CN104300187B - 一种用于电动汽车的动力电池冷却系统及其冷却方法 - Google Patents
一种用于电动汽车的动力电池冷却系统及其冷却方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于电动汽车的动力电池冷却系统及其冷却方法，冷却系统包括动力电池箱体、蒸发器、空调压缩机和冷凝器，所述蒸发器置于所述动力电池箱体的内部；其中：所述动力电池箱体上设有动力电池进风口，所述动力电池进风口与电动汽车的座舱相通，所述动力电池进风口通过空调管路与所述空调压缩机相连接，所述空调压缩机进一步通过空调管路与所述冷凝器相连接。根据不同的环境温度采取不同的冷却模式，有效实现了对动力电池系统的冷却。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车领域，具体涉及一种用于电动汽车的动力电池冷却系统及其冷却方法。
背景技术
随着能源和环境问题在全球范围内成为关注焦点，由驱动电机和动力电池代替传统内燃机，以动力电池作为动力源的电动汽车，因其环保节能的优点，成为今后汽车工业的重要发展方向之一。
动力电池系统是由成百只电芯单体采用串、并联的方式组合而成为整车提供动力源的高压部件，高压系统的安全可靠性是保证电动汽车性能的第一要求。目前电动汽车采用的动力电池绝大部分是锂电池，随着设计续驶里程的增加，整车的携带动力电池也需逐步增加。因此电池单体的工作环境，尤其是用于降低高压部件带来的安全隐患问题的发生概率电池热管理系统的研发，成为重中之重。
目前电池冷却系统主要分为液冷和风冷两种方式，液冷系统的冷却效率高，但往往成本高，结构复杂；一般的自然风冷系统结构简单，但冷却效率低。如何在维持结构简单的优点前提下进一步提高风冷系统的冷却效率，成为需要探讨的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于电动汽车的动力电池冷却系统及其冷却方法，旨在通过不同的风冷模式实现对动力电池的有效冷却，使动力电池系统始终处于适宜的工作温度范围内。
本发明采用的技术方案具体为：一种用于电动汽车的动力电池冷却系统，包括动力电池箱体、蒸发器、空调压缩机和冷凝器，所述蒸发器置于所述动力电池箱体的内部；其中：所述动力电池箱体上设有动力电池进风口，所述动力电池进风口与电动汽车的座舱相通，所述动力电池进风口通过空调管路与所述空调压缩机相连接，所述空调压缩机进一步通过空调管路与所述冷凝器相连接。
在上述动力电池冷却系统中，所述动力电池进风口通过空调低压管路与所述空调压缩机相连接，所述空调压缩机通过空调高压管路与置于汽车车前的所述冷凝器相连接。
在上述动力电池冷却系统中，还包括冷却风扇，所述冷却风扇于所述动力电池箱体的内部。
在上述动力电池冷却系统中，还包括冷却风扇，所述冷却风扇于所述动力电池箱体的外部。
在上述动力电池冷却系统中，动力电池冷却系统通过空调控制器切换对动力电池和/或电动汽车座舱的冷却。一种用于电动汽车的动力电池冷却方法，通过风冷方式对冷却动力电池进行冷却，具体包括如下步骤：
当动力电池本体的温度＜设定值一时，不启动冷却系统；当动力电池本体的温度≥设定值一时，启动冷却系统；
在冷却系统启动的前提下，当座舱温度＜设定值二时，冷却系统通过动力电池进风口从座舱取自然风，启动冷却电扇，使得自然风在动力电池箱内流通，实现对动力电池的冷却；
在冷却系统启动的前提下，当座舱温度≥设定值二时，启动空调压缩机，冷却系统通过动力电池进风口从座舱取自然风，启动空调压缩机，冷却系统通过动力电池进风口从座舱取自然风，空调压缩机将低压蒸汽的制冷剂压缩为高压蒸汽后排至汽车车前的冷凝器，汽车行驶过程中的流经冷凝器的空气带走制冷剂放出的热量，使高压蒸汽的制冷剂凝结为高压液体，进入蒸发器的高压液体在低压下蒸发，吸取周围自然风的热量，并通过冷却风扇流经动力电池箱体内部，实现对动力电池的冷却。
冷却系统用于冷却动力电池和/或电动汽车的座舱。
本发明产生的有益效果是：
本发明的冷却系统在保持了风冷的结构简单的基础上，在不同的环境温度(座舱)范围内采用不同程度的风冷方式：在环境温度＜设定值时，动力电池系统采用自然风冷；当环境温度≥某设定值时，自然风已经无法有效降低电池温度，此时空调压缩机和冷却风扇同时工作，冷却产生的热量由置于车前的冷凝器散出。不仅节省了整车能量消耗，还能保持电池在适宜温度工作。并且由于动力电池进风口是与汽车的座舱连通的，使进风的湿度和纯净度有保障。
附图说明
当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种用于电动汽车的动力电池冷却系统的结构示意图。
图中：1、冷却风扇2、蒸发器3、动力电池进风口4、空调管路5、动力电池箱体6、空调压缩机7、冷凝器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示的一种用于电动汽车的动力电池冷却系统，包括动力冷却风扇1(用于促使并加速空气流动)、动力电池箱体5、置于动力电池箱体5内部的蒸发器2(用于降低电池箱内温度)、空调压缩机6和冷凝器7，其中：设于动力电池箱体5上的动力电池进风口3与电动汽车的座舱相通，动力电池进风口3通过空调管路4中的空调低压管路与空调压缩机6相连接，空调压缩机6通过空调管路4中的空调高压管路与冷凝器7相连接。冷却风扇1的位置是可以调整的，既可以至于动力电池箱体5的内部，也可以置于动力电池箱体5的外部。
