CN213816251U - 一种独立式电池热管理机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种独立式电池热管理机组，包括外壳以及设置在外壳内的制冷系统、液冷系统、控制器总成、动力驱动模块，控制器总成控制制冷系统、液冷系统运行，动力驱动模块为所述机组提供电源；制冷系统包括通过铜管依次串联接通的压缩机、冷凝器、节流装置、板块换热器，板块换热器中设置有并行的冷媒通道以及液冷通道，冷媒通道串联接入制冷系统；液冷系统包括水泵、板块换热器内的液冷通道，水泵、液冷通道通过液管连通，外壳上设有进液口与出液口，液冷系统通过进液口以及出液口连接外部电池散热器形成液冷回路。本实用新型有效提高电池散热效率，结构紧凑，操作简单，适应性广。

Description

一种独立式电池热管理机组

技术领域

本实用新型涉及电池管理领域，具体涉及一种独立式电池热管理机组。

背景技术

目前，能源的匮乏已引起了世界广泛的注意。电能作为一种清洁环保的可持续能源，广泛应用在各个领域。作为电能的主要储存装置--电池，也得到了广泛应用。在电池的使用过程中，尤其是汽车电池的使用过程中，由于动力电池工作电流大，产热量大，同时电池包处于一个相对封闭的环境，就会导致电池的温度上升，电池散热性能的差异直接影响到电池的性能和使用寿命。因此，研究一款能使电池具有良好的散热性能的系统意义重大。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种独立式电池热管理机组，有效提高电池散热效率，简化电池热管理机组的操作性和安装服务效率，并合理适配市场上不同的电动客车、电动特种车等。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种独立式电池热管理机组，包括外壳以及设置在所述外壳内的制冷系统、液冷系统、控制器总成、动力驱动模块，所述控制器总成控制所述制冷系统、所述液冷系统运行，所述动力驱动模块为所述机组提供电源；所述制冷系统包括通过铜管依次串联接通的压缩机、冷凝器、节流装置、板块换热器，所述板块换热器中设置有并行的冷媒通道以及液冷通道，所述冷媒通道串联接入所述制冷系统；所述液冷系统包括水泵、所述板块换热器内的所述液冷通道，所述水泵、所述液冷通道通过液管连通，所述外壳上设有进液口与出液口，所述液冷系统通过所述进液口以及所述出液口连接外部电池散热器形成液冷回路。

优选地，所述制冷系统中还设有压力开关，所述压力开关设置在所述铜管上，且所述压力开关与所述控制器总成信号连接，用于将所述铜管内的压力数据反馈到所述控制器总成。

优选地，所述外壳上还安装有冷凝风机，所述冷凝风机靠近所述冷凝器设置，所述冷凝风机与所述控制器总成信号连接。

优选地，所述外壳内部设置为并排的第一区以及第二区，所述冷凝风机、所述冷凝器、所述动力驱动模块以及所述控制器总成分层安装在所述第一区，所述压缩机、所述节流装置、所述板块换热器、所述水泵集成在所述第二区。

优选地，所述外壳上设有多个散热孔，所述散热孔设置在所述第一区的侧面。

优选地，所述外壳上设有控制输入接口，所述控制输入接口与所述控制器总成信号连接。

优选地，所述外壳上设有电源输入接口，所述电源输入接口与所述动力驱动模块供电连接。

优选地，所述压缩机上设有冷媒输入口，所述冷媒输入口贯穿所述外壳，且所述冷媒输入口可密封。

优选地，所述外壳上设有把手，所述把手与所述外壳铰接，所述把手可翻转。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型有效提高电池散热效率，将机组集成到外壳内，结构紧凑，简化了电池热管理机组的操作性和安装服务效率，并可通过适配不同的外部电池散热器，合理适配市场上不同的电动客车、电动特种车等。

附图说明

图1为本实用新型立体图；

图2为本实用新型内部结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、外壳，2、压缩机，3、冷凝器，4、节流装置，5、板块换热器，6、控制器总成，7、动力驱动模块，8、水泵，9、压力开关，10、冷凝风机，11、铜管，12、液管，13、散热孔，14、控制输入接口，15、电源输入接口，16、冷媒输入口，17、把手，18、进液口，19、出液口；

A、第一区，B、第二区。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1～2所述的一种独立式电池热管理机组，包括外壳1以及设置在所述外壳1内的制冷系统、液冷系统、控制器总成6、动力驱动模块7，所述控制器总成6控制所述制冷系统、所述液冷系统运行，所述动力驱动模块7为所述机组提供电源；所述制冷系统包括通过铜管11依次串联接通的压缩机2、冷凝器3、节流装置4(相当于膨胀阀)、板块换热器5，所述板块换热器5中设置有并行的冷媒通道以及液冷通道，所述冷媒通道串联接入所述制冷系统；所述液冷系统包括水泵8、所述板块换热器5内的所述液冷通道，所述水泵8、所述液冷通道通过液管12连通，所述外壳1上设有进液口18与出液口19，所述液冷系统通过所述进液口18以及所述出液口19连接外部电池散热器形成液冷回路。

