本實用新型涉及一種用于電動汽車和混合動力蓄電池的恒溫系統(tǒng)，特別涉及集成式汽車蓄電池恒溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著節(jié)能環(huán)保汽車的開發(fā)，電動汽車已經(jīng)成為主要的發(fā)展方向。電池是電動汽車的核心部件之一，電池的溫度對電池性能的發(fā)揮具有重要的影響。

電池的溫度高使得電池的活性增加，能量能夠得到更加有效的發(fā)揮，包括電池的充放電平臺、效率、可用容量等。但是電池長時間工作在高溫壞境下電池的壽命會明顯的縮短；如果電池產(chǎn)生的熱量不能有效及時的散去，電池的溫度會持續(xù)增加，會導致電池電壓明顯下降以及金屬溶解等現(xiàn)象，并最終導致內(nèi)部短路和熱失控，影響到車輛安全。

電池的溫度低的時候電池的活性明顯降低，電池的內(nèi)阻、極化電壓增加，實際可用容量減少，電池的放電能力下降，放電平臺低、電池更加容易達到放電截止電壓，表現(xiàn)為電池的可用容量減小，電池的能量利用率下降。

因此，針對電動汽車和混合動力汽車電池組的溫度控制是保證電池性能以及車輛安全的關(guān)鍵。

目前一般的電動汽車電池溫度控制一般使用分散式的控制系統(tǒng)，當電池溫度過高時，使用單獨的空調(diào)制冷給電池組降溫；當電池溫度過低，引用車輛加熱系統(tǒng)中熱水給電池組升溫。分散式控制系統(tǒng)需要單獨給降溫系統(tǒng)以及加熱系統(tǒng)配備單獨的各種管路和控制閥、電磁閥、傳感器，控制器，成本過高；單獨配置空調(diào)，各種管路以及控制閥，傳感器，控制器重量過大，安裝空間要求較高，使得電動車輛空間利用率以及能量效率降低，車輛生產(chǎn)安裝，后期設(shè)備維護復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型的目的是提供一種能夠降低車輛成本、提高車輛空間利用率及能量效率的集成式汽車蓄電池恒溫系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的一種集成式汽車蓄電池恒溫系統(tǒng)，包括電源接口、壓縮機、冷凝器、膨脹閥和板式蒸發(fā)器，所述壓縮機分別與所述板式蒸發(fā)器和冷凝器管路連接，所述膨脹閥分別與所述冷凝器和所述板式蒸發(fā)器管路連接，所述板式蒸發(fā)器里安裝有制冷劑管路和冷凍液管路，以進行換熱，所述電源接口與外接電源連接，向系統(tǒng)供電，還包括：

控制器，用于控制整個系統(tǒng)；

冷凍液溫度傳感器，用于檢測車輛電池組的溫度，并傳送給所述控制器；

冷凍液管路接口，連接車輛的冷凍液管路和車輛電池組外面的水套管路；

恒溫系統(tǒng)水泵，用于使冷凍液經(jīng)過車輛電池組外面的水套和所述板式蒸發(fā)器內(nèi)的冷凍液管路，形成循環(huán)；

當控制器通過所述冷凍液溫度傳感器檢測到所述車輛電池組溫度過高時，啟用制冷系統(tǒng)，制冷劑沿著所述壓縮機、所述冷凝器、所述膨脹閥、所述板式蒸發(fā)器和所述壓縮機進行循環(huán)制冷，冷凍液在所述恒溫系統(tǒng)水泵的動力下，沿著所述恒溫系統(tǒng)水泵、車輛電池組外面的水套、所述板式蒸發(fā)器和所述恒溫系統(tǒng)水泵進行循環(huán)，并在所述板式蒸發(fā)器中與制冷劑換熱，實現(xiàn)降溫，被冷卻的冷凍液被所述恒溫系統(tǒng)水泵送往車輛電池組外面的水套中，從而實現(xiàn)對所述車輛電池組里的電池的快速降溫。

優(yōu)選的，還包括散熱器和三通水閥，所述三通水閥的進口與車輛電池組外面的水套管路連接，兩個出水口分別與所述散熱器和所述板式蒸發(fā)器管路連接。

優(yōu)選的，還包括冷凝風機，其用于加快冷凍液經(jīng)過散熱器時散熱冷卻。

優(yōu)選的，還包括制冷劑溫度傳感器，用于檢測制冷劑溫度。

優(yōu)選的，所述電源接口外接24V直流電源。

優(yōu)選的，還包括干燥瓶，所述干燥瓶與所述冷凝器連接，用于除去制冷劑中的雜質(zhì)和水分。

優(yōu)選的，還包括高壓開關(guān)和低壓開關(guān)，分別用于檢測制冷劑高壓側(cè)的壓力和低壓側(cè)的壓力。

優(yōu)選的，還包括制冷劑充注閥，用于充注制冷劑。

優(yōu)選的，還包括外部溫度傳感器，用于檢測恒溫系統(tǒng)外部環(huán)境空氣溫度。

本實用新型所提供的蓄電池恒溫系統(tǒng)，采用集成式設(shè)計，優(yōu)點在于可以有效降低車輛成本，提高車輛空間利用率以及能量效率，簡化車輛生產(chǎn)安裝流程以及提升后期設(shè)備維護效率。

