一種熱管理系統(tǒng)、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、電動(dòng)車和混合動(dòng)力車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱管理系統(tǒng)、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、電動(dòng)車和混合動(dòng)力車。所述熱管理系統(tǒng)包括制熱/冷回路和所述制熱/冷回路和進(jìn)行熱交換的蓄熱/冷回路，其中在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為相變蓄冷材料，其中當(dāng)所述制熱/冷回路進(jìn)行制熱時(shí)，在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)的溫度不低于相變溫度時(shí)，所述制熱/冷回路停止制熱；以及當(dāng)所述制熱/冷回路進(jìn)行制冷時(shí)，在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)的溫度不高于相變溫度時(shí)，所述制熱/冷回路停止制冷。利用本發(fā)明的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)熱管理。
【專利說(shuō)明】—種熱管理系統(tǒng)、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、電動(dòng)車和混合動(dòng)力車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱管理系統(tǒng)、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、電動(dòng)車和混合動(dòng)力車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要有風(fēng)冷式、水冷式兩種。風(fēng)冷式系統(tǒng)主要配置有風(fēng)機(jī)、進(jìn)出口風(fēng)道等，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，直接利用現(xiàn)有環(huán)境，電池芯體控制的溫度偏高，風(fēng)冷式電池組有較大的體積，不便整車布置。水冷式系統(tǒng)主要配置有熱交換器、管路、水泵等，電池芯體溫度易于控制，且溫度較低，對(duì)電池壽命有利，相比于電池之于電動(dòng)車的重要性和關(guān)鍵性，該冷卻形式較為推薦。
[0003]對(duì)采用空調(diào)雙蒸系統(tǒng)進(jìn)行電池冷卻的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，水溫下降較快，與電池芯體內(nèi)溫差較大，對(duì)電池壽命有一定的影響，且水溫較快達(dá)到溫度下限后壓縮機(jī)需切斷，然后再重新開啟，耗費(fèi)電力，且在該切換過(guò)程中對(duì)乘客艙用戶的感知舒適性形成一定的負(fù)面影響。所以，在系統(tǒng)中串聯(lián)一個(gè)蓄冷水箱，一是在冷卻電池的同時(shí)儲(chǔ)存一部分冷量，減慢水溫降低速度，有利于縮小芯體溫差，二是在電池冷卻后期中可以直接利用蓄冷，減少壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間，三是可以減少電池冷卻系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)對(duì)壓縮機(jī)低轉(zhuǎn)速的敏感性和依賴性，優(yōu)化壓縮機(jī)低速運(yùn)行。
[0004]在電池加熱循環(huán)時(shí)，類似地可以將熱量先預(yù)存一部分在蓄熱水箱中，滿足電池緩慢吸熱的過(guò)程，不至于加熱器一直處于工作狀態(tài)，耗費(fèi)能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種熱管理系統(tǒng)，用于進(jìn)行熱管理，達(dá)到加熱/冷卻器件的目的。
[0006]本發(fā)明提供一種熱管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括制熱/冷回路和與所述制熱/冷回路進(jìn)行熱交換的蓄熱/冷回路，其中在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為相變蓄冷材料，其中
當(dāng)所述制熱/冷回路進(jìn)行制熱時(shí)，在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)的溫度不低于相變溫度時(shí)，所述制熱/冷回路停止制熱；以及
當(dāng)所述制熱/冷回路進(jìn)行制冷時(shí)，在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)的溫度不高于相變溫度時(shí)，所述制熱/冷回路停止制冷。
[0007]優(yōu)選地，在本發(fā)明的熱管理系統(tǒng)中，所述制熱/冷回路包括串聯(lián)連接且形成第一回路的壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器以及與所述第一回路并聯(lián)連接的熱交換器，所述蓄熱/冷回路包括串聯(lián)連接且形成第二回路的所述熱交換器、蓄熱/冷件、水泵和熱交換件，其中所述熱交換件與待需要加熱/冷卻的器件進(jìn)行熱交換。
