一种电动汽车电池箱冷却系统的制作方法

本发明涉及一种冷却系统，更具体地，本发明涉及一种电动汽车电池箱冷却系统。

背景技术：

锂离子动力电池因其优异的功率输出特性和长寿命等优点,目前在电动汽车电池包中得到良好应用，但锂离子动力电池对温度变化较敏感，特别是车辆上运用的大容量、高功率锂离子电池。当车辆在不同行驶状况下运行时，电池会以不同倍率放电，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集。由于电池体的密集摆放，中间区域必然热量聚集较多，边缘区域较少，加剧了电池包中各单体之间的温度不均衡，导致各电池模块、单体内阻和容量不一致。如果长时间积累，会造成部分电池过充电和过放电，进而影响电池的寿命与性能，并造成安全隐患。一般来说过低的电池温度影响电池的充放电能力，过高的电池温度则影响电池的寿命及安全性，若能将动力电池维持在20-35℃的温度区间工作，该区间也是最佳高效的工作区间，以便延长电池的使用寿命和续航里程，因此必须对其进行散热处理。

电动汽车冷却系统主要是对动力电池、驱动电机、电机控制器等多个电器单元进行冷却。在其轻量化、低能耗、高效率、低成本等方面的要求与传统车辆的冷却系统一致，不同的是电动汽车冷却系统针对的是电器部件，受温度的影响更加明显，所以对温度控制的要求更加严格。同时，由于电动汽车的动力系统及供电系统的耐受温度低，整车降噪小，使得电动汽车对冷却系统的散热性能和噪声的要求较传统汽车更为严格。因此开发高效可靠的冷却系统，势必成为电动汽车动力系统进一步提高效率，改善续航里程的关键技术之一。

电池常用的冷却方式可以分为四种，即自然冷却，风冷，液冷，相变冷却/制冷剂直冷。目前电动汽车电池市场主流的冷却方式是液冷，液冷技术是通过循环冷却液的升温（显热换热技术）将电池箱中的热量带到电池箱外达到散热目的，其结构和管路复杂，效率低。相变冷却/制冷剂直冷技术的应用推广较少。

因此，需要一种换热效率更高的技术，克服目前主流的电池箱冷却系统存在的技术缺陷，达到提高能效比的目的。

技术实现要素：

本发明针对现有电池箱冷却系统存在的技术问题，做出创新和突破，提供一种全新的电动汽车电池箱冷却系统，达到提高能效比的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种电动汽车电池箱冷却系统，其特征在于，所述电动汽车电池箱冷却系统包括压缩制冷单元、热管冷却单元、换热器和控制装置，所述热管冷却单元的制冷剂管路分别与所述换热器的热管侧入口和出口连通，所述压缩制冷单元包括分别与所述换热器的压缩制冷侧入口和出口连通的制冷剂管路，所述热管冷却单元包括设置于电池箱中的热管冷却蒸发器和室外冷凝器，所述室外冷凝器的设置位置高于所述热管冷却蒸发器，所述控制装置被设置为当环境温度高于电池箱内温度时，开启所述压缩制冷单元进行制冷，所述热管冷却单元的制冷剂通过所述换热器与所述压缩制冷单元的制冷剂进行热交换从而使所述热管冷却单元的气态制冷剂液化；而当环境温度低于电池箱内温度时，关闭所述压缩制冷单元的运行，而仅运行热管冷却单元来冷却所述电池箱。