附圖說明

圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的正面示意圖；

圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的背部示意圖圖；

圖3是本實用新型優(yōu)選實施例的立體圖示意圖；

圖4是電池溫度在正常范圍時冷凍液的流向示意圖；

圖5是電池溫度偏低時冷凍液的流向示意圖；

圖6是電池溫度稍高于其最佳工作溫度時冷凍液的流向示意圖；

圖7是電池溫度偏高時冷凍液的流向示意圖；

圖8是電池溫度過高時冷凍液和制冷劑的流向示意圖。

其中，

1、電源接口；2、壓縮機；3、冷凝器；4、膨脹閥；5、板式蒸發(fā)器；6、控制器；7、冷凍液溫度傳感器；8、車輛電池組；9、冷凍液管路接口；10、恒溫系統(tǒng)水泵；11、散熱器；12、恒溫系統(tǒng)三通水閥；13、冷凝風機；14、制冷劑溫度傳感器；15、干燥瓶；16、高壓開關(guān)；17、低壓開關(guān)；18、制冷劑充注閥；19、車輛水泵；20、車輛加熱器；21、車輛三通水閥；22、車輛散熱器；23、車輛二通水閥。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型所提供的一種集成式汽車蓄電池恒溫系統(tǒng)，包括電源接口1、壓縮機2、冷凝器3、膨脹閥4和板式蒸發(fā)器5，所述壓縮機2分別與所述板式蒸發(fā)器5和冷凝器3管路連接，所述膨脹閥4分別與所述冷凝器3和所述板式蒸發(fā)器5管路連接，所述板式蒸發(fā)器5里安裝有制冷劑管路和冷凍液管路，以進行換熱，所述電源接口1與外接電源連接，向系統(tǒng)供電，還包括：控制器6，用于控制整個系統(tǒng)；冷凍液溫度傳感器7，用于檢測車輛電池組8的溫度，并傳送給所述控制器6；冷凍液管路接口9，連接車輛的冷凍液管路和車輛電池組8外面的水套管路；恒溫系統(tǒng)水泵10，用于使冷凍液經(jīng)過車輛電池組外面的水套和所述板式蒸發(fā)器內(nèi)的冷凍液管路，形成循環(huán)；當控制器6通過所述冷凍液溫度傳感器7檢測到電池溫度過高時，啟用制冷系統(tǒng)，制冷劑沿著所述壓縮機2、所述冷凝器3、所述膨脹閥4、所述板式蒸發(fā)器5和所述壓縮機2進行循環(huán)制冷，冷凍液在所述恒溫系統(tǒng)水泵10的動力下，沿著所述恒溫系統(tǒng)水泵10、車輛電池組8外面的水套、所述板式蒸發(fā)器5和所述恒溫系統(tǒng)水泵10進行循環(huán)，并在所述板式蒸發(fā)器5中與制冷劑換熱，實現(xiàn)降溫，被冷卻的冷凍液被所述恒溫系統(tǒng)水泵10送往車輛電池組8外面的水套中，從而實現(xiàn)對電池的快速降溫。

所述電源接口1外接24V直流電源，這里的24V直流電源可以由直流發(fā)電機提供，發(fā)電機可以是24V直流無電瓶發(fā)電機，或者為車輛發(fā)動機自帶的DC24V有電瓶發(fā)電機。當然，也可以直接外接220V或400V市電，再通過AC/DC電源模塊將市電電源源整流成24V直流電源給恒溫系統(tǒng)使用。

所述壓縮機2為24V直流PWM高效壓縮機，冷凝器3為平行流冷凝器，與膨脹閥4和板式蒸發(fā)器5進行管路連接，形成一個基本的空調(diào)制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。當然，與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)制冷結(jié)構(gòu)不同的是，所述板式蒸發(fā)器里安裝有制冷劑管路和冷凍液管路，以進行換熱，通過降低冷凍液的溫度，來間接降低電池組的溫度，這也是本實用新型的基本原理。

控制器6通過控制線路來控制整個系統(tǒng)，控制各個部件的開關(guān)，控制器安裝在控制器安裝盒上，用于支撐控制器并防止控制器與外界碰擦。

冷凍液溫度傳感器7是本實用新型的一個關(guān)鍵部件，用于檢測車輛電池組8的溫度，并傳送給所述控制器6，通過傳感器線束與控制系統(tǒng)連接，傳感器通常放置在冷凍液管路內(nèi)，也可以與冷凍液管路的外壁接觸，以檢測冷凍液的溫度。

冷凍液管路接口9，連接車輛的冷凍液管路和車輛電池組外面的水套管路，這個冷凍液管路接口也是恒溫系統(tǒng)與車輛之間的之間接口，獨立的恒溫系統(tǒng)通過這個接口與車輛連接。

