[發明專利]一種車輛電池組冷媒直冷散熱與加熱裝置及其溫控方法

在審

• 申請號: 201910912245.4
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110581330A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 蘭鳳崇;陳元;陳吉清;李屹罡;駱濟煥
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/633;H01M10/637;H01M10/6556;H01M10/6571;H01M10/663
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡克永

本發明公開了一種車輛電池組冷媒直冷散熱與加熱裝置及其溫控方法；該裝置包括由兩個電子流通閥、集流管、冷卻管以及控溫系統等構成；控溫系統包括控制器、溫度傳感器，PTC加熱器、液體溫度傳感器等構成；PTC加熱器位于冷卻循環回路中冷卻管間有序排布；通過各傳感器檢測電池組溫度信號并發送給電池組控制器，電池組控制器判定是否位于適宜溫度區間，讀取內部控制指令來啟動PTC加熱器提升電池組溫度或者通過冷媒直冷散熱系統降低電池組溫度，保證車輛電池組始終處于適宜溫度區間內，從而提升車輛電池系統工作效率。

技術領域

本發明涉及車輛電池組熱管理領域，尤其涉及一種車輛電池組冷媒直冷散熱與加熱裝置及其溫控方法。

背景技術

電動汽車的電池組需要在適宜的溫度下才能正常高效工作，溫度過高或過低均會影響電池組的循環充放電效率和使用壽命等性能。電池組在充電、放電過程中均會產生大量的熱量，一般電池組會安裝冷卻裝置；同時溫度過低時電池性能會下降，嚴重時會導致無法正常工作，因此需要加裝加熱裝置，兩者相互配合使電池組工作在正常溫度范圍下。

現有技術中加熱與散熱裝置一般獨立存在，加熱裝置采用加熱片產熱，散熱裝置采用水冷式或風冷式。

風冷散熱效率受限，應用逐步減少。

水冷式一般由冷熱交換裝置，水路循環系統，能量消耗大，各部件所占重量與體積較大，不利于電池組輕量化。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種車輛電池組冷媒直冷散熱與加熱裝置及其溫控方法。本裝置巧妙的通過與現有車輛制冷機組有機結合，在保持現有車輛制冷機組正常運轉的情況下，大大提升和優化了電池組熱管理性能；不僅有利于電池組輕量化要求，而且簡化了結構布局，大大提高了資源整合度。

本發明通過下述技術方案實現：

一種車輛電池組冷媒直冷散熱與加熱裝置，包括設置在電池模組1周圍的電池組循環回路裝置、控溫系統；所述電池組循環回路裝置并聯在汽車空調制冷機組的蒸發器兩端；所述電池組循環回路裝置包括第一電子流通閥2、集流管3、冷卻管4、第二電子流通閥5；

所述控溫系統包括：電池組溫度控制器、電池組溫度傳感器，PTC加熱器6、PTC溫度傳感器、液體溫度傳感器；

所述集流管3分為上集流管和下集流管，上集流管和下集流管分別并聯在蒸發器冷媒的入/出口端；上集流管與下集流管位于電池組的外部；在上集流管和下集流管之間并聯連通有多根冷卻管4，每根冷卻管4的管體分別貼附于電池組內部的各電池單體之間；

所述PTC加熱器6為多個，并分布在各電池單體之間；多個PTC溫度傳感器設置于各PTC加熱器6的周圍，用于實時采集PTC加熱器周邊溫度信號；

所述第一電子流通閥2為四個，并分別設置在上集流管和下集流管的進口端和出口端，用于控制集流管3內冷媒流量和速率；所述第二電子流通閥5為多個，并分別設置在各冷卻管4的上端部或者下端部。

所述第二電子流通閥5、電池組溫度傳感器、PTC溫度傳感器、PTC加熱器6、液體溫度傳感器和第一電子流通閥2分別與電池組溫度控制器電連接。

所述電池組溫度傳感器為多個，并分布于電池組的外壁；液體溫度傳感器為多個，并分布于多個冷卻管4的管體外壁。

一種車輛電池組冷媒直冷散熱與加熱方法，其包括如下步驟：

電池組溫度傳感器將實時采集到的電池組各局部的溫度信息，傳遞給電池組溫度控制器，當電池組溫度位于所設定的適宜溫度區間內時，此時，四個第一電子流通閥2均處于關閉狀態，PTC加熱器6處于斷電狀態；