在一个实施方案中，所述换热器的压缩制冷侧入口和出口连通的制冷剂管路与所述压缩制冷单元的蒸发制冷支路并联。

在一个实施方案中，在所述压缩制冷单元的蒸发制冷支路中设有第一节流阀。

在一个实施方案中，所述换热器的压缩制冷侧入口和出口连通的制冷剂管路中设有第二节流阀。

在一个实施方案中，所述换热器的热管侧入口和出口连通的制冷剂管路中设有第三节流阀。

在一个实施方案中，所述第一节流阀、第二节流阀或第三节流阀为单个电子膨胀阀。

在一个实施方案中，所述第一节流阀、第二节流阀或第三节流阀为不同规格的电磁阀的组合。

在一个实施方案中，所述换热器为板式换热器或壳管式换热器。

在一个实施方案中，所述热管冷却蒸发器为微通道蒸发器或盘管式蒸发器。

本发明的电动汽车电池箱冷却系统至少具有以下技术效果：

1)可利用自然冷源对电池箱进行冷却，更节电；

2)冷却效率比液冷高出3～4倍；

3)能效比高，节电效果好；

4)更能满足快充需求；

5)结构紧凑；

6)避免了水/乙二醇溶液在电池箱体内部流动；

7)降低成本。

附图说明

图1为本发明一个实施例的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，附图中所描述的本发明的具体实施例仅为说明本发明用，并不构成对本发明的限制。本发明的保护范围由所附的权利要求书进行限定。

应当指出，为方便描述，本发明可能出现的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“背面”、“背部”及其它方向性术语仅为便于描述本发明的各个组成部分的相对方位，不应对本发明有任何限制。

参见图1。本发明的电动汽车电池箱冷却系统100包括：压缩制冷单元10、热管冷却单元20、换热器30和控制装置（未示出）。所述热管冷却单元20的制冷剂管路204分别与所述换热器30的热管侧入口303和出口304连通，所述压缩制冷单元10包括分别与所述换热器30的压缩制冷侧入口302和出口301连通的制冷剂管路104，所述热管冷却单元20包括设置于电池箱（未示出）中的热管冷却蒸发器201。

热管冷却单元20利用制冷剂（例如但不限于r134a等）蒸发吸热冷凝放热的原理，在电池箱中建立空调系统。热管冷却单元20的冷凝器202的设置位置高于蒸发器201。将热管冷却单元20蒸发器201安装在电池箱中，制冷剂在蒸发器201中蒸发并快速将电池箱的热量带走，从而完成对电池的冷却。当环境温度低于电池箱内温度时，蒸发器201内的制冷剂吸收电池箱的热量蒸发成气态制冷剂经制冷剂连接管路204上升至热管冷却单元20的冷凝器202中，在冷凝器202和风机203的作用下冷凝成液态制冷剂，在重力作用下流经换热器30热管侧，即自热管侧入口303进，从出口304出，再经第三节流阀205（如但不限于电子膨胀阀）的调节后流回到热管冷却单元蒸发器201，完成一个冷却循环。此时通过控制单元控制压缩机不工作，能效比高。

当环境温度高于电池箱内温度时，热管冷却单元蒸发器201内的制冷剂吸收电池箱的热量蒸发成气态制冷剂经制冷剂连接管路204上升流经冷凝器202后（此时冷凝器202没有冷却效果）到达换热器30的热管侧，即自热管侧入口303进，从出口304出。此时通过控制单元开启压缩机101工作，换热器30中的压缩制冷单元的制冷剂（自压缩制冷侧入口302进，从出口301出）吸收热管侧的热量，同时电池箱内蒸发器106中的制冷剂吸收箱内热量而蒸发成气态，经压缩机101压缩成高温气态制冷剂后流至冷凝器102，在冷凝器102和风机103的作用下，冷凝成液态制冷剂，经干燥过滤器108干燥过滤后，再分别通过节流阀105（如但不限于电子膨胀阀）的调节流回到电池箱内蒸发器106，为电池箱提供冷量，和节流阀107的调节后经制冷剂管路104流入到换热器30的压缩制冷侧，对换热器30热管侧的制冷剂进行冷却，热管的气态制冷剂在换热器30压缩制冷侧的冷却作用下冷却成液态，在重力作用下再流经节流阀205，经调节后流回到热管冷却单元的蒸发器201，完成一个冷却循环。如此往复，持续冷却电池箱及其中的电池组。

本实施例中的换热器30可采用板式换热器，但并不局限于此。

本实施例中的控制装置及控制逻辑对本领域的技术人员而言是容易实现的，在此不予赘述。

通过上述技术方案，可充分利用自然冷源对电池箱进行冷却，减少电能消耗，从而节省能源。同时相比液冷方式，冷却效率高出3～4倍。

基于对本发明优选实施方式的描述，应该清楚，由所附的权利要求书所限定的本发明并不仅仅局限于上面说明书中所阐述的特定细节，未脱离本发明宗旨或范围的对本发明的许多显而易见的改变同样可能达到本发明的目的。