上述动力电池冷却系统的冷却方法是通过风冷方式对动力电池进行冷却，具体包括如下步骤：
当动力电池本体的温度＜设定值一(可在15-25℃之间选择，如15℃)时，不启动冷却系统；当动力电池本体的温度≥设定值一时，启动冷却系统；
当座舱温度＜设定值二(设定值二根据电池单体的材料不同而有所不同，在15-30℃之间选择，如20℃)时，冷却系统通过动力电池进风口3从座舱取自然风，自然风就能满足电池系统的冷却要求，通过置于动力电池内部(或外部)的冷却风扇1使空气在动力电池箱体5内流通，带走电池单体散发的热量，实现对动力电池进行冷却。
当座舱温度≥设定值二时，自然风已经不能有效地冷却电池，同时人体还未到达需要开空调的情况或者由于其他原因不开空调，这时启动空调压缩机6，冷却系统通过进风口从座舱取自然风，冷却系统通过动力电池3进风口从座舱取自然风，空调压缩机6将低压蒸汽的制冷剂压缩为高压蒸汽后排至汽车车前的冷凝器7，汽车行驶过程中的流经冷凝器7的空气带走制冷剂放出的热量，使高压蒸汽的制冷剂凝结为高压液体，进入蒸发器2的高压液体在低压下蒸发，吸取周围自然风的热量，并通过冷却风扇1流经电池箱内部，实现对动力电池的冷却。
本发明的动力电池冷却系统通过空调控制器切换对动力电池和/或电动汽车座舱的冷却；冷却系统在空调不工作的情况下采用乘员舱内空气给电池冷却，在空调工作的情况下，可以单独工作，也可以同时实现对座舱的乘员和动力电池系统冷却。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于电动汽车的动力电池冷却系统，其特征在于，包括动力电池箱体、蒸发器、空调压缩机、冷凝器和冷却风扇，所述蒸发器置于所述动力电池箱体的内部；其中：所述动力电池箱体上设有动力电池进风口，所述动力电池进风口与电动汽车的座舱相通，所述蒸发器通过空调管路与所述空调压缩机相连接，所述空调压缩机进一步通过空调管路与所述冷凝器相连接，
其中，当动力电池本体的温度＜设定值一时，不启动冷却系统；当动力电池本体的温度≥设定值一时，启动冷却系统；
在冷却系统启动的前提下，当座舱温度＜设定值二时，冷却系统通过动力电池进风口从座舱取自然风，启动冷却电扇，使得自然风在动力电池箱体内流通，实现对动力电池的冷却；
在冷却系统启动的前提下，当座舱温度≥设定值二时，启动空调压缩机，冷却系统通过动力电池进风口从座舱取自然风，空调压缩机将低压蒸汽的制冷剂压缩为高压蒸汽后排至汽车车前的冷凝器，汽车行驶过程中的流经冷凝器的空气带走制冷剂放出的热量，使高压蒸汽的制冷剂凝结为高压液体，进入蒸发器的高压液体在低压下蒸发，吸取周围自然风的热量，并通过冷却风扇流经动力电池箱体内部，实现对动力电池的冷却。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池冷却系统，其特征在于，所述蒸发器通过空调低压管路与所述空调压缩机相连接，所述空调压缩机通过空调高压管路与置于汽车车前的所述冷凝器相连接。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池冷却系统，其特征在于，所述冷却风扇于所述动力电池箱体的内部。
4.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池冷却系统，其特征在于，所述冷却风扇于所述动力电池箱体的外部。
5.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池冷却系统，其特征在于，动力电池冷却系统通过空调控制器切换对动力电池和/或电动汽车座舱的冷却。
6.一种用于电动汽车的动力电池冷却方法，通过风冷方式对冷却动力电池进行冷却，其特征在于，具体包括如下步骤：
当动力电池本体的温度＜设定值一时，不启动冷却系统；当动力电池本体的温度≥设定值一时，启动冷却系统；
在冷却系统启动的前提下，当座舱温度＜设定值二时，冷却系统通过动力电池进风口从座舱取自然风，启动冷却电扇，使得自然风在动力电池箱体内流通，实现对动力电池的冷却；
在冷却系统启动的前提下，当座舱温度≥设定值二时，启动空调压缩机，冷却系统通过动力电池进风口从座舱取自然风，空调压缩机将低压蒸汽的制冷剂压缩为高压蒸汽后排至汽车车前的冷凝器，汽车行驶过程中的流经冷凝器的空气带走制冷剂放出的热量，使高压蒸汽的制冷剂凝结为高压液体，进入蒸发器的高压液体在低压下蒸发，吸取周围自然风的热量，并通过冷却风扇流经动力电池箱体内部，实现对动力电池的冷却。
7.根据权利要求6所述的用于电动汽车的动力电池冷却方法，其特征在于，冷却系统用于冷却动力电池和/或电动汽车的座舱。
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