CN222346820U - 电池温度调节装置、电池系统和温度调节装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池温度调节装置、电池系统和温度调节装置,一般涉及电池技术领域。该电池温度调节装置,该装置包括:至少一个第一换热支路与至少一个第二换热支路,所述第一换热支路与所述第二换热支路并联连接,且每一所述第一换热支路和每一所述第二换热支路均适于与一电池区域对应设置;所述第一换热支路包括串联设置有调节阀与至少一个第一换热器,所述第二换热支路包括至少一个第二换热器,其中,所述第一换热器与所述第二换热器适于容纳控温液体并通过控温液体与对应的电池区域进行换热。
Description
技术领域
本公开一般涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池温度调节装置、电池系统和温度调节装置。
背景技术
随着汽车行业的不断发展,汽车的能源类型逐渐丰富,新能源汽车是一种新型的汽车类型。
在新能源汽车采用电力作为能源的情况下,电池一般对于工作温度具有一定的需求,因此,在相关技术中,会通过设置电池系统换热器来控制电池温度。
然而,为了保证车辆的续航能力和发动能力,电池面积一般都比较大,且由多组电池一同构成新能源汽车的电池,现有的电池换热系统并不能够灵活准确的调控电池温度。
实用新型内容
鉴于相关技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种电池温度调节装置、电池系统和温度调节装置,能够解决现有的电池换热系统并不能够灵活准确的调控电池温度的问题,大幅度提高电池的换热效率和控温精准度。
第一方面,提供了一种电池温度调节装置,所述装置包括:
所述装置包括:至少一个第一换热支路与至少一个第二换热支路,所述第一换热支路与所述第二换热支路并联连接,且每一所述第一换热支路和每一所述第二换热支路均适于与一电池区域对应设置;
所述第一换热支路包括串联设置有调节阀与至少一个第一换热器,所述第二换热支路包括至少一个第二换热器,其中,所述第一换热器与所述第二换热器适于容纳控温液体并通过控温液体与对应的电池区域进行换热
本申请中,电池温度调节装置包括至少一个第一换热支路与至少一个第二换热支路(上述第一换热支路和第二换热支路并联连接且每个第一换热支路和每个第二换热支路均适于与一电池区域对应设置)。其中,第一换热支路包括串联设置的调节阀和至少一个换热器,第二换热支路包括至少一个第二换热器,第一换热器与第二换热器适于容纳控温液体并通过控温液体与对应的电池区域进行换热。如此,通过仅在第一换热支路上设置调节阀,使得不同的电池区域可以仅通过该调节阀进行控制不同支路上的换热器内控温液体的流量,进而保证能够利用控温液体有效地进行温度调节,降低调节阀的数量以及成本,降低整体控制回路的操作难度并提高调节温度的效率。从而在电池的不同电池区域的温度不同的情况下,能够对不同的电池区域进行温度调节,使得不同电池区域的温度差大幅度减小,保证电池温度的均一性。
第二方面,提供了一种电池系统,所述电池系统包括第一方面所述的电池温度调节装置,所述电池系统还包括:
所述电池系统包括第一电池区域和第二电池区域,所述第一电池区域与所述第一换热支路对应设置,所述第二电池区域与所述第二换热支路对应设置。
第三方面,提供了一种温度调节装置,所述电池系统包括第一方面所述的电池温度调节装置,所述温度调节装置还包括:所述电池温度调节装置还包括外置换热回路,所述外置换热回路包括空调系统换热器,所述空调系统换热器适于与驾驶舱区域对应设置,并与第三换热器串联设置。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为相关技术中电池换热系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的电池温度调节装置之一;
图3为本申请实施例提供的电池温度调节装置之二;
图4为本申请实施例提供的电池温度调节装置之三
图5为本申请实施例提供的电池温度调节装置之四。
附图标记:压缩机21、电磁四通换向阀22、乘员舱空调系统换热器23、板式换热器24、电子膨胀阀1(25)、电子膨胀阀2(26)、膨胀阀27、环境换热器28、泵体29、第一换热器/换热器1(30)、第二换热器/换热器2(31)、调节阀(32)、加热器(40)、加热器1(41),加热器2(42),温度传感器(33)、三通阀(50)、三通阀1(51),三通阀2(52)
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型,而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图来详细说明本申请的应用场景。
随着汽车行业的不断发展,汽车的能源利用方式也在不断改变,新能源汽车为汽车行业中一种比例不断增大的车。其中,新能源汽车可以为电力汽车,相较于传统的利用石油作为能源的汽车,电力类的新能源汽车碳排放量大大减小同时能源费用相较于石油也大大降低。
由于汽车往往体积较大,需要的动力也较大,因此,需要体积较大的电池作为能源支撑硬件才可以使得新能源汽车的达到与传统能源汽车(例如能源为石油)相同的各种使用模式,并进一步扩大电力作为能源的汽车具有的相较于传统能源汽车更丰富的使用模式。由此,为了保证新能源汽车的使用寿命和使用感受,保证新能源汽车中电池的温度非常重要。
在相关技术中,新能源汽车中为了控制电池的温度,可以采用如图1所示的电池液冷液热式热管理系统对新能源汽车的电池进行冷却,具体的,通过该压缩机(1)、电磁四通换向阀(2)、乘员舱空调系统换热器(3)、板式换热器(4)、电子膨胀阀1(5)、电子膨胀阀2(6)、膨胀阀(7)、环境换热器(8)、水泵(9)、电池系统换热器(10)、加热器(11)和三通阀(12)组成。
其中,在制冷状态下,该系统可以通过改变电磁四通换向阀(2)将汽车空调系统调整为制冷模式,也即将电子膨胀阀1和电子膨胀阀2均打开,同时改变电磁四通换向阀(2)将系统切换为液冷式热管理系统,制冷剂循环如下:气态低压制冷剂经过压缩机(1)转化为气态高压制冷剂,再经过环境换热器(8)释放热量并转化为液态高压制冷剂。液态高压制冷剂经过膨胀阀(7)转化为液态低压制冷剂后分为两路,分别经过乘员舱空调系统换热器(3)和板式换热器(4)吸收热量并转化为气态低压制冷剂。气态低压制冷剂经过电磁四通换向阀(2)回到压缩机(1)。冷却液循环如下:冷却液在水泵(9)的驱动作用下于水泵(9)、板式换热器(4)和电池系统换热器(10)组成的冷却回路中循环。冷却液经过板式换热器(4)释放热量达到一定的温度,再经过电池系统换热器(10)吸收热量完成对电池系统的冷却。
其中,在制热状态下,该系统切换为液热式热管理系统,电子膨胀阀(2)关闭,空调系统与液热系统互不干涉。冷却液循环如下:冷却液在水泵(9)的驱动作用下于水泵(9)、加热器(11)和电池系统换热器(10)组成的加热回路中循环。冷却液经过加热器(11)吸收热量达到一定的温度,再经过电池系统换热器(10)释放热量完成对电池系统的加热。
然而,由于往往新能源汽车的电池体积较大,且在不同环境和工况下,电池不同的区域温度并不相同。
上述传统的电池液冷液热式热管理系统:(1)无法对换热器局部的换热能力(冷却液温度、流量等参数)进行灵活调整,难以匹配电池局部冷/热负荷不同所需的换热能力;(2)传统热管理系统的电池系统换热器进出口冷却液压差和电池系统换热器出口冷却液温度受换热器的结构(流路长)的影响,具有较大的压差和温度变化,不利于保持电池的温度均匀性。
因此,上述控温系统无法使得电池各部分温度保持均一的、一致的温度,也即无法保证电池的不同区域之间温差足够小,进而容易使得电池的寿命较低。
