一种液流式电动车锂电池组温控装置制造方法
【专利摘要】一种液流式电动车锂电池组温控装置，它涉及温控【技术领域】，它的热交换器与水箱连接，水箱与水泵连接，水泵与三通二位电磁阀连接，三通二位电磁阀分别与加热腔、外置散热器连接，加热腔通过单向阀与外置散热器连接，加热腔、外置散热器均与内置热交换器连接，控制单元分别与热交换器、水泵、三通二位电磁阀、加热腔、外置散热器连接；它具有密封良好，功率密度高，控制方便，流量大的特点，升温迅速，使用方便。
【专利说明】一种液流式电动车锂电池组温控装置
【技术领域】:
[0001 ] 本实用新型涉及温控【技术领域】，具体涉及一种液流式电动车锂电池组温控装置。【背景技术】:
[0002]目前电动汽车所使用的动力锂电池组的主流技术为磷酸铁锂电池，最佳工作温度为20?40°C之间，当电池组处于低温环境下，充放电性能会受到较大的影响；当锂电池组处于高温环境下，会影响电池使用寿命并存在严重的安全隐患，所以需要额外的温控辅助系统将电池组的温度控制最佳工作温度区间之内。
[0003]当前的主流的加热方式为电池表面包覆电热膜加热。但热膜功率密度低，大约为I?6W/cm2，实际测试为电池组加热时大约每分钟可以升高1°C，在零下20度条件下，电池组升温至零上20度需时40分钟以上，与内燃机汽车的升温速度相比过于缓慢，且夏季时必须将电热膜拆下增加散热效果，使用便利性和加热效果都不理想，不利于电动汽车在高纬度地区的使用与普及。
[0004]当前的主流的散热方式分别为风冷和水冷。风冷主要依靠行驶过程中外界灌入机器内部的冷风来对电池组进行降温，其降温过程受外界气温、风速等条件限制，降温过程不易控制，且背风面或侧面降温效果更差，容易造成电芯的温度差变大，影响电芯性能，也具有安全隐患。水冷技术已得到了一定程度的发展，美国已有此类技术，相比传统的风冷技术降温均匀，效果稳定、可靠，但水冷技术不能满足低温条件下的加热需求。
实用新型内容:
[0005]本实用新型的目的是提供一种液流式电动车锂电池组温控装置，它具有密封良好，功率密度高，控制方便，流量大的特点，升温迅速，使用方便。
[0006]为了解决【背景技术】所存在的问题，本实用新型是采用如下技术方案:它包含热交换器1、水箱2、水泵3、三通二位电磁阀4、加热腔5、外置散热器6、控制单元7，热交换器I与水箱2连接，水箱2与水泵3连接，水泵3与三通二位电磁阀4连接，三通二位电磁阀4分别与加热腔5、外置散热器6连接，加热腔5通过单向阀与外置散热器6连接，加热腔5、外置散热器6均与内置热交换器I连接，控制单元7分别与热交换器1、水泵3、三通二位电磁阀4、加热腔5、外置散热器6连接。
[0007]所述的热交换器I安装在电池组内部，且设置有多个温度传感器，由带有供液体介质流动的孔道的铝板、分流器、液体循环管路等组成，铝板两侧面与电芯外壳紧密贴合，保证热量的有效传导；考虑到电池组内部的温度分布不均匀，因此铝板靠近电池组外缘的部分，孔道排列较为疏松，靠近电池组中心位置的部分，孔道排列较为紧密。
[0008]所述的水箱2储存液体介质，液体介质与水相比，具有冰点低、沸点高的特点，可以采用内燃机汽车的常规冷却液。
[0009]所述的水泵3采用直流磁力驱动循环泵，没有传统循环泵的机械轴封结构，具有密封良好，功率小，控制方便，流量大的特点，同时采用特种陶瓷轴承，具有很强的耐磨性和抗腐蚀性。
[0010]所述的三通二位电磁阀4由控制单元控制分别接通加热循环和散热循环。
[0011 ] 所述的加热腔5包含壳体51、电热兀件52,数个电热兀件52均勻的设置在壳体51内，壳体51上分别设置有入水口 53与出水口 54。
