本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，特別涉及一種用于新能源汽車的液冷冷卻系統(tǒng)，能夠有效的對(duì)電池進(jìn)行冷卻、提高電池的使用性能和壽命。

背景技術(shù)：

目前，隨著能源消耗的日益緊張和人們環(huán)保意識(shí)(汽車尾氣、PM2.5)的提高，新能源汽車已經(jīng)成為未來汽車的重要發(fā)展方向，其中，電動(dòng)汽車的研究趨進(jìn)成熟，由于其節(jié)能環(huán)保而越來越得到人們的喜愛。在電動(dòng)汽車中，動(dòng)力電池提供驅(qū)動(dòng)的能量，然而由于要保證車的動(dòng)力性能要求，就需要重量和體積均十分龐大的動(dòng)力電池包。該動(dòng)力電池包具有多個(gè)動(dòng)力電池，多個(gè)動(dòng)力電池采用串聯(lián)連接并高壓輸出，出于防水和絕緣的考慮，動(dòng)力電池包通常都會(huì)采用全封閉的防水絕緣結(jié)構(gòu)，這與動(dòng)力電池包的散熱相矛盾，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，在充電時(shí)發(fā)熱量會(huì)更大，因而對(duì)動(dòng)力電池包的冷卻必不可少。

此外，隨著電動(dòng)汽車發(fā)展及商業(yè)化普及，人們對(duì)能為電池包進(jìn)行快速充電的充電站的需求日益渴望，快速充電技術(shù)對(duì)于電動(dòng)汽車的推廣有著至關(guān)重要的意義。實(shí)現(xiàn)快速充電技術(shù)的瓶頸，除了電池材料方面的因素之外，就是大電流、超大電流充電過程中電池包的發(fā)熱問題和充電電纜發(fā)熱的問題。一方面，在快速充電時(shí)，電池包溫度急劇升高，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致熱失控，出現(xiàn)電池燃燒、爆炸等危險(xiǎn)；另一方面，動(dòng)力電池包對(duì)溫度很敏感，電池溫度過高會(huì)導(dǎo)致充不滿電、降低充電效率，電池壽命的縮減等；再有，大電流、超大電流流過電纜時(shí)產(chǎn)生的熱量，將使電纜的溫升達(dá)到難以忍受的程度。因此，對(duì)電動(dòng)汽車在快速充電過程中的電池包、電纜進(jìn)行有效的冷卻、從而使溫度得到控制顯得至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種用于新能源汽車的冷卻系統(tǒng)，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，在充電過程中對(duì)動(dòng)力電池包進(jìn)行冷卻，控制溫度，解決了傳統(tǒng)的動(dòng)力電池的散熱問題，加快了電池充電的同時(shí)提高動(dòng)力電池的使用性能和壽命，安全可靠；同時(shí)，通過對(duì)充電電纜的冷卻，使得電纜的線徑尺寸得以大幅減小，從而超大電流輸電成為可能、并顯著減小了電纜的尺寸。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種新能源汽車的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括電動(dòng)汽車、充電裝置和充電電纜，所述充電電纜用于連接所述充電裝置和所述電動(dòng)汽車；所述電動(dòng)汽車包括動(dòng)力電池裝置、車載空調(diào)裝置和控制裝置；所述充電裝置包括交直流轉(zhuǎn)換裝置和冷卻裝置；所述動(dòng)力電池裝置通過所述控制裝置選擇控制由所述車載空調(diào)裝置或是所述充電裝置中的冷卻裝置提供冷卻液循環(huán)散熱。

優(yōu)選地，所述充電電纜包括電力傳輸倉和信號(hào)傳輸倉，所述電力傳輸倉內(nèi)容納充電電纜電力傳輸線和充電電纜冷卻液傳輸通道，所述冷卻液在所述充電電纜冷卻液傳輸通道內(nèi)輸送，所述充電電纜電力傳輸線浸沒在所述充電電纜冷卻液傳輸通道內(nèi)的所述冷卻液中，所述信號(hào)傳輸倉內(nèi)容納信號(hào)傳輸線。

優(yōu)選地，所述動(dòng)力電池裝置包含多個(gè)電池單元，多個(gè)所述電池單元串聯(lián)連接，多個(gè)所述電池單元全部浸沒在所述動(dòng)力電池裝置的冷卻液中。