基于此,本申请提出一种电池温度调节装置,能够解决述控温系统无法使得电池各部分温度保持均一的、一致的温度,也即无法保证电池的不同区域之间温差足够小,进而容易使得电池的寿命较低的问题,大幅度提高电池的换热效率和控温精准度。
图2为本申请一个实施例的电池温度调节装置的结构示意图,上述装置包括:至少一个第一换热支路与至少一个第二换热支路,上述第一换热支路与上述第二换热支路并联连接,且每一上述第一换热支路和每一上述第二换热支路均适于与一电池区域对应设置。
在本申请实施例中,上述第一换热支路包括串联设置有调节阀与至少一个第一换热器,上述第二换热支路包括至少一个第二换热器,其中,上述第一换热器与上述第二换热器适于容纳控温液体并通过控温液体与对应的电池区域进行换热。
示例性的,上述第一换热器的第一换热支路为控温液体调节线路,相应的,上述第二换热器的第二换热支路也为控温液体调节线路。可以理解的是,该控温液体调节线路中可以有控温液体流动,利用控温液体对与其所在换热支路对应的电池区域进行换热,使得电池区域降温或者升温。
示例性的,上述调节阀用于调节上述至少一个第一换热器和至少一个第二换热器中的至少一个换热器所在的换热支路中的控温液体流量。
在本申请实施例中,在上述调节阀调节上述至少一个换热器所在的换热支路的控温液体流量的情况下,其他换热器的控温液体流量发生变化,上述至少一个换热器所在的换热支路的控温液体流量与上述其他换热器的控温液体流量成反比。
在本申请实施例中,上述电池区域可以为电池的部分区域,也可以为电池中的电池区域。
可以理解的是,在某些场景下,例如,对于车辆而言,往往电池体积是较大的,因此,可以将电池分为若干个不同的区域,对不同的电池区域分区降温。
进一步的,对于体积较大的电池而言,电池中的不同区域可能用于管控不同的供电,例如,对于车辆电池而言,电池的部分区域用于为车辆的动力系统供电,部分区域用于为车辆的环境温度系统供电,部分区域用于为车辆的乘员舱空调系统供电。
在本申请实施例中,上述第一换热支路的换热器可以包括两个,也可以包括三个,还可以包括四个甚至更多;相应的,第二换热支路的换热器可以包括两个,也可以包括三个,还可以包括四个甚至更多本申请实施例对此不做限定。
可以理解的是,上述第一换热支路的换热器的数量和第一换热支路的换热器的数量均可以与电池区域的体积相关,还可以与电池的功能相关。
进一步的,对于新能源终端,特别是大型终端,例如汽车而言,电池的体积是较大的,不同的电池区域或者不同的电池区域作用不同。例如,管控空调的电池区域或者电池组,和管控车辆动力的电池区域或者电池组是不同的电池区域或者电池组,因此,新能源终端在使用过程中需要启动的电池区域或者电池组也不同,进而电池温度变化是不均匀的,基于此,可以根据新能源终端电池的面积和不同的功能布置换热器,使得换热器可以在需要、合适的情况下工作。
如此,通过为第一换热支路和/或第二换热支路设置多个换热器,可以大幅减小控温液体在换热支路上流动距离,使得控温液体在通过多个换热器对电池进行控温的过程中,温度衰减变化减小,从而在提高控温效率的同时更好的节约调节控温液体温度的能量。并且,本申请公开的电池温度调节装置通过仅在第一换热支路上设置调节阀,使得不同的电池区域可以仅通过该调节阀进行控制不同支路上的换热器内控温液体的流量,进而保证能够利用控温液体有效地进行温度调节,降低调节阀的数量以及成本,降低整体控制回路的操作难度并提高调节温度的效率。
在本申请实施例中,上述调节阀可以为电动调节阀。
在本申请实施例中,上述调节阀可以关闭其所在换热支路中的控温液体流量,也可以增加其所在换热支路中的控温液体流量。
可选地,在本申请实施例中,上述装置还包括:控温液体流量控制器。
示例性的,上述控温液体流量控制器,用于控制上述调节阀的开合状态并控制上述第一换热器对应的控温液体流量。
示例性的,上述控温液体流量控制器可以用于控制上述调节阀32的开闭状态。
可以理解的是,在电池的部分电池区域或者全部电池区域发生温度变化的情况下,可以对温度发生变化,需要控制温度的电池区域通过控温液体流量控制器控制调节发开闭,进而通过调节阀控制换热器,最终使得换热器可以通过控温液体对部分电池区域或者全部电池区域的温度进行调节。
在本申请实施例中,上述控温液体可以为水,还可以为其他具有导热功能或者换热功能的液体或者介质,本申请实施例对此不做限定。
在本申请实施例中,上述控温液体流量是指:单位时间内控温液体的流量大小,也即控温液体流量的流速。
可以理解的是,上述控温液体流量越大,则换热器的换热功能越强,上述控温液体流量越小,则换热器的换热功能弱。基于此,通过调节阀可以调节上述控温液体流量的大小,从而控制换热器的换热能力。
可以理解的是,上述调节阀所在换热支路以外的其他支路可以为需要持续换热的电池区域对应的支路。
可选地,在本申请实施例中,上述第一换热器对应的电池区域的温度变化幅度小于上述第二换热器的对应的电池区域的温度变化幅度。
可以理解的是,由前述内容可知,上述电池中可能存在电池开始工作后需要持续工作的电池区域,例如,为终端提供动力的电池区域,也可能存在不需要持续工作的电池区域,例如,为多媒体功能动力的电池区域。
进一步的,对于需要持续换热的电池区域,也即第二换热器对应的电池区域而言,该部分电池区域对应的换热器可以无需调节阀,其原因在于,该部分电池区域可能持续需要控温液体对其温度进行控制,因此,在该部分电池区域周围不存在调节阀的情况下,该部分电池区域所在的区域即不能够阻值控温液体的第二换热器对其进行换热,也即该部分电池区域可以处于持续换热状态。
基于此,上述第一换热器对应的电池区域的温度变化幅度小于上述第二换热器对应的电池区域的温度变化幅度。
可以理解是,上述温度变化幅度用于表征:电池区域在单位时间内(例如,一天内电池区域的温度变化幅度)的温度变化幅度。
示例性的,上述温度变化幅度包括:温度变化速度,温度超出电池区域标准工作温度范围的时长等。
在本申请实施例中,在通过调节阀调节(控温液体流量控制器控制调节阀),将上述第一换热器的流量增大的情况下,则相应的,第二换热器的流量会减小;反之,在通过调节阀调节,将上述第一换热器的流量减小的情况下,则相应的,第二换热器的流量会增大。
在本申请实施例中,通过温度传感器可以监测多个换热器的入口或出口控温液体的温度,调节加热器的功率和/或换热器中控温液体的流量。
如图2所示,图2示出了本申请实施例的电池温度调节装置。该电池温度调节装置中存在两个换热器,分别为换热器1(30)(也即上述第一换热器30)和换热器2(31)(也即上述第二换热器31),换热器1(30)串联设置在第一换热支路上,换热器2(31)串联设置在第二换热支路上,这两个换热器分别对应着电池的电池区域1和电池区域2。电池区域1对应换热支路上存在调节阀(也即上述调节阀)的换热器1(30),换热器1(30)中的控温液体可以通过控温液体流量控制器控制调节阀的开或者关控制换热器1(30)中的控温液体存在或者不存在,流量大或者流量小,换热器2(31)中的控温液体随着调节阀(32)调节换热器1(30)中的控温液体流量发生相应变化,当调节阀全开时,则换热器1(30)中的控温液体流量最大,相应的,换热器2(31)中的控温液体流量最小;当调节阀(32)全关时,则换热器1(30)中的控温液体流量为零,相应的,换热器2(31)中的控温液体流量最大。
进一步的,电池区域1所在的区域温度变化幅度较小,具体地,电池区域1的温度变化幅度小于电池区域2的温度变化幅度,因此,电池区域1控温过程需要的控温液体流量小于和电池区域2控温过程需要的控温液体流量,也即电池区域1换热支路上的调节阀32可以全关,控温液体流量可以为0,而电池区域2的换热支路中则始终存在控温液体流量。
再进一步的,在一实施例中,电池温度调节装置还具有加热器,该加热器可以并联在各换热支路中,在全部或者部分电池区域需要升温的情况下,控制电池温度调节装置中的加热器为打开状态,通过加热控温液体,在全部或者部分换热器使用加热后的控温液体使得需要升温的电池区域可以升温;相应的,在全部或者部分电池区域需要降温的情况下,控制电池温度调节装置中通过空调系统的压缩机和制冷剂,对控温液体进行降温,在换热器使用降温后的控温液体后使得需要降温的电池区域可以降温(该部分内容详细参照后续描述,此处不赘述)。
