一种双层客车电池冷暖系统的制作方法

一种双层客车电池冷暖系统
1.技术领域：
2.本实用新型涉及一种双层客车电池冷暖系统。
3.

背景技术：

4.现在的电池冷却系统由水冷机组、水泵、动力电池，膨胀水箱四部分构成，目前这种设计方法主要存在以下问题：
5.只能单纯地达到冷却效果，当新能源汽车到高寒地区时动力电池会因为低温而无法正常工作，导致放电量低。仅依靠现有的电池加热膜的加热功率如果要达到动力电池最佳放电温度（20℃~35℃）会消耗很长时间。
6.

技术实现要素：

7.本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种双层客车电池冷暖系统。本系统将水冷、水暖集成在同一条水路里，既解决了动力电池放电时的散热问题，又解决了动力电池低温时无法正常工作的问题，还解决了需要消耗大量电能用于空调供暖的问题。
8.本实用新型所采用的技术方案有：
9.一种双层客车电池冷暖系统，包括水泵、动力电池、控制阀、水冷机组、ptc加热器、膨胀水箱和热交换器，所述水泵的进水口膨胀水箱相连通，水泵的出水口与动力电池上的流道相连通，动力电池上的流道相连通与控制阀上的进水口相连通，控制阀上的三个出水口分别对应与水冷机组和ptc加热器以及热交换器上的流道相连通，水冷机组上的流道与ptc加热器和热交换器上的流道相连通，ptc加热器上的流道与水泵的进水口相连通。
10.进一步地，所述控制阀上设有进水口、加热管道出水口、冷却管道出水口以及热交换器出水口，所述加热管道出水口与ptc加热器上的流道相连通，冷却管道出水口与水冷机组上的流道相连通，热交换器出水口与热交换器相连通。
11.进一步地，在控制阀的开合角度90
°
时，冷却水流经冷却管道出水口出去，同时水冷机组会开始工作，开启动力电池冷却；控制阀的开合角度为30
°
时，冷却水流经加热管道出水口出去，同时ptc加热器开启，开启动力电池加热；控制阀的开合角度为60
°
时，冷却水流经热交换器出水口出去，同时热交换器开启，开启车内辅助供暖。
12.进一步地，所述控制阀包括阀芯、阀座和伺服电机，所述阀芯为球状结构，在阀芯上设有垂直流道孔，在阀座的底部设有进水口，所述加热管道出水口、热交换器出水口以及冷却管道出水口互成30
°
设置在阀座的外壁上，伺服电机驱动阀芯转动。
13.进一步地，所述阀座与阀芯之间设有密封橡胶。
14.本实用新型还公开了一种双层客车电池冷暖策略，包括
15.1）水冷系统：车辆在行驶或充电过程中，电池充、放电使动力电池温度升高，当bms检测到动力电池平均温度达到28℃以上或最高温度高于33℃持续5秒时，bms发送冷却开启指令给vcu，vcu同时给水泵、水冷机组以及控制阀发送对应控制指令，使控制阀角度转到90
°
，冷却管道全开，此时电池水冷系统开始工作；
16.当bms检测到动力电池平均温度达到25℃以下或最高温度低于33℃持续5秒时，
bms会给vcu发送一个冷却关闭的指令，vcu控制水冷机组和水泵停止工作，控制阀旋转角度转到0
°
，此时电池水冷系统停止工作；
17.当开启空调需要供暖时，控制面板发送供暖不足指令给vcu，vcu会给控制阀控制指令，使控制阀角度转到60
°
，将电池产生的热量给车内辅助供暖使用，当检测到供暖停止信号时，控制阀角度会转到90
°
，水冷系统开始工作；
18.2）水暖系统：车辆在高寒地区启动电池处于低于5℃以下的低温状态时，当bms检测到动力电池温度低于5℃以下时，会通过can总线发送冷却开启指令给vcu，vcu同时给水泵、ptc加热器以及控制阀发送对应控制指令，使控制阀角度转到30
°
，水暖管道全开，此时水暖系统开始工作；
19.当bms检测到动力电池最低温度达到15℃或平均温度达到21℃或最高温度大于25℃时，会给vcu发送一个加热关闭的指令，vcu下达指令使ptc加热器和水泵停止工作，此时水暖系统停止工作；
20.3）辅助供暖系统：当电池平均温度达到28℃或单块电池最大温度达到33℃并通过控制面板开启车辆供暖时，vcu同时给水泵、热交换器以及控制阀发送对应控制指令，使控制阀角度转到60
°
，将电池放电产生的的热量给热交换器用以车内辅助供暖。
21.本实用新型具有如下有益效果：
22.本实用新型结构简单，有两种工作工况既解决了动力电池在放电过程中散热的问题，又能解决在低温情况下无法正常工作的问题，还能在开启空调供暖时辅助供暖节约空调用电量，一体三用。
23.附图说明：
24.图1为本实用新型系统的结构示意图。
25.图2为本实用新型中控制阀的结构示意图。
26.图3为本实用新型中控制阀的结构示意图。
27.图4为本实用新型工作流程图。
28.其中： 1-水泵；2-动力电池；3-控制阀；4-水冷机组；5
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ptc加热器；6-膨胀水箱；7热交换器。
