一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統及其冷卻方法
2023-06-13 17:56:56 1
一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統及其冷卻方法
【專利摘要】本發明提供一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統及其冷卻方法，冷卻系統包括動力電池箱體、蒸發器、空調壓縮機和冷凝器，所述蒸發器置於所述動力電池箱體的內部；其中：所述動力電池箱體上設有動力電池進風口，所述動力電池進風口與電動汽車的座艙相通，所述動力電池進風口通過空調管路與所述空調壓縮機相連接，所述空調壓縮機進一步通過空調管路與所述冷凝器相連接。根據不同的環境溫度採取不同的冷卻模式，有效實現了對動力電池系統的冷卻。
【專利說明】—種用於電動汽車的動力電池冷卻系統及其冷卻方法
【技術領域】
[0001〕 本發明屬於電動汽車領域，具體涉及一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統及其冷卻方法。
【背景技術】
[0002]隨著能源和環境問題在全球範圍內成為關注焦點，由驅動電機和動力電池代替傳統內燃機，以動力電池作為動力源的電動汽車，因其環保節能的優點，成為今後汽車工業的重要發展方向之一。
[0003]動力電池系統是由成百隻電芯單體採用串、並聯的方式組合而成為整車提供動力源的高壓部件，高壓系統的安全可靠性是保證電動汽車性能的第一要求。目前電動汽車採用的動力電池絕大部分是鋰電池，隨著設計續駛裡程的增加，整車的攜帶動力電池也需逐步增加。因此電池單體的工作環境，尤其是用於降低高壓部件帶來的安全隱患問題的發生概率電池熱管理系統的研發，成為重中之重。
[0004]目前電池冷卻系統主要分為液冷和風冷兩種方式，液冷系統的冷卻效率高，但往往成本高，結構複雜；一般的自然風冷系統結構簡單，但冷卻效率低。如何在維持結構簡單的優點前提下進一步提高風冷系統的冷卻效率，成為需要探討的問題。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明提供一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統及其冷卻方法，旨在通過不同的風冷模式實現對動力電池的有效冷卻，使動力電池系統始終處於適宜的工作溫度範圍內。
[0006]本發明採用的技術方案具體為:一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統，包括動力電池箱體、蒸發器、空調壓縮機和冷凝器，所述蒸發器置於所述動力電池箱體的內部；其中:所述動力電池箱體上設有動力電池進風口，所述動力電池進風口與電動汽車的座艙相通，所述動力電池進風口通過空調管路與所述空調壓縮機相連接，所述空調壓縮機進一步通過空調管路與所述冷凝器相連接。
[0007]在上述動力電池冷卻系統中，所述動力電池進風口通過空調低壓管路與所述空調壓縮機相連接，所述空調壓縮機通過空調高壓管路與置於汽車車前的所述冷凝器相連接。
[0008]在上述動力電池冷卻系統中，還包括冷卻風扇，所述冷卻風扇於所述動力電池箱體的內部。
[0009]在上述動力電池冷卻系統中，還包括冷卻風扇，所述冷卻風扇於所述動力電池箱體的外部。
[0010]在上述動力電池冷卻系統中，動力電池冷卻系統通過空調控制器切換對動力電池和/或電動汽車座艙的冷卻。一種用於電動汽車的動力電池冷卻方法，通過風冷方式對冷卻動力電池進行冷卻，具體包括如下步驟:
[0011]當動力電池本體的溫度?設定值一時，不啟動冷卻系統；當動力電池本體的溫度?設定值一時，啟動冷卻系統；
[0012]在冷卻系統啟動的前提下，當座艙溫度?設定值二時，冷卻系統通過動力電池進風口從座艙取自然風，啟動冷卻電扇，使得自然風在動力電池箱內流通，實現對動力電池的冷卻；
[0013]在冷卻系統啟動的前提下，當座艙溫度?設定值二時，啟動空調壓縮機，冷卻系統通過動力電池進風口從座艙取自然風，啟動空調壓縮機，冷卻系統通過動力電池進風口從座艙取自然風，空調壓縮機將低壓蒸汽的製冷劑壓縮為高壓蒸汽後排至汽車車前的冷凝器，汽車行駛過程中的流經冷凝器的空氣帶走製冷劑放出的熱量，使高壓蒸汽的製冷劑凝結為高壓液體，進入蒸發器的高壓液體在低壓下蒸發，吸取周圍自然風的熱量，並通過冷卻風扇流經動力電池箱體內部，實現對動力電池的冷卻。
[0014]冷卻系統用於冷卻動力電池和丨或電動汽車的座艙。
[0015]本發明產生的有益效果是:
[0016]本發明的冷卻系統在保持了風冷的結構簡單的基礎上，在不同的環境溫度(座艙)範圍內採用不同程度的風冷方式:在環境溫度?設定值時，動力電池系統採用自然風冷；當環境溫度?某設定值時，自然風已經無法有效降低電池溫度，此時空調壓縮機和冷卻風扇同時工作，冷卻產生的熱量由置於車前的冷凝器散出。不僅節省了整車能量消耗，還能保持電池在適宜溫度工作。並且由於動力電池進風口是與汽車的座艙連通的，使進風的溼度和純淨度有保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發明。此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。