優(yōu)選地，所述動(dòng)力電池裝置上設(shè)置有溫度監(jiān)測(cè)裝置。

優(yōu)選地，所述動(dòng)力電池裝置上設(shè)置有冷媒膨脹安全閥。

優(yōu)選地，所述充電裝置的所述交直流轉(zhuǎn)換裝置由所述充電裝置的冷卻裝置提供冷卻液循環(huán)。

優(yōu)選地，所述交直流轉(zhuǎn)換裝置浸沒在所述充電裝置的冷卻裝置所提供冷卻液中。

優(yōu)選地，所述冷卻液為絕緣的制冷劑，如電子氟化液。

優(yōu)選地，所述動(dòng)力電池裝置與所述車載空調(diào)裝置或是所述充電裝置中的冷卻裝置之間設(shè)置有換熱器裝置，所述換熱器裝置通過所述控制裝置選擇控制由所述車載空調(diào)裝置或是所述充電裝置中的冷卻裝置提供冷卻液循環(huán)散熱，所述換熱器裝置再通過所述動(dòng)力電池裝置內(nèi)的冷卻液進(jìn)行循環(huán)散熱。

此外，本發(fā)明還提供了一種使用如上所述的冷卻系統(tǒng)的新能源汽車。

采用本發(fā)明所述的冷卻系統(tǒng)，解決了電動(dòng)汽車在正常行駛過程中以及快速充電過程中電池發(fā)熱的問題，對(duì)電池進(jìn)行有效的冷卻、控制電池溫度，提高動(dòng)力電池的使用性能和壽命；此外還對(duì)易發(fā)熱的充電電纜以及交直流轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行了冷卻，整體上解決了新能源汽車的冷卻問題，縮短了充電時(shí)間，提高了系統(tǒng)的整體運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1顯示了本發(fā)明第一實(shí)施例冷卻系統(tǒng)的組成示意圖。

圖2顯示了本發(fā)明第一實(shí)施例冷卻系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示了本發(fā)明第一實(shí)施例動(dòng)力電池包的功能結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4顯示了本發(fā)明第一實(shí)施例充電電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5顯示了本發(fā)明第二實(shí)施例冷卻系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6顯示了本發(fā)明第二實(shí)施例換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記的說明：1—電動(dòng)汽車、2—充電樁、3—充電電纜、11—?jiǎng)恿﹄姵匕?2—車載空調(diào)系統(tǒng)、13—?jiǎng)恿﹄姵匕穗娏鬏斁€、14—?jiǎng)恿﹄姵匕死鋮s液傳輸管線、15—第一電磁通斷閥、16—第二電磁通斷閥、17—冷卻液膨脹安全閥、18—溫度監(jiān)測(cè)傳感器、21—交直流轉(zhuǎn)換器、22—風(fēng)冷冷卻器、23—充電樁端電力傳輸線、24—充電樁端冷卻液傳輸管線、25—風(fēng)冷風(fēng)扇、26—進(jìn)風(fēng)口、27—排風(fēng)通道、28—顯示屏、29—控制面板、131—充電插座、132—充電插頭、111—電池單元、112—電池包冷卻液入口、113電池包冷卻液出口、31—電力傳輸倉、32—信號(hào)傳輸倉、33—絕緣密封倉壁、34—電纜保護(hù)外層、311—充電電纜電力傳輸線、312—充電電纜冷卻液傳輸通道、321—信號(hào)傳輸線、19—換熱器、191—放熱端、192—吸熱端。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

實(shí)施例一

如圖1-4所示，本發(fā)明的新能源汽車的冷卻系統(tǒng)包括：電動(dòng)汽車1、充電樁2和充電電纜3，電動(dòng)汽車1處設(shè)置有充電插座或插頭131、充電電纜3處設(shè)置有充電插頭或插座132，充電插座或插頭131與充電插頭或插座132相插接，充電樁2通過充電電纜3為電動(dòng)汽車1充電，輸送電能。

如圖2所示，所述電動(dòng)汽車1包括：動(dòng)力電池包11、車載空調(diào)系統(tǒng)12、動(dòng)力電池包端電力傳輸線13、動(dòng)力電池包端冷卻液傳輸管線14、第一電磁通斷閥15、第二電磁通斷閥16、冷卻液膨脹安全閥17、溫度監(jiān)測(cè)傳感器18、充電插座131和控制部(未圖示)。充電插座131和動(dòng)力電池包11之間的動(dòng)力電池包端冷卻液傳輸管線14上設(shè)置有第一電磁通斷閥15，車載空調(diào)系統(tǒng)12與通往動(dòng)力電池包11的動(dòng)力電池包端冷卻液傳輸管線14之間設(shè)置有第二電磁通斷閥16，充電樁2通過動(dòng)力電池包端冷卻液傳輸管線14與車載空調(diào)系統(tǒng)12并聯(lián)向動(dòng)力電池包11提供冷卻液循環(huán)。動(dòng)力電池包11上設(shè)置有冷卻液膨脹安全閥17和溫度監(jiān)測(cè)傳感器18。溫度監(jiān)測(cè)傳感器18、第一電磁通斷閥15和第二電磁通斷閥16均與控制部相連接。