可选地,在本申请实施例中,每个上述换热器的控温液体的温度与所述每个上述换热器对应的电池区域的目标温度相对应。
可以理解的是,目标温度可以为单一的目标温度值,也可以多个目标温度值,还可以为温度范围。
进一步的,对于电池而言,其需要再合适的温度下工作,则可以在保证安全性的前提下工作效率最高。基于此,电池存在相对应的工作温度范围,或者工作温度值,该最合适的工作温度即为目标温度。
再进一步的,对于不同的电池区域,可以包括相同的目标温度,也可以包括不同的目标温度,本申请实施例对此不做限定。
本申请实施例提供的电池温度调节装置,包括至少一个第一换热支路与至少一个第二换热支路(上述第一换热支路和第二换热支路并联连接且每个第一换热支路和每个第二换热支路均适于与一电池区域对应设置)。其中,第一换热支路包括串联设置的调节阀和至少一个换热器,第二换热支路包括至少一个第二换热器,第一换热器与第二换热器适于容纳控温液体并通过控温液体与对应的电池区域进行换热。如此,通过在多个换热支路上设置多个换热器以及与多个换热器中一个或者多个换热器相对应的调节阀,使得不同的电池区域可以通过不同的换热器利用控温液体进行温度调节,提高调节温度的效率。从而在电池的不同电池区域的温度不同的情况下,能够对不同的电池区域进行温度调节,使得不同电池区域的温度差大幅度减小,保证电池温度的均一性。
可选地,在本申请实施例中,上述电池温度调节装置还包括换热主路,上述第一换热支路与第二换热支路并联连接至上述换热主路,其中。
示例性的,上述换热主路设置有控温液体输出设备。
在一种示例中,上述控温液体输出设备可以为输出泵体。例如,在控温液体为水的情况下,上述输出泵体可以为水泵。
可以理解的是,控温液体为具有一定换热功能的液体,其换热原理为利用控温液体的升温吸热带走其对应电池区域的热量进而为电池区域降温,或者利用控温液体的降温散热为电池区域提供热量降温,其换热过程速度很快,因此,需要控温液体在第一换热支路和第二换热支路中快速流动,如此才能够保证不断换热。基于此,通过设置控温液体输出设备,该设备可以使得第一换热支路中的液体和第二换热支路中的液体不断流动,进而满足各电池区域的换热需求。
示例性的,上述换热主路为用于为第一换热支路和第二换热支路一并提供控温液体的换热路径。
可选地,在本申请实施例中,上述换热主路还设置有第三换热器,上述第三换热器适于与外置换热回路进行换热,以调节上述主路内的温控液体。
在一种示例中,上述第三换热器可以为板式换热器。
示例性的,上述外置换热回路为第一换热支路和第二换热之路之外的换热回路,用于为第一换热支路和/或第二换热支路的控温液体调节温度。
可以理解的是,在第一换热支路和第二换热支路用于为不同的电池区域进行换热升温,在其换热完成后,通过将控温液体输出至换热主路,换热主路通过第三换热器再次将控温液体的温度调节至能够为电池区域换热的温度并向第一换热支路和/或第二换热支路输入控温液体,这样才能够再次为不同的电池区域进行换热升温。
进一步的,上述电池温度调节装置中内部用于调节控温液体温度的冷却液可通过板式换热器向制冷剂释放热量以保持一定的控温液体所需的温度。
如图2所示,图2中包括设置在换热主路中的板式换热器24以及泵体29(也即上述控温液体输出设备),该板式换热器24设置在换热主路中,换热器1(30)(第一换热器30)与板式换热器24并联,同时换热器2(第二换热器31)也与板式换热器24并联,通过板式换热器24对换热主路中换热器1(30)和换热器2(31)输出的控温液体进行换热,泵体29则为将控温液体增加动力,将控温液体不断输入至换热器1(30)(第一换热器30)和/或换热器2(31)(第二换热器31)。
在本申请的另一实施例中,还提供了每个第一换热器和每个第二换热器均包含调节阀的电池温度调节装置。
可选地,上述装置还包括:多个调节阀,上述调节阀的数量与上述换热器的数量相一致。
示例性的,上述调节阀设置在上述多个换热器的每个换热器的换热支路中。
示例性的,上述调节阀用于调节上述每个换热器的控温液体流量,上述每个换热器的控温液体流量与上述每个换热器对应的电池区域的电池温度相关。
可以理解的是,为了使得换热器换热功能更加全面更加灵活,也即可以随时以最合适的控温液体流量控制不同电池区域的温度,因此,可以为每个换热器都配备对应的调节阀,利用调节阀调节换热器中控温液体流量,进而对不同温度的电池区域配备与之温度对应的控温液体流量。
进一步的,上述多个调节阀均可由控温液体流量控制器控制各个调节阀的开合状态并控制各个调节阀对应的第一换热器对应的控温液体流量和/或第二换热器对应的控温液体流量。
如图3所示,图3示出了本申请实施例的电池温度调节装置。该电池温度调节装置中存在两个换热器,分别为换热器1(30)和换热器2(31),这两个换热器分别对应着电池的电池区域1和电池的电池区域2。其中,电池区域1对应换热支路上存在调节阀32(也即上述调节阀)的换热器1(30),换热器1中的控温液体可以通过调节阀32的开或者关控制换热器1(30)中的控温液体存在或者不存在,流量大或者流量小,电池区域2对应换热支路上存在调节阀32的换热器2(31),换热器2(31)中的控温液体可以通过调节阀32的开或者关控制换热器2(31)中的控温液体存在或者不存在。
调节阀32布置于换热器1(30)和电池系统换热器2(31)交汇处,通过控温液体流量控制器控制调节阀32,使得调节阀32可以同时控制换热器1(30)和换热器2(31)所在换热支路的流量开度。
如此,通过设置多个调节阀32,可以精确控制每个第一换热器和每个第二换热器中的控温液体流量,从而,对于无需控温的电池区域,可以无需开启该电池区域的换热器,对于需要控温的电池区域,可以以该电池区域需要的温度控制换热器的控温液体流量,从而既可以节约控温能量,又可以精准控制电池温度,尽可能减小电池中不同电池区域的温差。
在本申请实施例中,不同的电池温度调节装置的结构对本申请中电池温度调节装置调节温度的过程做出如下描述。
可选地,在本申请实施例中,在获取目标电池区域的温度后,且上述目标电池区域的温度高于第一预设温度的情况下,控制上述调节阀的开度至第一目标开度,以使所述目标电池区域在的温度在预定时长内切换至目标温度。
示例性的,上述目标温度高于所述第二预设温度且低于所述第一预设温度,上述第一预设温度大于上述第二预设温度,上述目标电池区域为上述多个电池区域中的任一电池区域
可以理解的是,上述调节阀通过控制上述调节阀的开度至第一目标开度,使得上述目标电池区域对应的目标换热器的换热支路的控温液体流量至目标控温液体流量,使得上述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度,上述目标温度高于所述第二预设温度且低于上述第一预设温度,上述目标换热器中的控温液体为经过降温的控温液体。
示例性的,上述目标电池区域可以为上述电池中的一个电池区域,也可以为多个电池区域,本申请实施例对此不做限定。
示例性的,上述预定时长可以为预设的,也可以为用户自定义设置的,本申请实施例对此不做限定,
示例性的,上述预定时长与换热支路的控温液体流量相关。
在一种示例中,预定时长越短则换热支路中控温液体流量越大。
示例性的,在上述目标电池区域的温度高于第一预设温度的情况下,需要通过降温的方式能够使得目标电池区域的温度降至第一预设温度以下,第二预设温度以上,也即使得目标电池区域的温度达到目标温度。
可以理解的是,如图2所示,在图2中的电池温度调节装置需要降温时,其需要利用空调系统的制冷模式,也即通过空调系统的制冷剂完成对控温液体的降温。具体的,在图2中,气态低压制冷剂经过压缩机21转化为气态高压制冷剂,再经过环境换热器28释放热量并转化为液态高压制冷剂。液态高压制冷剂经过膨胀阀27转化为液态低压制冷剂后分为两路,分别经过乘员舱空调系统换热器23和板式换热器24吸收热量并转化为气态低压制冷剂。气态低压制冷剂经过电磁四通换向阀22回到压缩机21。