29.31-进水口；32-加热管道出水口；33-冷却管道出水口；34-热交换器出水口；35-阀芯；36-阀座。
30.具体实施方式：
31.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
32.如图1，本实用新型一种双层客车电池冷暖系统，包括水泵1、动力电池2、控制阀3、水冷机组4、ptc加热器5、膨胀水箱6和热交换器7。水泵1的进水口膨胀水箱6相连通，水泵1的出水口与动力电池2上的流道相连通，动力电池2上的流道相连通与控制阀3上的进水口31相连通，控制阀3上的三个出水口分别对应与水冷机组4和ptc加热器5以及热交换器7上的流道相连通，水冷机组4上的流道与ptc加热器5上的流道相连通，ptc加热器5上的流道与水泵1的进水口相连通。
33.本实用新型先由水泵1提供动力使冷却液在管道中循环起来，水流流经动力电池2、控制阀3、冷却机组4、ptc加热器5或是热交换器7再回到水泵1形成一个水循环，而膨胀水箱6起到了一个释压补水的作用，就是当管道内升温压力增加时，冷却水会通过下水管道将
多余的冷却水压到膨胀水箱6中；当管道内因为低温而缺水时，膨胀水箱内的水会通过下水管给循环管道里补充冷却水。
34.如图2和图3，在控制阀3上设有进水口31、加热管道出水口32和冷却管道出水口33，所述加热管道出水口32与ptc加热器5上的流道相连通，冷却管道出水口33与水冷机组4上的流道相连通。
35.本实用新型中控制阀共有三个出水口，在控制阀3的开合角度为90
°
时，冷却水流经冷却管道出水口33出去，同时水冷机组4会开始工作，开启动力电池2冷却；控制阀3的开合角度为30
°
时，冷却水流经加热管道出水口32出去，同时ptc加热器5开启，开启动力电池2加热；当vcu收到空调开启需要供暖指令时，vcu会闭合高压接触器给水泵1和热交换器7一个工作指令，同时vcu会给控制阀3一个指令，控制阀3的开合角度为60
°
时，冷却水会流经车内的热交换器，使电池产生的热量供给车内辅助供暖使用。
36.本实用新型中的控制阀3为球阀结构，包括阀芯35、阀座36和伺服电机，阀芯35为球状结构，在阀芯35上设有垂直流道孔30，在阀座36的底部设有进水口31，加热管道出水口32、热交换器出水口34以及冷却管道出水口33互成30
°
设置在阀座36的外壁上，伺服电机驱动阀芯35转动。
37.为保证密封性，在阀座36与阀芯35之间设有密封橡胶。
38.本实用新型结构简单，有两种工作工况既解决了动力电池在放电过程中散热的问题，又能解决在低温情况下无法正常工作的问题，还能在开启空调供暖时辅助供暖节约空调用电量，一体三用。
39.以下对本实用新型的水冷与水暖流程进行详细说明：
40.1）水冷系统：
41.车辆在行驶或充电过程中，电池充、放电会使动力电池2温度升高。当bms检测到动力电池平均温度达到28℃以上或最高温度高于33℃持续5秒时会通过can总线发送冷却开启指令给vcu，vcu会闭合高压接触器给水泵1和水冷机组4一个工作指令，同时vcu还会给控制阀3一个指令，使控制阀角度转到90
°
，冷却管道全开，此时电池水冷系统开始工作；
42.当bms检测到动力电池平均温度达到25℃以下或最高温度低于33℃持续5秒时，会给vcu发送一个冷却关闭的指令，vcu会下达指令使水冷机组和水泵停止工作，控制阀旋转角度转到0
°
，此时电池水冷系统停止工作；
43.当开启空调需要供暖时，控制面板会通过can总线发送供暖不足指令给vcu，vcu会闭合高压接触器给水泵1和热交换器7一个工作指令，同时vcu会给控制阀3一个指令，使控制阀角度转到60
°
，将电池产生的热量给车内辅助供暖使用，当检测到供暖停止信号时，控制阀角度会转到90
°
，水冷系统开始工作。
44.2）水暖系统：
45.车辆在高寒地区启动电池处于低于5℃以下的低温状态时，当bms检测到动力电池温度低于5℃以下时会通过can总线发送冷却开启指令给vcu，vcu会闭合高压接触器给水泵和ptc加热器一个工作指令，同时vcu还会给控制阀一个指令，使控制阀角度转到30
°
，水暖管道全开，此时电池水暖系统开始工作；当bms检测到动力电池最低温度达到15℃或平均温度达到21℃或最高温度大于25℃时，会给vcu发送一个加热关闭的指令，vcu下达指令使ptc加热器和水泵停止工作，此时水暖系统停止工作。
46.辅助供暖系统：
47.当电池平均温度达到28℃或单块电池最大温度达到33℃并通过控制面板开启车辆供暖时，vcu会闭合高压接触器给水泵1和热交换器7一个工作指令，同时vcu会给控制阀3一个指令，使控制阀角度转到60
°
，将电池放电产生的的热量给车内辅助供暖使用。
48.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。