[0018]圖1為本發明一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統的結構不意圖。
[0019]圖中:1、冷卻風扇2、蒸發器3、動力電池進風口 4、空調管路5、動力電池箱體6、空調壓縮機7、冷凝器。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步詳細的說明。
[0021]如圖1所示的一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統，包括動力冷卻風扇1(用於促使並加速空氣流動)、動力電池箱體5、置於動力電池箱體5內部的蒸發器2 (用於降低電池箱內溫度〉、空調壓縮機6和冷凝器7，其中:設於動力電池箱體5上的動力電池進風口 3與電動汽車的座艙相通，動力電池進風口 3通過空調管路4中的空調低壓管路與空調壓縮機6相連接，空調壓縮機6通過空調管路4中的空調高壓管路與冷凝器7相連接。冷卻風扇1的位置是可以調整的，既可以至於動力電池箱體5的內部，也可以置於動力電池箱體5的外部。
[0022]上述動力電池冷卻系統的冷卻方法是通過風冷方式對動力電池進行冷卻，具體包括如下步驟:
[0023]當動力電池本體的溫度〈設定值一(可在15-251之間選擇，如151 )時，不啟動冷卻系統；當動力電池本體的溫度?設定值一時，啟動冷卻系統；
[0024]當座艙溫度 ?設定值二(設定值二根據電池單體的材料不同而有所不同，在15-301之間選擇，如200時，冷卻系統通過動力電池進風口 3從座艙取自然風，自然風就能滿足電池系統的冷卻要求，通過置於動力電池內部(或外部)的冷卻風扇1使空氣在動力電池箱體5內流通，帶走電池單體散發的熱量，實現對動力電池進行冷卻。
[0025]當座艙溫度彡設定值二時，自然風已經不能有效地冷卻電池，同時人體還未到達需要開空調的情況或者由於其他原因不開空調，這時啟動空調壓縮機6，冷卻系統通過進風口從座艙取自然風，冷卻系統通過動力電池3進風口從座艙取自然風，空調壓縮機6將低壓蒸汽的製冷劑壓縮為高壓蒸汽後排至汽車車前的冷凝器7，汽車行駛過程中的流經冷凝器7的空氣帶走製冷劑放出的熱量，使高壓蒸汽的製冷劑凝結為高壓液體，進入蒸發器2的高壓液體在低壓下蒸發，吸取周圍自然風的熱量，並通過冷卻風扇1流經電池箱內部，實現對動力電池的冷卻。
[0026]本發明的動力電池冷卻系統通過空調控制器切換對動力電池和/或電動汽車座艙的冷卻；冷卻系統在空調不工作的情況下採用乘員艙內空氣給電池冷卻，在空調工作的情況下，可以單獨工作，也可以同時實現對座艙的乘員和動力電池系統冷卻。
[0027]如上所述，對本發明的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質上沒有脫離本發明的發明點及效果、對本領域的技術人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於電動汽車的動力電池冷卻系統，其特徵在於，包括動力電池箱體、蒸發器、空調壓縮機和冷凝器，所述蒸發器置於所述動力電池箱體的內部；其中:所述動力電池箱體上設有動力電池進風口，所述動力電池進風口與電動汽車的座艙相通,所述動力電池進風口通過空調管路與所述空調壓縮機相連接，所述空調壓縮機進一步通過空調管路與所述冷凝器相連接。
2.根據權利要求1所述的用於電動汽車的動力電池冷卻系統，其特徵在於，所述動力電池進風口通過空調低壓管路與所述空調壓縮機相連接，所述空調壓縮機通過空調高壓管路與置於汽車車前的所述冷凝器相連接。
3.根據權利要求1所述的用於電動汽車的動力電池冷卻系統，其特徵在於，還包括冷卻風扇，所述冷卻風扇於所述動力電池箱體的內部。
4.根據權利要求1所述的用於電動汽車的動力電池冷卻系統，其特徵在於，還包括冷卻風扇，所述冷卻風扇於所述動力電池箱體的外部。
5.根據權利要求1所述的用於電動汽車的動力電池冷卻系統，其特徵在於，動力電池冷卻系統通過空調控制器切換對動力電池和/或電動汽車座艙的冷卻。
6.一種用於電動汽車的動力電池冷卻方法,通過風冷方式對冷卻動力電池進行冷卻，其特徵在於，具體包括如下步驟: 當動力電池本體的溫度設定值一時，啟動冷卻系統； 在冷卻系統啟動的前提下，當座艙溫度 設定值時，啟動空調壓縮機，冷卻系統通過動力電池進風口從座艙取自然風，空調壓縮機將低壓蒸汽的製冷劑壓縮為高壓蒸汽後排至汽車車前的冷凝器，汽車行駛過程中的流經冷凝器的空氣帶走製冷劑放出的熱量，使高壓蒸汽的製冷劑凝結為高壓液體，進入蒸發器的高壓液體在低壓下蒸發，吸取周圍自然風的熱量,並通過冷卻風扇流經動力電池箱體內部,實現對動力電池的冷卻。
7.根據權利要求6所述的用於電動汽車的動力電池冷卻方法，其特徵在於，冷卻系統用於冷卻動力電池和/或電動汽車的座艙。
【文檔編號】B60K11/06GK104300187SQ201410490614
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】姚鎖梁, 李力華, 秦瑩, 曹琛, 王金橋, 王可峰 申請人:北京新能源汽車股份有限公司