下面对于图2中降温过程的不同情形做出如下描述:
1)当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度大于等于第一预设温度,电池区域1的温度小于等于第二预设温度的情形下,通过图2中的调节阀关闭电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将不再有控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中存在冷却后的控温液体将以最大流量流动。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24和换热器2(31)。
2)当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度大于等于第一预设温度,电池区域1的温度也大于等于第一预设温度的情形下,通过图2中的调节阀开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在有存在冷却后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中的和控温液体也存在冷却后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1和换热器2(31)对应的电池区域2同时被降温。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24后分为两路,分别流经换热器1(30)和换热器2(31)。
可选地,在本申请实施例中,上述电池中的目标电池区域所在区域与上述第一换热器的所在区域相对应,在上述目标电池区域的温度高于第一预设温度的情况下且上述目标电池区域以外的电池区域处于目标温度的情况下,上述第一换热器的调节阀调节上述第一换热器的换热支路的控温液体流量至第一控温液体流量且保持上述第一换热器的调节阀关闭,使得上述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度,上述目标温度高于上述第二预设温度且低于上述第一预设温度。
示例性的,上述目标温度和目标电池区域的描述可以参照前述描述,此处不再赘述。
可以理解的是,如图3所示,在图3中的电池温度调节装置需要降温时,其需要利用空调系统的制冷模式,也即通过空调系统的制冷剂完成对控温液体的降温。具体的,在图2和图3中,气态低压制冷剂经过压缩机21转化为气态高压制冷剂,再经过环境换热器28释放热量并转化为液态高压制冷剂。液态高压制冷剂经过膨胀阀(7)转化为液态低压制冷剂后分为两路,分别经过乘员舱空调系统换热器23和板式换热器24吸收热量并转化为气态低压制冷剂。气态低压制冷剂经过电磁四通换向阀22回到压缩机21。
下面对于图3中的不同的情形做出如下描述:
1)当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度大于等于第一预设温度,电池区域1的温度小于等于第二预设温度的情形下,通过图3中的调节阀关闭电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的温液体调节线路将不再有控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中存在冷却后的控温液体将以最大流量流动。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24和换热器2(31)。
2)当目标电池区域为电池区域1和电池区域2,电池区域2的温度大于等于第一预设温度,电池区域1的温度也大于等于第一预设温度的情形下,通过图3中的调节阀开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在有冷却后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中的和控温液体也存在冷却后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1和换热器2(31)对应的电池区域2同时被降温。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24后分为两路,分别流经换热器1(30)和换热器2(31)。
3)当目标电池区域为电池区域1,且电池区域1的温度小于,电池区域2的温度大于等于第一预设温度的情形下,通过图3中的调节阀开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,同时利用调节阀(32)关闭电池区域2对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的温液体调节线路将存在冷却后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中的控温液体不再冷却后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1升温,同时换热器2对应的电池区域2被降温。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24和换热器1(30)。
可选地,在本申请实施例中,上述装置还包括第一加热器,上述控温液体输出设备与所述第一加热器串联设置。
可选地,在上述电池温度调节装置中,上述电池调节温度装置不仅可以对电池进行降温,还可以对电池进行升温。示例性的,在获取目标电池区域的温度后,且上述目标电池区域的温度低于第二预设温度的情况下,控制上述调节阀的开度至第二目标开度使上述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度。
示例性的,上述目标温度高于上述第二预设温度且低于上述第一预设温度,上述第一预设温度大于上述第二预设温度,上述目标电池区域为所述多个电池区域中的任一电池区域。
示例性的,通过控温液体流量控制器控制上述调节阀的开合状态为第二目标开度,从而使得所述调节阀调节所述目标电池区域对应的目标换热器的换热支路的控温液体流量至目标控温液体流量,使得所述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度,所述目标换热器中的控温液体为经过加热器加热的控温液体。
示例性的,上述目标温度、目标电池区域可以参照前述描述,此处不再赘述。
可以理解的是,上述加热器为上述多个换热器共同使用的加热器。
也即,在加热器开启后,每个换热器中流通的控温液体温度相同。
进一步的,在本申请实施例中,在加热器开启,需要启动加热电池过程的情形下,空调系统应当关闭。如图2和图3所示,在图2和图3中的电池温度调节装置处于加热模式的情形下,电子膨胀阀2关闭,使得制冷剂与冷却液之间没有热量交换,使得控温液体不再经过乘员舱空调系统换热器,仅在电池区域的换热器1(30)和/或换热器2(31)处流动,也即加热模式下的电池温度调节装置与空调的制热/制冷模式均互不干涉。
可以理解的是,调节阀32的数量小于换热器数量和调节阀32的数量等于换热器数量的情况下,换热器为电池换热的方式存在一定区别,下面对这两种情形分别对进行描述。
一、调节阀32的数量与换热器数量不同的情况下
