一种车辆电池组冷媒直冷散热与加热装置的制作方法

本实用新型涉及车辆电池组热管理领域，尤其涉及一种车辆电池组冷媒直冷散热与加热装置。

背景技术：

电动汽车的电池组需要在适宜的温度下才能正常高效工作，温度过高或过低均会影响电池组的循环充放电效率和使用寿命等性能。电池组在充电、放电过程中均会产生大量的热量，一般电池组会安装冷却装置；同时温度过低时电池性能会下降，严重时会导致无法正常工作，因此需要加装加热装置，两者相互配合使电池组工作在正常温度范围下。

现有技术中加热与散热装置一般独立存在，加热装置采用加热片产热，散热装置采用水冷式或风冷式。

风冷散热效率受限，应用逐步减少。

水冷式一般由冷热交换装置，水路循环系统，能量消耗大，各部件所占重量与体积较大，不利于电池组轻量化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种车辆电池组冷媒直冷散热与加热装置。本装置巧妙的通过与现有车辆制冷机组有机结合，在保持现有车辆制冷机组正常运转的情况下，大大提升和优化了电池组热管理性能；不仅有利于电池组轻量化要求，而且简化了结构布局，大大提高了资源整合度。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种车辆电池组冷媒直冷散热与加热装置，包括设置在电池模组1周围的电池组循环回路装置、控温系统；所述电池组循环回路装置并联在汽车空调制冷机组的蒸发器两端；所述电池组循环回路装置包括第一电子流通阀2、集流管3、冷却管4、第二电子流通阀5；

所述控温系统包括：电池组温度控制器、电池组温度传感器，ptc加热器6、ptc温度传感器、液体温度传感器；

所述集流管3分为上集流管和下集流管，上集流管和下集流管分别并联在蒸发器冷媒的入/出口端；上集流管与下集流管位于电池组的外部；在上集流管和下集流管之间并联连通有多根冷却管4，每根冷却管4的管体分别贴附于电池组内部的各电池单体之间；

所述ptc加热器6为多个，并分布在各电池单体之间；多个ptc温度传感器设置于各ptc加热器6的周围，用于实时采集ptc加热器周边温度信号；

所述第一电子流通阀2为四个，并分别设置在上集流管和下集流管的进口端和出口端，用于控制集流管3内冷媒流量和速率；所述第二电子流通阀5为多个，并分别设置在各冷却管4的上端部或者下端部。

所述第二电子流通阀5、电池组温度传感器、ptc温度传感器、ptc加热器6、液体温度传感器和第一电子流通阀2分别与电池组温度控制器电连接。

所述电池组温度传感器为多个，并分布于电池组的外壁；液体温度传感器为多个，并分布于多个冷却管4的管体外壁。

所述分布于多个冷却管4的管体外壁是指，分布在所有或者部分冷却管4的管体外壁。

电池组温度传感器将实时采集到的电池组各局部的温度信息，传递给电池组温度控制器，当电池组温度位于所设定的适宜温度区间内时，此时，四个第一电子流通阀2均处于关闭状态，ptc加热器6处于断电状态；

当电池组温度传感器传递给电池组温度控制器的温度信息低于适宜温度区间时，电池组温度控制器打开ptc加热器6，ptc加热器6产生的热量通过传热胶热传导给电池组，使电池组温度逐渐上升，当ptc温度传感器反馈给电池组温度控制器的温度信息在所预设的适宜温度区间时，此时电池组温度控制器关闭ptc加热器6，使其停止对电池组加热；

当电池组温度传感器传递给电池组温度控制器的温度信息高于适宜温度区间时，电池组温度控制器启动汽车空调制冷机组开始制冷，此时，电池组温度控制器打开第一电子流通阀2，使冷媒通过电池组循环回路装置的集流管3和冷却管4，冷却管4带走电池组产生的热量，最后流回汽车空调制冷机组，完成电池组冷媒直冷循环；于此同时，电池组温度传感器仍实时将电池组温度信号反馈给电池组温度控制器，电池组温度控制器对比温度变化速率，若温度呈逐渐降低趋势时，保持现状并直至电池组温度降至适宜温度区间内；若温度降低速度低于预设速度或者温度呈上升趋势时，电池组温度控制器调节第二电子流通阀5的开度，以增大冷媒流通量，提高散热速率，直到电池组降至所设定的适宜温度区间内。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本实用新型相对于传统的液冷系统，减少了液冷储能装置，换热装置。