制冷回路中，冷媒在制冷回路中循环进行压缩机2中压缩-冷凝器3中冷凝-节流装置4中膨胀-板块换热器5中蒸发-压缩机2中再压缩……冷凝过程放热，蒸发过程吸热，从而将板块换热器5处的热量转移转移到冷凝器3处进行释放，达到为板块换热器5降温的目的。水泵8、板块换热器5内的液冷通道以及外部的电池散热器通过液管12形成闭合的液冷回路，冷却液在水泵8的驱动下进行循环流动。冷却液可以是冷却水，也可以是冷却油等其他冷却介质。外部的电池散热器与电池包进行热交换，将电池包的热量吸收到冷却液中。升温后的冷却液在流经板块换热器5内的液冷通道时，与板块换热器5内的冷媒通道进行热交换，冷媒在板块换热器5内吸收热量、冷却液在板块换热器5内释放热量进行冷却，通过循环再次到达外部的电池散热器处，再次吸收电池包的热量，如此多次循环，达到为电池包高效降温的目的。

整个热交换过程中，控制器总成6控制压缩机2、水泵8进行运转，动力驱动模块7为整个机组的带电部件提供电源，以维持机组的运转。

本实施例中，如图2所示，所述制冷系统中还设有压力开关9，所述压力开关9设置在所述铜管11上，且所述压力开关9与所述控制器总成6信号连接，用于将所述铜管11内的压力数据反馈到所述控制器总成6。压力开关9全程监控制冷回路中的压力数据并反馈到控制器总成6，防止系统中出现故障导致系统压力过高或过低而损坏压缩机2。比如因为意外撞击导致冷媒泄漏，此时压力过低，压力开关9会断开，从而控制器总成6会关掉压缩机2。

如图1所示，所述外壳1上还安装有冷凝风机10，所述冷凝风机10靠近所述冷凝器3设置，所述冷凝风机10与所述控制器总成6信号连接。冷凝风机10贴近冷凝器3的一面，将冷凝器3释放的热量通过向机组外部吹风的方式吹出，增加冷凝器3的散热效率。

如图2所示，所述外壳1内部设置为并排的第一区A以及第二区B，所述冷凝风机10、所述冷凝器3、所述动力驱动模块7以及所述控制器总成6分层安装在所述第一区A，所述压缩机2、所述节流装置4、所述板块换热器5、所述水泵8集成在所述第二区B。在结构设计上，根据发热量大小将机组的组成部分进行分区设置，将发热较高的冷凝器3、动力驱动模块7以及所述控制器总成6单独分层安装在第一区A，通过冷凝风机10的强排风作用对第一区A内的部件进行强制散热，以达到更佳的散热效果；将其余部件设置在第二区B，冷媒在压缩阶段(压缩机2中)、膨胀阶段(节流装置4中)、蒸发阶段(板块换热器5)均会吸热，而水泵8运转过程产生热量非常小，导致第二区B中的部件温度不会过高。并且由于冷媒蒸发阶段，板块换热器5中冷媒会吸收液冷系统中冷却液的热量，所以流过第二区B的冷却液的温度对第二区B内的温度也不会有太大影响。为了避免冷凝过程中释放的热量影响第二区B的温度、降低制冷系统的制冷效率，还可将第一区A与第二区B之间设置隔板进行隔热。

如图1所示，所述外壳1上设有多个散热孔13，所述散热孔13设置在所述第一区A的侧面。在冷凝风扇产生的吸力下，风从散热孔13进入外壳1内部，带走外壳1的第一区A内的热量并吹出，达到为第一区A强制散热的效果，提高了机体内的散热效率。

优选地，所述外壳1上设有控制输入接口14，所述控制输入接口14与所述控制器总成6信号连接。控制输入接口14连接上位机，操作人员可通过上位机对本机组设置参数以及进行其他控制。

优选地，所述外壳1上设有电源输入接口15，所述电源输入接口15与所述动力驱动模块7供电连接。动力驱动模块7将外部的电源转换为机组内各带电部件需要的电源。

优选地，所述压缩机2上设有冷媒输入口16，所述冷媒输入口16贯穿所述外壳1，且所述冷媒输入口16可密封。冷媒输入口16用于为压缩机2充冷媒，在正常使用时，冷媒输入口16处于封闭状态。

如图1～2所示，所述外壳1上还安装有两个把手17，两个把手17对称设置在所述外壳1的侧面。把手17与外壳1进行铰接，可灵活翻转，方便操作。当把手17闲置时，其内扣于下壳体上，以减小设备体积。