1)如图2所示,当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度低于第二预设温度,电池区域1的温度大于等于第二预设温度的情形下,通过控温液体流量控制器控制图2中的调节阀(32)的开合状态为第二目标开度,也即关闭电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路。在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将不再有控温液体流动,电池区域2的加热器(40)对控温液体进行加热,且电池区域2对应的换热器2(31)中存在加热后的控温液体将以最大流量流动,也即仅有电池区域2被加热。具体的,泵体29驱动控温液体流经加热器(40)和换热器2(31)。
2)如图2所示,当目标电池区域为电池区域1和电池区域2,电池区域2的温度低于第二预设温度,电池区域1的温度也小于第二预设温度的情形下,通过图2中的调节阀开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路。在此情形下,加热器(40)对控温液体进行加热,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在加热后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2中也具有加热后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1和换热器2(31)对应的电池区域2同时被加热,流动的控温液体温度相同。具体的,调节阀(32)开,此时换热器1(30)开启,换热器2(31)开启,泵体29驱动控温液体分为两路,换热器1(30)和换热器2(31)。
二、调节阀32的数量与换热器数量相同的情况下
1)如图3所示,当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度低于第二预设温度,电池区域1的温度大于等于第二预设温度的情形下,通过控温液体流量控制器调节图3中的调节阀(32)的开合状态为第二目标开度,也即关闭电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路。在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将不再有控温液体流动,电池区域2的加热器2(13)对控温液体进行加热,且电池区域2对应的换热器2(31)中存在加热后的控温液体将以最大流量流动,也即仅有电池区域2被加热。具体的,泵体29驱动控温液体流经加热器(40)和换热器2(31)。
2)如图3所示,当目标电池区域为电池区域1和电池区域2,电池区域2的温度低于第二预设温度,电池区域1的温度也小于第二预设温度的情形下,通过图3中的调节阀(32)开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路。在此情形下,加热器(40)对控温液体进行加热,电池区域1对应的换热器1的换热支路将存在加热后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中也具有加热后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1和换热器2(31)对应的电池区域2同时被加热,流动的控温液体温度相同。具体的,调节阀(32)开,此时换热器1(30)开启,换热器2(31)开启,泵体29驱动控温液体分为两路,分别同时流经换热器1(30)和换热器2(31)。
3)当目标电池区域为电池区域1,电池区域1的温度低于第二预设温度,电池区域2的温度大于第二预设温度的情形下,通过图3中的调节阀(32)开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,同时通过调节阀(32)关闭电池区域2对应的换热器2(31)的换热支路。在此情形下,加热器(40)对控温液体进行加热。则电池区域1对应的换热器1(30)的温液体调节线路将存在的加热后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中的和控温液体不存在加热后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1被单独加热。具体的,此时换热器1(30)开启,换热器2(31)关闭,泵体29驱动控温液体流经加热器(40)后,换热器1(30)。
可选地,在本申请实施例中,上述装置还包括:第二加热器和第三换热器。
所述第二加热器设置于所述第一换热支路中,以调节第一换热支路中控温液体的温度。
所述第三加热器设置于所述第一换热支路中,以调节第二换热支路中控温液体的温度。
可以理解的是,上述加热器的数量可以与上述换热器的数量相一致。
示例性的,上述第二加热器设置在上述第一换热器第一换热支路中,上述第三加热器设置在上述第二换热器第一换热支路中。
进一步的,上述第二加热器用于调节上述第一换热器对应的第一换热支路的控温液体温度;上述第三加热器用于调节上述第二换热器对应的第二换热支路的控温液体温度。
可以理解的是,对于需要加热的电池区域而言,不同的电池区域需要加热的温度是不同的,因此,可以为不同换热器对应的换热支路中均设置各自对应的加热器,根据不同换热器对应的电池区域的实际温度,确定换热器对应的加热器需要加热的程度,也即确定加热器需要加热温度,使得不同的电池区域可以通过不同的温度加热。
示例性的,上述第二加热器和第三加热器可以通过三通阀设置在相对应的换热器的换热支路中。
如图4和图5所示,加热器1(41)通过三通阀1(51)并联设置在换热器1(30)的换热支路中;加热器2(42)通过三通阀2(52)并联设置在换热器2(31)的换热支路中。
示例性的,上述不同的加热器的加热功率可以自主调节,也即不同加热器的功率可以相同,也可以不同。
进一步的,上述加热器的功率与该加热器对应的换热器所控制的电池区域的温度相关。
在一种示例中,当加热器的功率与该加热器对应的换热器所控制的电池区域的温度略微低于目标温度的情况下,加热器的功率可以较小;加热器的功率与该加热器对应的换热器所控制的电池区域的温度低于目标温度过多的情况下,加热器的功率可以较大。
示例性的,对于每个换热器均配备有相应的加热器,也即加热器的数量与换热器的数量相同的电池温度调节装置而言,该电池温度调节装置可以具备与换热器数量相同的调节阀,也可以具备数量小于换热器数量的调节阀。
下面将对这两种情形的调节过程进行简要介绍。
如图4所示,图4中,该电池温度调节装置具备数量小于换热器数量的调节阀,同时加热器的数量与换热器的数量相同。则调节阀(32)与换热器1(30)串联,设置在换热器1(30)对应的换热支路上,调节阀1(32)开则换热器1(30)开启,换热器2(31)始终开启。三通阀(50)指向板式换热器24、三通阀1(51)指向换热器1(30)、三通阀2(52)指向换热器2(31)为冷却回路。三通阀(50)指向双加热器的分流入口,三通阀1(51)指向换热器1的加热器1(41)(也即第二加热器),三通阀2(52)指向换热器2(31)的加热器2(42)(也即第三加热器)为加热回路。
如图5所示,图5中,该电池温度调节装置具备数量等于换热器数量的调节阀,同时加热器的数量与换热器的数量相同。如前述内容所述,调节阀(32)布置于换热器1(30)和换热器2(31)交汇处,调节阀(32)可以同时控制换热器1(30)和换热器2(31)所在换热支路的流量开度。当换热器1(30) 换热支路的流量开度增加时,换热器2(11)换热支路的流量开度减少,当换热器1(30) 换热支路的流量开度减少时,换热器2(31)换热支路的流量开度增加,可以实现换热器1(30)的换热支路或者换热器2(31)换热支路的完全关闭,不再具有流量。相应的,三通阀(50)指向板式换热器24、三通阀1(51)指向换热器1(30)、三通阀2(52)指向换热器2(31)为冷却回路。三通阀(50)指向双加热器的分流入口,三通阀1(51)指向换热器1的加热器1(41)(也即第二加热器),三通阀2(52)指向换热器2(31)的加热器2(42)(也即第三加热器)为加热回路。