本实用新型冷热源来自车辆自带制冷机组。本实用新型通过并联在蒸发器冷媒的入/出口端的上下集流管，以及电子流通阀等传感器部件的有机整合。这种整合不仅保留了原有车辆制冷机组的工作性能，而且同时解决了车辆电池组加热或者冷却的目的。在车辆有限空间条件下，这种结构整合具有积极的应用价值。通过冷却管带走电池组产生的热量，最后流回汽车空调制冷机组，完成电池组冷媒直冷循环；于此同时，电池组温度传感器仍实时将电池组温度信号反馈给电池组温度控制器，电池组温度控制器对比温度变化速率，若温度呈逐渐降低趋势时，保持现状并直至电池组温度降至适宜温度区间内；若温度降低速度低于预设速度或者温度呈上升趋势时，电池组温度控制器调节第二电子流通阀的开度，以增大冷媒流通量，提高散热速率，直到电池组降至所设定的适宜温度区间内。本实用新型通过上述结构整合以及优化控制过程，不仅大大提升和优化了电池组热管理性能；

本实用新型通过简便易行的技术手段，巧妙的将该温控装置与车辆制冷系统有机结合，能够很好地将车辆电池组温度控制在适宜范围内，使动力电池组的工作效率得到提高。

附图说明

图1为本实用新型的电池组循环回路装置结构示意图。

图2为本实用新型的控温系统电气方框图。

图3为本实用新型的电池组循环回路装置与现有汽车制冷机组的结合关系示意图。

图4为本实用新型的直冷散热与加热控制过程控制流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。

实施例

如图1-4所示。本实用新型公开了一种车辆电池组冷媒直冷散热与加热装置，包括设置在电池模组1周围的电池组循环回路装置、控温系统；所述电池组循环回路装置并联在汽车空调制冷机组的蒸发器两端；所述电池组循环回路装置包括第一电子流通阀2、集流管3、冷却管4、第二电子流通阀5；

所述控温系统包括：电池组温度控制器(双温双控电子控温模块)、电池组温度传感器，ptc加热器6(采用12-220v恒温ptc铝壳陶瓷加热器加热板/片)、ptc温度传感器、液体温度传感器；

所述集流管3分为上集流管和下集流管，上集流管和下集流管分别并联在蒸发器冷媒的入/出口端；上集流管与下集流管位于电池组的外部；在上集流管和下集流管之间并联连通有多根冷却管4，每根冷却管4的管体分别贴附于电池组内部的各电池单体之间；

所述ptc加热器6为多个，并分布在各电池单体之间；多个ptc温度传感器设置于各ptc加热器6的周围，用于实时采集ptc加热器周边温度信号；

所述第一电子流通阀2为四个，并分别设置在上集流管和下集流管的进口端和出口端，用于控制集流管3内冷媒流量和速率；所述第二电子流通阀5为多个，并分别设置在全部冷却管4或者部分冷却管4的上端部或者下端部。

所述第二电子流通阀5、电池组温度传感器、ptc温度传感器、ptc加热器6、液体温度传感器和第一电子流通阀2分别与电池组温度控制器电连接。

所述电池组温度传感器为多个，并分布于电池组的外壁；液体温度传感器为多个，并分布于多个冷却管4的管体外壁。

本实用新型车辆电池组冷媒直冷散热与加热控制过程如下：

电池组温度传感器将实时采集到的电池组各局部的温度信息，传递给电池组温度控制器，当电池组温度位于所设定的适宜温度区间内时，此时，四个第一电子流通阀2均处于关闭状态，ptc加热器6处于断电状态；

当电池组温度传感器传递给电池组温度控制器的温度信息低于适宜温度区间时，电池组温度控制器打开ptc加热器6，ptc加热器6产生的热量通过传热胶热传导给电池组，使电池组温度逐渐上升，当ptc温度传感器反馈给电池组温度控制器的温度信息在所预设的适宜温度区间时，此时电池组温度控制器关闭ptc加热器6，使其停止对电池组加热；

当电池组温度传感器传递给电池组温度控制器的温度信息高于适宜温度区间时，电池组温度控制器启动汽车空调制冷机组开始制冷，此时，电池组温度控制器打开第一电子流通阀2，使冷媒通过电池组循环回路装置的集流管3和冷却管4，冷却管4内的冷媒带走电池组产生的热量，最后流回汽车空调制冷机组，完成电池组冷媒直冷循环；于此同时，电池组温度传感器仍实时将电池组温度信号反馈给电池组温度控制器，电池组温度控制器对比温度变化速率，若温度呈逐渐降低趋势时，保持现状并直至电池组温度降至适宜温度区间内；若温度降低速度低于预设速度或者温度呈上升趋势时，电池组温度控制器调节第二电子流通阀5的开度或者打开所有第二电子流通阀5，以增大冷媒流通量，提高散热速率，直到电池组降至所设定的适宜温度区间内。

如上所述，便可较好地实现本实用新型。

本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。