工作原理：

制冷回路中，冷媒在制冷回路中循环进行压缩机2中压缩-冷凝器3中冷凝-节流装置4中膨胀-板块换热器5中蒸发-压缩机2中再压缩……冷凝过程放热，蒸发过程吸热，从而将板块换热器5处的热量转移转移到冷凝器3处进行释放，达到为板块换热器5降温的目的。水泵8、板块换热器5内的液冷通道以及外部的电池散热器通过液管12形成闭合的液冷回路，冷却液在水泵8的驱动下进行循环流动。外部的电池散热器与电池包进行热交换，将电池包的热量吸收到冷却液中。升温后的冷却液在流经板块换热器5内的液冷通道时，与板块换热器5内的冷媒通道进行热交换，冷媒在板块换热器5内吸收热量、冷却液在板块换热器5内释放热量进行冷却，通过循环再次到达外部的电池散热器处，再次吸收电池包的热量，如此多次循环，达到为电池包有效降温的目的。

整个热交换过程中，控制器总成6控制压缩机2、水泵8进行运转，动力驱动模块7为整个机组的带电部件提供电源，以维持机组的运转。

压力开关9全程监控制冷回路中的压力数据并反馈到控制器总成6，防止系统中出现故障导致系统压力过高或过低而损坏压缩机2。比如因为意外撞击导致冷媒泄漏，此时压力过低，压力开关9会断开，从而控制器总成6会关掉压缩机2。

本实用新型有效提高电池散热效率，将机组集成到外壳1内，结构紧凑，简化了电池热管理机组的操作性和安装服务效率，并可通过适配不同的外部电池散热器，合理适配市场上不同的电动客车、电动特种车等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种独立式电池热管理机组，其特征在于，包括外壳(1)以及设置在所述外壳(1)内的制冷系统、液冷系统、控制器总成(6)、动力驱动模块(7)，所述控制器总成(6)控制所述制冷系统、所述液冷系统运行，所述动力驱动模块(7)为所述机组提供电源；所述制冷系统包括通过铜管(11)依次串联接通的压缩机(2)、冷凝器(3)、节流装置(4)、板块换热器(5)，所述板块换热器(5)中设置有并行的冷媒通道以及液冷通道，所述冷媒通道串联接入所述制冷系统；所述液冷系统包括水泵(8)、所述板块换热器(5)内的所述液冷通道，所述水泵(8)、所述液冷通道通过液管(12)连通，所述外壳(1)上设有进液口(18)与出液口(19)，所述液冷系统通过所述进液口(18)以及所述出液口(19)连接外部电池散热器形成液冷回路。

2.根据权利要求1所述一种独立式电池热管理机组，其特征在于，所述制冷系统中还设有压力开关(9)，所述压力开关(9)设置在所述铜管(11)上，且所述压力开关(9)与所述控制器总成(6)信号连接，用于将所述铜管(11)内的压力数据反馈到所述控制器总成(6)。

3.根据权利要求1所述一种独立式电池热管理机组，其特征在于，所述外壳(1)上还安装有冷凝风机(10)，所述冷凝风机(10)靠近所述冷凝器(3)设置，所述冷凝风机(10)与所述控制器总成(6)信号连接。

4.根据权利要求3所述一种独立式电池热管理机组，其特征在于，所述外壳(1)内部设置为并排的第一区(A)以及第二区(B)，所述冷凝风机(10)、所述冷凝器(3)、所述动力驱动模块(7)以及所述控制器总成(6)分层安装在所述第一区(A)，所述压缩机(2)、所述节流装置(4)、所述板块换热器(5)、所述水泵(8)集成在所述第二区(B)。

5.根据权利要求4所述一种独立式电池热管理机组，其特征在于，所述外壳(1)上设有多个散热孔(13)，所述散热孔(13)设置在所述第一区(A)的侧面。

6.根据权利要求1所述一种独立式电池热管理机组，其特征在于，所述外壳(1)上设有控制输入接口(14)，所述控制输入接口(14)与所述控制器总成(6)信号连接。

7.根据权利要求1所述一种独立式电池热管理机组，其特征在于，所述外壳(1)上设有电源输入接口(15)，所述电源输入接口(15)与所述动力驱动模块(7)供电连接。

8.根据权利要求1所述一种独立式电池热管理机组，其特征在于，所述压缩机(2)上设有冷媒输入口(16)，所述冷媒输入口(16)贯穿所述外壳(1)，且所述冷媒输入口(16)可密封。

9.根据权利要求1所述一种独立式电池热管理机组，其特征在于，所述外壳(1)上设有把手(17)，所述把手(17)与所述外壳(1)铰接，所述把手(17)可翻转。

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