可以理解的是,如前述内容所述,每个换热器对应的换热支路的加热功率可根据换热器对应的电池区域温度的需要自动调整,当换热器对应的换热支路通过调节阀关闭时,加热功率为零。
如此,可以在保证电池处于最合适温度的情形下,还能够尽可能的减少不同电池之间的温差,同时节约加热器耗费的能源。
可选地,在本申请实施例中,在获取目标电池区域的温度且上述目标电池区域的温度低于第二预设温度的情况下,上述目标电池区域的目标换热器对应的目标加热器将上述目标换热器的换热支路的控温液体温度加热至目标控温液体温度,并通过上述调节阀调节上述目标电池区域对应的目标换热器的换热支路的控温液体流量至目标控温液体流量,使得上述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度,上述目标温度高于所述第二预设温度且低于上述第一预设温度。
示例性的,上述目标温度和上述目标电池区域的描述可以参照前述描述,此处不作赘述。
如图4和图5所示,图4和图5用于展示多个加热器情形下,电池温度调节装置的结构示意图,其中,图4中包括的调节阀数量小于换热器数量,图5中包括的调节阀数量等于换热器数量。
可以理解的是,有前述内容可知,对于本申请实施例中的包括多个加热器的电池温度调节装置而言,可以包括小于换热器数量的调节阀,也可以包括等于小于换热器数量的调节阀。
下面将对这两种调节阀下的不同调节方式做出如下说明,在下述内容包括多个加热器的电池温度调节装置的示例中,为了表征加热器的作用,均通过电池温度调节装置的液热过程进行说明:
在图4和图5的加热模式下,电子膨胀阀2(25)关闭,使得制冷剂与冷却液之间没有热量交换,使得控温液体不再经过乘员舱空调系统换热器,仅在电池区域的换热器1(30)和/或换热器2(31)处流动,也即加热模式下的电池温度调节装置与空调的制热/制冷模式均互不干涉。
一、电池温度调节装置的调节阀数量小于换热器数量
1)当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度低于第二预设温度,电池区域1的温度大于等于第二预设温度的情形下,通过图4中的调节阀关闭电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路。在此情形下,电池区域1的加热器1不加热且电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将不再有控温液体流动,同时,电池区域2的加热器2(42)对控温液体进行加热,且电池区域2对应的换热器2(31)中存在加热后的控温液体将以最大流量流动,也即仅有电池区域2被加热。具体的,泵体29驱动冷却液流经加热器2(42)和换热器2(31)。
2)当目标电池区域为电池区域1和电池区域2,电池区域2的温度低于第二预设温度,电池区域1的温度也小于第二预设温度的情形下,通过图4中的调节阀开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路。在此情形下,电池区域1的加热器1加热,且电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在加热后的控温液体流动,同时电池区域2的加热器2(42)也加热,电池区域2对应的换热器2(31)中也存在加热后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1(30)和换热器2(31)对应的电池区域2同时被加热,流动的控温液体温度可以相同,也可以不相同。具体的,调节阀(32)开,此时换热器1(30)开启,换热器2(31)开启,水泵(9)驱动冷却液分为两路,分别同时流经加热器1(41)、换热器1(30)和加热器2(42)、换热器2(31)。
二、电池温度调节装置的调节阀数量等于换热器数量
1)当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度低于第二预设温度,电池区域1的温度大于等于第二预设温度的情形下,通过图5中的调节阀(32)关闭电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,同时通过调节阀(32)打开电池区域2对应的换热器2(31)的换热支路。在此情形下,电池区域1的加热器1(41)不加热且电池区域1对应的换热器1的换热支路将不再有控温液体流动,同时,电池区域2的加热器2(42)对控温液体进行加热,且电池区域2对应的换热器2(31)中存在加热后的控温液体将以最大流量流动,也即仅有电池区域2被加热。具体的,泵体29驱动冷却液流经加热器2(42)和换热器2(31)。
2)当目标电池区域为电池区域1和电池区域2,电池区域2的温度低于第二预设温度,电池区域1的温度也小于第二预设温度的情形下,通过图5中的调节阀开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,同时通过调节阀开启电池区域2对应的换热器2(31)的换热支路。在此情形下,电池区域1的加热器1加热,且电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在加热后的控温液体流动,同时电池区域2的加热器2也加热,电池区域2对应的换热器2(31)中的和控温液体也存在加热后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1和换热器2(31)对应的电池区域2同时被加热。具体的,调节阀(32)开,此时换热器1(30)开启,换热器2(31)开启,水泵(9)驱动冷却液分为两路,分别同时流经加热器1(41)、换热器1(30)和加热器2(42)、换热器2(31)。
(3)当目标电池区域为电池区域1,电池区域1的温度低于第二预设温度,电池区域2的温度大于第二预设温度的情形下,通过图5中的调节阀(32)开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,同时通过调节阀关闭电池区域2对应的换热器2(31)的换热支路。在此情形下,电池区域1的加热器1加热,且电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在加热后的控温液体流动,同时电池区域2的加热器2不加热,同时电池区域2对应的换热器2(31)中的和控温液体不存在加热后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1被单独加热。具体的,此时换热器1(30)开启,换热器2(31)关闭,泵体29驱动冷却液流经加热器1(41)后,流经换热器1(30)。
可选地,在本申请实施例中,上述图4和图5中具备多个加热器的电池温度调节装置也具备降温功能。示例性的,在获取目标电池区域的温度且所述目标电池区域的温度高于第一预设温度的情况下,关闭上述多个加热器并通过上述调节阀调节上述目标电池区域对应的目标换热器的换热支路的控温液体流量至目标控温液体流量,使得上述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度,上述目标温度高于上述第二预设温度且低于上述第一预设温度。
示例性的,上述目标温度可以参照前述描述,此处不再赘述。
示例性的,在图4和图5中,气态低压制冷剂经过压缩机21转化为气态高压制冷剂,再经过环境换热器28释放热量并转化为液态高压制冷剂。液态高压制冷剂经过膨胀阀27转化为液态低压制冷剂后分为两路,分别经过乘员舱空调系统换热器23和板式换热器24吸收热量并转化为气态低压制冷剂。气态低压制冷剂经过电磁四通换向阀22回到压缩机21。