[0012]所述的电热元件52为陶瓷加热元件，装有陶瓷加热元件，升温迅速，液体介质流经此处即被加热，由控制单元控制加热输出功率的大小。其中，电热元件与120°等分线间有夹角，电热元件上端与加热腔顶部有安全距离H，入水口在加热腔下部，出水口在加热腔上部，这种结构使液体在加热腔内产生一定的“螺旋上升”的效果，可保证加热的充分。
[0013]所述的外置热交换器6:安装在电机舱内部，由金属散热片、安装在金属散热片内部的液体管路、安装在金属散热片一侧的散热风扇组成，从电池组内铝板中流出的、包含热量的液体介质流经散热片中的管路，散热风扇将热量吹出至环境中。
[0014]所述的控制单元7:接收热交换器I中温度传感器的温度信息，判断电池组应当进行加热还是散热循环，并控制水泵开启，控制电磁阀的通断，及控制加热循环中的电热元件、散热循环中的风扇开启和关闭；判断电池组是否已达到预先设定的正常工作温度，并通过加热、散热功能，保持电池组的热稳定；可在ECU上集成所述控制单元的相关功能，或设置额外的车载控制器。
[0015]本实用新型具有如下有益效果:采用了陶瓷电热元件，功率密度可达120W/cm2，体积小，升温迅速，加热腔的体积也因此大大缩小。加热、散热均采用液流方式，由金属板加工为液体流道，且金属板与电芯壳体保证有效接触，依靠热量传导完成加热、散热功能。
【专利附图】
【附图说明】:
[0016]图1为本实用新型的结构示意图，
[0017]图2为本实用新型中加热腔5的结构示意图，
[0018]图3为图2的左视图，
[0019]图4为本实用新型的原理图。
【具体实施方式】:
[0020]参看图1-图4，本【具体实施方式】采用如下技术方案:它包含热交换器1、水箱2、水泵3、三通二位电磁阀4、加热腔5、外置散热器6、控制单元7，热交换器I与水箱2连接，水箱2与水泵3连接，水泵3与三通二位电磁阀4连接，三通二位电磁阀4分别与加热腔5、外置散热器6连接，加热腔5通过单向阀与外置散热器6连接，加热腔5、外置散热器6均与内置热交换器I连接，控制单元7分别与热交换器1、水泵3、三通二位电磁阀4、加热腔5、外置散热器6连接。
[0021]所述的热交换器I安装在电池组内部，且设置有多个温度传感器，由带有供液体介质流动的孔道的铝板、分流器、液体循环管路等组成，铝板两侧面与电芯外壳紧密贴合，保证热量的有效传导；考虑到电池组内部的温度分布不均匀，因此铝板靠近电池组外缘的部分，孔道排列较为疏松，靠近电池组中心位置的部分，孔道排列较为紧密。
[0022]所述的水箱2储存液体介质，液体介质与水相比，具有冰点低、沸点高的特点，可以采用内燃机汽车的常规冷却液。[0023]所述的水泵3采用直流磁力驱动循环泵，没有传统循环泵的机械轴封结构，具有密封良好，功率小，控制方便，流量大的特点，同时采用特种陶瓷轴承，具有很强的耐磨性和抗腐蚀性。
[0024]所述的三通二位电磁阀4由控制单元控制分别接通加热循环和散热循环。
[0025]所述的加热腔5包含壳体51、电热兀件52,数个电热兀件52均勻的设置在壳体51内，壳体51上分别设置有入水口 53与出水口 54 ;电热元件52为陶瓷加热元件，装有陶瓷加热元件，升温迅速，液体介质流经此处即被加热，由控制单元控制加热输出功率的大小；其中，电热元件与120°等分线间有夹角，电热元件上端与加热腔顶部有安全距离H，入水口在加热腔下部，出水口在加热腔上部，这种结构使液体在加热腔内产生一定的“螺旋上升”的效果，可保证加热的充分。
[0026]所述的外置热交换器6安装在电机舱内部，由金属散热片、安装在金属散热片内部的液体管路、安装在金属散热片一侧的散热风扇组成，从电池组内铝板中流出的、包含热量的液体介质流经散热片中的管路，散热风扇将热量吹出至环境中。
