三通电磁阀25，然后进入第五水管35回流到循环泵21。
当然，在此过程中，可以同时将第一三通电磁阀23的第二出口233开启，第二三通电磁阀25的第二入口252开启，则热交换液可以从时从第二水管32进入第三水管33，再进入空调暖风箱24，以对车辆的车厢加热，然后进入第四水管34，再经第五水管35回流至循环泵21。
动力电池包90的冷却过程如下：
循环泵21与压缩机71工作，加热器22不工作，热交换系统10中的热交换液循环流动。同时使冷却系统60中的冷媒循环流动。第一三通电磁阀23的第一出口232开启，第一三通电磁阀23的第二出口233关闭；第二三通电磁阀25的第一入口251开启，第二三通电磁阀25的第二入口252关闭。同时，第三三通电磁阀73的第一出口732开启，第三三通电磁阀73的第二出口733关闭；第四三通电磁阀75的第一入口751开启，第四三通电磁阀75的第二入口752关闭。冷却系统60中的冷媒从压缩机71流出，经第一介质管81进入冷凝器72液化，液态冷媒经第二介质管82至第三三通电磁阀73，再进入第六介质管86，之后到达膨胀阀76，并进入热交换器40的空腔41，液态冷媒在空腔41中迅速气化吸热，吸收周围环境热量，从而对热交换器40的热交换管42降温冷却，进而对热交换管42中的热交换液冷却，气化后的冷媒进入第七介质管87，至第四三通电磁阀75，再进入第五介质管85，回流至压缩机71。
而热交换液从循环泵21流出，经第一水管31进入加热器22，由于加热器22不工作，不会对热交换液加热，热交换液从加热器22流出，再经第二水管32至第一三通电磁阀23后，再进入第六水管36至热交换器40的热交换管42，热交换液在热交换管42中降温冷却，再经第七水管37进入换热管51，以对动力电池包90快速降温冷却，再从第八水管38到第二三通电磁阀25，然后进入第五水管35回流到循环泵21。
当然，在此过程中，可以同时将第三三通电磁阀73的第二出口733开启，第四三通电磁阀75的第二入口752开启，则冷媒可以从时从第二介质管82进入第三介质管83，再进入空调冷风箱74，以对车辆的车厢冷却，然后进入第四介质管84，再经第五介质管85回流至压缩机71。
本实施例的动力电池包温控系统100可以借助于车辆目前常用的空调系统基础上，通过增加电磁阀、带膨胀阀76的热交换器40以及部分管路，将动力电池包90的冷却和加热系统与车辆空调系统结合在一起，可有效保证电动车辆动力电池包90工作在事宜的温度范围内，避免电池包温度过高或温度过低对整车性能的影响，提高了电动车辆的安全性和使用范围。相对于现有的电池包冷却和加热装置，零部件少，结构简单，对车辆的布置空间要求低，制造成本少、维护方便，行业适应性强。
请一并参阅图1，本实用新型实施例还公开一种电动汽车，包括动力电池包90及如上所述的动力电池包温控系统100。该电动汽车使用了上述动力电池包温控系统100，可以高效的对动力电池包90进行加热与降温，且动力电池包90的温控系统结构简单，成本低、占用空间小。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。