进一步的,可以分为调节阀的数量小于换热器的数量或者调节阀的数量等于换热器的数量。
一、调节阀的数量小于换热器的数量
1)当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度大于等于第一预设温度,电池区域1的温度小于等于第二预设温度的情形下,通过图4中的调节阀(32)关闭电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的温液体调节线路将不再有控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中存在冷却后的控温液体将以最大流量流动。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器(4)和换热器2(31)。
2)当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度大于等于第一预设温度,电池区域1的温度也大于等于第一预设温度的情形下,通过图4中的调节阀开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在有存在冷却后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中的和控温液体也存在冷却后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1和换热器2(31)对应的电池区域2同时被降温。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24后分为两路,分别流经换热器1(30)和换热器2(31)。
二、调节阀的数量等于换热器的数量
1)当目标电池区域为电池区域2,且电池区域2的温度大于等于第一预设温度,电池区域1的温度小于等于第二预设温度的情形下,通过图5中的调节阀(32)关闭电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将不再有控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中存在冷却后的控温液体将以最大流量流动。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24和换热器2(31)。
2)当目标电池区域为电池区域1和电池区域2,电池区域2的温度大于等于第一预设温度,电池区域1的温度也大于等于第一预设温度的情形下,通过图5中的调节阀(32)开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在有冷却后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中的和控温液体也存在冷却后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1和换热器2(31)对应的电池区域2同时被降温。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24后分为两路,分别流经换热器1(30)和换热器2(31)。
3)当目标电池区域为电池区域1,且电池区域1的温度小于,电池区域2的温度大于等于第一预设温度的情形下,通过图5中的调节阀(32)开启电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路,同时利用调节阀(32)关闭电池区域2对应的换热器1的换热支路,由前述内容可知,在此情形下,电池区域1对应的换热器1(30)的换热支路将存在冷却后的控温液体流动,同时电池区域2对应的换热器2(31)中的控温液体不再冷却后的控温液体流动,换热器1(30)对应的电池区域1升温,同时换热器2(31)对应的电池区域2被降温。具体的,泵体29驱动冷却液流经板式换热器24和换热器1(30)。
本申请一个实施例还提供一种电池系统,该电池系统包括前述电池温度调节装置。
上述电池系统包括第一电池区域和第二电池区域,上述第一电池区域与上述第一换热支路对应设置,上述第二电池区域与上述第二换热支路对应设置。
在一种可能的实施例中,所述第一电池区域温度变化幅度小于所述第二电池区域的温度变化幅度。
本申请中,电池系统包括电池温度调节装置,该电池温度调节装置包括至少一个第一换热支路与至少一个第二换热支路(上述第一换热支路和第二换热支路并联连接且每个第一换热支路和每个第二换热支路均适于与一电池区域对应设置)。其中,第一换热支路包括串联设置的调节阀和至少一个换热器,第二换热支路包括至少一个第二换热器,第一换热器与第二换热器适于容纳控温液体并通过控温液体与对应的电池区域进行换热。如此,通过在多个换热支路上设置多个换热器以及与多个换热器中一个或者多个换热器相对应的调节阀,使得不同的电池区域可以通过不同的换热器利用控温液体进行温度调节,提高调节温度的效率。从而在电池的不同电池区域的温度不同的情况下,能够对不同的电池区域进行温度调节,使得不同电池区域的温度差大幅度减小,保证电池温度的均一性。
本申请实施例提供一种温度调节装置,所述温度调节装置包括所述前述电池温度调节装置,所述电池温度调节装置还包括外置换热回路,所述外置换热回路包括空调系统换热器,所述空调系统换热器适于与驾驶舱区域对应设置,并与第三换热器串联设置。
示例性的,上述电池温度调节装置为驾驶工具(例如车辆)中用于调节电池的装置,而驾驶工具中往往还具有其他结构,例如,空调,因此,本申请实施例中的温度调节装置还可以包括具有空调系统换热器的外置换热回路。
如图2至图5所示,在图2至图5中为车辆的温度调节装置。该温度调节装置包括乘员舱空调系统换热器3,该乘员舱空调系统换热器3与驾驶舱区域相对应,并与板式换热器24(也即第三换热器)串联设置。
可选地,在本申请实施例中,上述外置换热回路还设置有第一膨胀阀和第二膨胀阀,上述第一膨胀阀和上述第二膨胀阀并联设置。
示例性的,上述第一膨胀阀与上述空调系统换热器串联设置,上述第二膨胀阀与上述第三换热器串联设置。
示例性的,第一膨胀阀用于控制空调系统换热器中制冷剂的流量。
进一步的,第一膨胀阀可以控制液态制冷剂进入空调系统换热器所在换热回路的流量,进而控制空调系统换热器控制的温度。
示例性的,第二膨胀阀用于控制电池温度调节装置中的换热器(也即上述第一换热器和第二换热器)中制冷剂的流量。
进一步的,第二膨胀阀可以控制液态制冷剂进入控制电池温度调节装置中的换热器所在换热支路的流量,进而控制电池温度调节控制的温度。
需要说明的是,上述第一膨胀阀和上述第二膨胀阀在降温模式下使用。
如图2至图5所示,液态制冷剂在外置换热回路后分别进入第一膨胀阀(25)和第二膨胀阀(26)中,分别经过乘员舱空调系统换热器23和板式换热器24吸收热量并转化为气态低压制冷剂。
可选地,在本申请实施例中,上述电池温度调节装置还包括环境换热回路,上述环境换热回路包括第三膨胀阀和/或第四换热器,上述第四换热器设置在上述第三膨胀阀和上述电池温度调节装置的压缩机之间,适于与上述车体环境区域对应设置。
示例性的,上述压缩机,与上述第三膨胀阀和/或上述第四换热器串联设置。
需要说明的是,上述第三膨胀阀在降温模式下使用。
示例性的,上述第四换热器可以为环境换热器。可以理解的是,该温度调节装置还可以用于调节除了电池所在区域以及驾驶舱所在区域以外的其他区域的温度。
可选地,在本申请实施例中,在上述电池温度调节装置包括第三膨胀阀的情况下,上述第三膨胀阀与并联设置的上述第一膨胀阀和上述第二膨胀阀串联设置。