[0027]所述的控制单元7:接收热交换器I中温度传感器的温度信息，判断电池组应当进行加热还是散热循环，并控制水泵开启，控制电磁阀的通断，及控制加热循环中的电热元件、散热循环中的风扇开启和关闭；判断电池组是否已达到预先设定的正常工作温度，并通过加热、散热功能，保持电池组的热稳定；可在ECU上集成所述控制单元的相关功能，或设置额外的车载控制器。
[0028]本【具体实施方式】中热交换器1、水箱2、水泵3、三通二位电磁阀4、加热腔5组成加热回路，热交换器1、水箱2、水泵3、三通二位电磁阀4、外置散热器6组成散热回路。在冬季温度低时，控制单元7控制三通二位电磁阀4，使液体形成流经加热腔5的循环，经由加热腔5加热，由液体把热量带入电池内，提升电芯温度；在夏季温度高时，控制单元7控制三通二位电磁阀4，使液体形成流经外置散热器6的循环，经由外置散热器6散热，降低电芯温度。本发明具有环境温度适应性好，电芯间温度差小，实现方便的优点，实现内部温控的电池组可设计为密封结构，电池组壳体采用阻燃材料，内部可充满氮气，相比现有风冷散热设计在安全性上更胜一筹。
[0029]本【具体实施方式】的工作原理为:车辆启动指令发出后，电池组内部的温度传感器对电池组内部温度进行检测，并将信息传送给控制单元；控制单元对电池组内部温度进行判断:1、温度< 20°C时，判断为低温状态，电磁阀接通加热回路——即接通内置热交换器，水泵、电热元件启动，同时控制单元依据电池组内部实际温度来控制电热元件的输出功率，开始对电池组进行加热；2、温度> 20°C时，需继续做温度判断:(1)若> 40°C，判断为高温状态，电磁阀接通散热回路一一即接通外置热交换器，水泵、散热风扇启动，同时控制单元依据电池组内部实际温度来控制散热风扇的转速，开始对电池组进行散热；(2)若温度在20?40°C范围内，判断为正常状态，此时关闭水泵、电热元件(或散热风扇)，电磁阀断开液体回路，车辆可正常启动。
[0030]本【具体实施方式】还可通过如下方式实现车辆正常行驶过程中的动态控制:车辆行驶过程中，温度传感器可以间隔固定周期向控制单元反馈温度信息，由控制单元进行上述判断过程，分别进行加热或散热，保持电池组内部的热稳定。
[0031]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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种液流式电动车锂电池组温控装置，其特征在于它包含热交换器(I)、水箱(2)、水泵⑶、三通二位电磁阀⑷、加热腔(5)、外置散热器(6)、控制单元(7)，热交换器⑴与水箱⑵连接，水箱⑵与水泵⑶连接，水泵⑶与三通二位电磁阀⑷连接，三通二位电磁阀⑷分别与加热腔(5)、外置散热器(6)连接，加热腔(5)通过单向阀与外置散热器(6)连接，加热腔(5)、外置散热器(6)均与内置热交换器⑴连接，控制单元(7)分别与热交换器(I)、水泵(3)、三通二位电磁阀(4)、加热腔(5)、外置散热器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种液流式电动车锂电池组温控装置，其特征在于所述的热交换器(I)安装在电池组内部，且设置有多个温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种液流式电动车锂电池组温控装置，其特征在于所述的加热腔(5)包含壳体(51)、电热兀件(52),数个电热兀件(52)均勻的设置在壳体(51)内，壳体(51)上分别设置有入水口(53)与出水口(54)。
【文档编号】H01M10/50GK203377354SQ201320434534
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】崔嵬, 贾亦真, 周文杰 申请人:崔嵬, 贾亦真, 周文杰