恒溫系統(tǒng)水泵10，用于使冷凍液經(jīng)過車輛電池組外面的水套和所述板式蒸發(fā)器內(nèi)的冷凍液管路，形成循環(huán)，水泵也是本系統(tǒng)的核心部件，通過水泵使冷凍液在管路內(nèi)持續(xù)循環(huán)流動，在板式蒸發(fā)器5里與制冷劑進行換熱后，再與電池組進行換熱，從而降低電池組的溫度。

優(yōu)選地，還包括散熱器11和恒溫系統(tǒng)三通水閥12，所述恒溫系統(tǒng)三通水閥12的進口與車輛電池組8外面的水套管路連接，兩個出水口分別與所述散熱器11和所述板式蒸發(fā)器5管路連接。控制器控制三通水閥的通斷，散熱器里安裝有管路，以便使冷凍液通過。

有利地，還包括冷凝風機13，其用于加快冷凍液經(jīng)過散熱器11時散熱冷卻。冷凝風機13與散熱器11配合使用，采用24V直流冷凝風機。

還包括制冷劑溫度傳感器14，用于檢測制冷劑溫度，傳感器通常放置在制冷劑管路內(nèi)，也可以與制冷劑管路的外壁接觸，以檢測制冷劑的溫度。同時，還包括外部溫度傳感器，用于檢測恒溫系統(tǒng)外部環(huán)境空氣溫度。

還包括干燥瓶15，所述干燥瓶15與所述冷凝器3連接，用于除去制冷劑中的雜質(zhì)和水分。還包括制冷劑充注閥18，用于充注制冷劑。

優(yōu)選地，還包括高壓開關(guān)16和低壓開關(guān)17，分別用于檢測制冷劑高壓側(cè)的壓力和低壓側(cè)的壓力。當壓力過高或過低時，都發(fā)出信號，以便停止制冷系統(tǒng)運行。

如圖4所示，電池組溫度在一段時間內(nèi)，如果其自身溫度恰好能維持在其最佳工作溫度范圍時，這時無需對電池有任何動作。車輛系統(tǒng)本身處于低溫工況下，冷凍液將沿著車輛水泵19、車輛加熱器20、車輛三通水閥21、車輛散熱器22和車輛水泵19的線路進行循環(huán)流動，實現(xiàn)車內(nèi)加熱功能。

如圖5所示，電池組溫度偏低時，將啟用加熱模式，冷凍液將沿著車輛水泵19、車輛加熱器20、車輛三通水閥21、車輛電池組8、車輛二通水閥23和車輛水泵19的線路進行循環(huán)流動，冷凍液在車輛加熱器20中被加熱，由車輛水泵19送入到車輛電池組8外面的水套中，實現(xiàn)對車輛電池組8的加熱，也就是對組成所述車輛電池組的電池的加熱。

如圖6所示，電池組溫度稍高于其最佳工作溫度時，將啟用自然冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)降溫，冷凍液將沿著恒溫系統(tǒng)水泵10、車輛電池組8、恒溫系統(tǒng)三通水閥12、板式蒸發(fā)器5和恒溫系統(tǒng)水泵10進行循環(huán)流動，冷凍液在整個循環(huán)中實現(xiàn)自然散熱，回到車輛電池組中冷卻電池，從而讓所述電池達到其最適宜的工作溫度。

如圖7所示，電池組溫度偏高，將啟用強制冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)降溫，冷凍液將沿著恒溫系統(tǒng)水泵10、車輛電池組8、恒溫系統(tǒng)三通水閥12、散熱器11和恒溫系統(tǒng)水泵10進行循環(huán)流動，冷凍液在散熱器11中被外界空氣冷卻，從而實現(xiàn)降溫，同時，冷凝風機13與散熱器配合使用，加快冷凍液經(jīng)過散熱器11時散熱冷卻，被冷卻的冷凍液再被恒溫系統(tǒng)水泵10送往的車輛電池組水套中，從而實現(xiàn)對電池組里的電池穩(wěn)步降溫目的。

如圖8所示，當電池溫度過高時，將啟用制冷系統(tǒng)實現(xiàn)降溫，制冷劑沿著壓縮機2、冷凝器3、膨脹閥4、板式蒸發(fā)器5和壓縮機2進行循環(huán)流動，冷凍液將沿著恒溫系統(tǒng)水泵10、車輛電池組8、恒溫系統(tǒng)三通水閥12、板式蒸發(fā)器5和恒溫系統(tǒng)水泵10進行循環(huán)流動，并在板式蒸發(fā)器5中與制冷劑換熱，實現(xiàn)降溫，被冷卻的冷凍液再被恒溫系統(tǒng)水泵10送往車輛電池組8的水套中，從而實現(xiàn)對電池的快速降溫目的。

本實用新型所提供的恒溫系統(tǒng)通過集成設(shè)計，能夠在實現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上，降低機組重量，減少機組安裝空間。通過內(nèi)置控制器以及優(yōu)化的控制邏輯與不同模式的切換，能夠?qū)崿F(xiàn)以最小的能量消耗將電池溫度控制在最佳溫度范圍。

以上詳細描述了本實用新型的優(yōu)選的具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的設(shè)計構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的設(shè)計構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實用新型的范圍之內(nèi)和/或由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。