如图2至图5所示,在处于降温模式的情况下,气态低压制冷剂经过压缩机21转化为气态高压制冷剂,再经过环境换热器28释放热量并转化为液态高压制冷剂。液态高压制冷剂经过膨胀阀27转化为液态低压制冷剂后分为两路,分别经过乘员舱空调系统换热器23和板式换热器24吸收热量并转化为气态低压制冷剂。气态低压制冷剂经过电磁四通换向阀22回到压缩机21。
应当理解,电池温度调节装置中记载的诸单元与附图中描述的方法中的各个步骤相对应。由此,上文针对方法描述的操作和特征同样适用于电池温度调节装置及其中包含的单元,在此不再赘述。电池温度调节装置可以预先实现在计算机设备的浏览器或其他安全应用中,也可以通过下载等方式而加载到计算机设备的浏览器或其安全应用中。电池温度调节装置中的相应单元可以与计算机设备中的单元相互配合以实现本申请实施例的方案。
在上文详细描述中提及的若干模块或者单元,这种划分并非强制性的。实际上,根据本公开的实施方式,上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之,上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
需要说明的是,本申请实施例的电池温度调节装置中未披露的细节,请参照本申请上述实施例中所披露的细节,这里不再赘述。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的公开范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (16)
1.一种电池温度调节装置,其特征在于,所述装置包括:至少一个第一换热支路与至少一个第二换热支路,所述第一换热支路与所述第二换热支路并联连接,且每一所述第一换热支路和每一所述第二换热支路均适于与一电池区域对应设置;
所述第一换热支路包括串联设置有调节阀与至少一个第一换热器,所述第二换热支路包括至少一个第二换热器,其中,所述第一换热器与所述第二换热器适于容纳控温液体并通过控温液体与对应的电池区域进行换热。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:控温液体流量控制器;
所述控温液体流量控制器,用于控制所述调节阀的开合状态并控制所述第一换热器对应的控温液体流量。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电池温度调节装置还包括换热主路,所述第一换热支路与第二换热支路并联连接至所述换热主路,其中,所述换热主路设置有控温液体输出设备。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述换热主路还设置有第三换热器,所述第三换热器适于与外置换热回路进行换热,以调节所述主路内的温控液体。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的装置,其特征在于,所述第一换热器对应的电池区域的温度变化幅度小于所述第二换热器的对应的电池区域的温度变化幅度。
6.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述控温液体流量控制器,具体用于:获取目标电池区域的温度,并在所述目标电池区域的温度高于第一预设温度的情况下,控制所述调节阀的开度至第一目标开度,以使所述目标电池区域在的温度在预定时长内切换至目标温度;
所述目标温度高于第二预设温度且低于所述第一预设温度,所述第一预设温度大于所述第二预设温度,所述目标电池区域为所述多个电池区域中的任一电池区域。
7.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述装置还包括第一加热器,所述控温液体输出设备与所述第一加热器串联设置。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述控温液体流量控制器,具体用于:获取目标电池区域的温度,并在所述目标电池区域的温度低于第二预设温度的情况下,控制所述调节阀的开度至第二目标开度使所述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度,所述目标温度高于所述第二预设温度且低于第一预设温度,所述第一预设温度大于所述第二预设温度,所述目标电池区域为所述多个电池区域中的任一电池区域。
9.根据权利要求1至4任一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:第二加热器和第三换热器;
所述第二加热器设置于所述第一换热支路中,以调节第一换热支路中控温液体的温度;
第三加热器设置于所述第一换热支路中,以调节第二换热支路中控温液体的温度。
10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述控温液体流量控制器,具体用于:获取目标电池区域的温度,并在所述目标电池区域的温度低于第二预设温度的情况下,所述目标电池区域的目标换热器对应的目标加热器将所述目标换热器的换热支路的控温液体温度加热至目标控温液体温度,并通过所述调节阀调节所述目标电池区域的对应的目标换热器的换热支路的控温液体流量至目标控温液体流量,使得所述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度,所述目标温度高于所述第二预设温度且低于第一预设温度;或
所述控温液体流量控制器,具体用于:获取目标电池区域的温度,并在所述目标电池区域的温度高于第一预设温度的情况下,关闭所述多个加热器并通过所述调节阀调节所述目标电池区域的对应的目标换热器的换热支路的控温液体流量至目标控温液体流量,使得所述目标电池区域的温度在预定时长内调节至目标温度,所述目标温度高于所述第二预设温度且低于所述第一预设温度。
11.一种电池系统,其特征在于,所述电池系统包括所述权利要求1至10任一项所述的电池温度调节装置;
所述电池系统包括第一电池区域和第二电池区域,所述第一电池区域与所述第一换热支路对应设置,所述第二电池区域与所述第二换热支路对应设置。
12.根据权利要求11所述的电池系统,其特征在于,所述第一电池区域温度变化幅度小于所述第二电池区域的温度变化幅度。
13.一种温度调节装置,其特征在于,所述温度调节装置包括所述权利要求1-11任意一项所述的电池温度调节装置,所述电池温度调节装置还包括外置换热回路,所述外置换热回路包括空调系统换热器,所述空调系统换热器适于与驾驶舱区域对应设置,并与第三换热器串联设置。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述外置换热回路还设置有第一膨胀阀和第二膨胀阀,所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀并联设置;
其中,所述第一膨胀阀与所述空调系统换热器串联设置,所述第二膨胀阀与所述第三换热器串联设置。
15.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述电池温度调节装置还包括环境换热回路,所述环境换热回路包括第三膨胀阀和/或第四换热器,所述第四换热器设置在所述第三膨胀阀和所述电池温度调节装置的压缩机之间,适于与车体环境区域对应设置;
所述压缩机与所述第三膨胀阀和/或所述第四换热器串联设置。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,在所述电池温度调节装置包括第三膨胀阀的情况下,所述第三膨胀阀与并联设置的所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀串联设置。
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