如圖2、3所示，動(dòng)力電池包11為全封閉液冷蓄電池組，包括：全封閉外箱體、多個(gè)電池單元111、冷卻液入口112和冷卻液出口113。所述全封閉外箱體內(nèi)外相通的管路與外箱體之間采用焊接等方式密封，所述多個(gè)電池單元111串聯(lián)浸沒在冷卻液之中，所述電池單元111可以采用鋰蓄電池組等多種電池形式，所述冷卻液通過冷卻液入口112進(jìn)入，通過冷卻液出口113流出，通過液體將電池單元111工作時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走。所述冷卻液可以選用絕緣的電子氟化液或礦物油等。

如圖1、4所示，充電電纜3包括：電力傳輸倉31、信號(hào)傳輸倉32、絕緣密封倉壁33和電纜保護(hù)外層34。電力傳輸倉31內(nèi)容納充電電纜電力傳輸線311和冷卻液傳輸通道312，充電電纜電力傳輸線311浸沒在冷卻液傳輸通道312內(nèi)的冷卻液中，信號(hào)傳輸倉32內(nèi)設(shè)置有信號(hào)傳輸線321。充電電纜電力傳輸線311包括火線、零線和地線，用于電能的輸送；信號(hào)傳輸線321包括充電連接確認(rèn)信號(hào)線和控制確認(rèn)信號(hào)線。電纜保護(hù)外層34包括由低煙阻燃彈性體絕緣材料形成的絕緣層和由低煙阻燃彈性體合成護(hù)套材料形成的護(hù)套層。

如圖1、2所示，充電樁2包括：交直流變換器21、風(fēng)冷冷卻器22、充電樁端電力傳輸線23、充電樁端冷卻液傳輸管線24、風(fēng)冷風(fēng)扇25、進(jìn)風(fēng)口26、排風(fēng)管道27、顯示屏28和控制面板29。所述風(fēng)冷冷卻器22為電動(dòng)汽車1和交直流變換器21提供冷卻液循環(huán)，并在風(fēng)冷冷卻器22處將冷卻液從電動(dòng)汽車1和交直流變換器21處帶來的熱量通過風(fēng)冷進(jìn)行熱交換，風(fēng)冷風(fēng)扇25將風(fēng)冷冷卻器22處交換的熱量通過排風(fēng)管道由排風(fēng)口排出。所述充電樁端冷卻液傳輸管線24向所述充電電纜3中的冷卻液傳輸通道312提供冷卻液循環(huán)。

新能源汽車的冷卻系統(tǒng)的工作過程如下：

在電動(dòng)汽車1正常行使過程中，電動(dòng)汽車1的控制部控制第一電磁通斷閥15斷開、第二電磁通斷閥16接通，車載空調(diào)系統(tǒng)12與動(dòng)力電池包端冷卻液傳輸管線14相聯(lián)通。隨著電動(dòng)汽車1的行使，動(dòng)力電池包11的溫度逐漸上升，當(dāng)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)傳感器18檢測(cè)到動(dòng)力電池包11的溫度達(dá)到警戒溫度(如35℃)時(shí)，控制部控制車載空調(diào)系統(tǒng)12通過動(dòng)力電池包端冷卻液傳輸管線14向動(dòng)力電池包11提供冷卻液循環(huán)，所述冷卻液通過冷卻液入口112流入，冷卻液出口113流出，通過冷卻液的循環(huán)將電池單元111產(chǎn)生的熱量帶走，控制部根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)傳感器18監(jiān)測(cè)到的溫度的高低控制車載空調(diào)系統(tǒng)12所提供的冷卻液的循環(huán)速度，溫度越高，循環(huán)速度越快，熱交換的速度也就越快，從而，將動(dòng)力電池包11的溫度控制在安全工作溫度(如35℃)以下。冷卻液在長時(shí)間的高溫情況下容易發(fā)生膨脹，動(dòng)力電池包11上的冷卻液膨脹安全閥17用于消除這種膨脹給動(dòng)力電池包11帶來的危險(xiǎn)，保障了動(dòng)力電池包11可靠運(yùn)行。

在電動(dòng)汽車1電能不足、需要與充電樁2連接進(jìn)行充電時(shí)，將充電插座/插頭131與充電插頭/插座132相插接，從而，充電電纜3中的充電電纜電力傳輸線311與動(dòng)力電池包端電力傳輸線13相聯(lián)通，冷卻液傳輸通道312與動(dòng)力電池包端冷卻液傳輸管線14相聯(lián)通，與此同時(shí)，電動(dòng)汽車1的控制部控制第一電磁通斷閥16斷開、第二電磁通斷閥15接通。在信號(hào)傳輸線321中的充電連接確認(rèn)信號(hào)線和控制確認(rèn)信號(hào)線確認(rèn)信號(hào)后，充電樁2通過交直流變換器21、充電樁端電力傳輸線23、充電電纜3、動(dòng)力電池包端電力傳輸線13向動(dòng)力電池包11充電；充電樁2的風(fēng)冷冷卻器22通過充電樁端冷卻液傳輸管線24、充電電纜3的冷卻液傳輸通道312、動(dòng)力電池包端冷卻液傳輸管線14向動(dòng)力電池包11提供冷卻液循環(huán)，所述冷卻液通過冷卻液入口112和冷卻液出口113的循環(huán)將電池單元111產(chǎn)生的熱量帶走，交換給風(fēng)冷冷卻器22。這里，在快速充電過程中，不僅電池單元111會(huì)因產(chǎn)生大量的熱量而溫度上升，用于充電的充電電纜3同樣會(huì)因大電流充電產(chǎn)生大量的熱量而溫度上升，導(dǎo)致充電時(shí)間延長以及工作不穩(wěn)定、不安全的危險(xiǎn)，本發(fā)明中，由于充電電纜電力傳輸線311同樣是浸沒在冷卻液傳輸通道312內(nèi)的冷卻液中，可以得到有效的冷卻，從而能夠穩(wěn)定的安全工作。此外，在充電樁處2的直流變換器21同樣面臨著散熱的問題，本發(fā)明中的所述風(fēng)冷冷卻器22還可以為交直流變換器21提供冷卻液循環(huán)，將直流變換器21工作時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走，保障其正常工作。在風(fēng)冷冷卻器22處，風(fēng)冷風(fēng)扇25將風(fēng)冷冷卻器22通過冷卻液從電動(dòng)汽車1、充電電纜3以及交直流變換器21處帶來的熱量通過風(fēng)冷進(jìn)行熱交換，通過排風(fēng)管道排出充電樁。

實(shí)施例二

如圖5-6所示，基本原理與實(shí)施例一相同，與實(shí)施例一的區(qū)別在于：動(dòng)力電池包11不是直接與車載空調(diào)系統(tǒng)12或是充電樁2進(jìn)行熱交換，而是通過換熱器19間接與車載空調(diào)系統(tǒng)12或是充電樁2進(jìn)行熱交換。所述換熱器19包括放熱端191和吸熱端192，所述放熱端191與動(dòng)力電池包11內(nèi)的冷卻液構(gòu)成內(nèi)循環(huán)，所述吸熱端192與車載空調(diào)系統(tǒng)12或是充電樁2內(nèi)的冷卻液構(gòu)成外循環(huán)，兩者在換熱器19處進(jìn)行熱量交換，將電池單元111工作時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走，確保動(dòng)力電池包11在安全工作溫度(如35℃)以下安全穩(wěn)定工作，延長了電池的壽命。

該實(shí)施例二的優(yōu)點(diǎn)在于電動(dòng)汽車1的動(dòng)力電池包11內(nèi)的冷卻液在一個(gè)封閉的空間內(nèi)部循環(huán)，不參與車載空調(diào)系統(tǒng)12或是充電樁2內(nèi)冷卻液循環(huán)，因而無需考慮與不同充電樁的冷卻液兼容性問題，消除了外部冷卻液的兼容性對(duì)動(dòng)力電池包11帶來的損害風(fēng)險(xiǎn)。

最后需要補(bǔ)充說明的是，本發(fā)明中所選用的冷卻液即可以為高沸點(diǎn)制冷劑，也可以為低沸點(diǎn)制冷劑，但必須是絕緣的。如果選用高沸點(diǎn)制冷劑，則動(dòng)力電池包輸入冷流體，輸出熱流體，制冷劑不發(fā)生相變。熱流體在行駛中被空調(diào)系統(tǒng)冷卻，在充電時(shí)被充電樁內(nèi)的冷卻裝置冷卻；如果選用低沸點(diǎn)制冷劑，則冷卻液的沸點(diǎn)低于電池的安全工作溫度。此時(shí)，動(dòng)力電池包內(nèi)輸入的冷流體，制冷劑在電池發(fā)熱后沸騰，發(fā)生相變成為制冷劑蒸汽，輸出氣液混合物，該氣液混合物在行駛時(shí)被空調(diào)系統(tǒng)冷卻，在充電時(shí)被充電樁中的制冷裝置冷卻，重新成為液態(tài)，并輸入動(dòng)力電池包中。

雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。