[0008]優(yōu)選地，在本發(fā)明的熱管理系統(tǒng)中，所述制熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為水和乙二醇的混合溶液。
[0009]優(yōu)選地，在本發(fā)明的熱管理系統(tǒng)中，所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為相變溫度為6?20°C的相變蓄冷材料。[0010]優(yōu)選地，在本發(fā)明的熱管理系統(tǒng)中，所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為優(yōu)態(tài)鹽或水
I=IO
[0011]本發(fā)明還提供一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，所述電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)包括電池和任一上述的熱管理系統(tǒng)，所述電池通過(guò)熱交換件與所述蓄熱/冷回路進(jìn)行熱交換。
[0012]本發(fā)明還提供一種電動(dòng)車，其包括上述電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
[0013]本發(fā)明還提供一種混合動(dòng)力車，其包括上述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
[0014]利用本發(fā)明的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)熱管理，對(duì)器件進(jìn)行加熱/冷卻。在加熱和/冷卻循環(huán)時(shí)，可以將熱量先預(yù)存一部分在蓄熱/蓄冷件中，滿足緩慢吸熱/散熱的要求，節(jié)約了能量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該熱管理系統(tǒng)包括制熱/冷回路和蓄熱/冷回路，其中制熱/冷回路和蓄熱/冷回路進(jìn)行熱交換。
[0018]制熱/冷回路包括串聯(lián)連接且形成第一回路的壓縮機(jī)5、冷凝器1、蒸發(fā)器2以及與第一回路并聯(lián)連接的熱交換器3。該熱交換器3例如但不限于為電池冷卻器。
[0019]蓄熱/冷回路包括串聯(lián)連接且形成第二回路的熱交換器3、蓄熱/冷件7、水泵6和熱交換件4。熱交換件4與待需要加熱/冷卻的器件(例如但不限于為電池)進(jìn)行熱交換以達(dá)到加熱/冷卻器件的目的。熱交換件4例如但不限于為冷卻板。
[0020]制熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為水和乙二醇的混合溶液。優(yōu)選地，水和乙二醇的重量比為50:50o
[0021]蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為相變溫度為6?20°C的相變蓄冷材料。優(yōu)選為優(yōu)態(tài)鹽(相變溫度8°C左右)或水合氣(相變溫度為8?10°C )，如科學(xué)出版社出版的王如竹、丁國(guó)良等人所著的《最新制冷空調(diào)技術(shù)》所描述的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道相變蓄冷材料還可以包括其它材料。
[0022]當(dāng)制熱/冷回路進(jìn)行制熱時(shí)，在蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)的溫度不低于相變溫度時(shí)，制熱/冷回路停止制熱；以及當(dāng)制熱/冷回路進(jìn)行制冷時(shí)，在蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)的溫度不高于相變溫度時(shí)，制熱/冷回路停止制冷。
[0023]優(yōu)選地，制熱/冷回路還包括閥門8和9，用于打開或關(guān)閉制熱/冷回路中相應(yīng)的回路。該閥門例如但不限于為膨脹閥。雖然在圖1中示出了兩個(gè)閥門8，9，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不局限于此，其可以根據(jù)實(shí)際需要增加或減少閥門的個(gè)數(shù)或者調(diào)整閥門的位置。例如可以在蓄熱/冷回路中增加閥門以控制在蓄熱/冷回路循環(huán)的相變蓄冷材料的流速?？商鎿Q地，將閥門9的位置調(diào)整為位于壓縮機(jī)5和熱交換器3之間。
[0024]由于在加熱和/冷卻循環(huán)時(shí)，可以將熱量先預(yù)存一部分在蓄熱/蓄冷件中，滿足待加熱/冷卻器件的緩慢吸熱/散熱的要求，節(jié)約了能量。[0025]本發(fā)明還提供一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)包括電池和上述的熱管理系統(tǒng)，電池通過(guò)熱交換件4與蓄熱/冷回路進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到加熱/冷卻電池的目的。另夕卜，由于在電池加熱和/冷卻循環(huán)時(shí)，可以將熱量先預(yù)存一部分在蓄熱/蓄冷件中，滿足電池的緩慢吸熱/散熱的要求，節(jié)約了能量。
[0026]本發(fā)明還提供一種電動(dòng)車，該電動(dòng)車包括上述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
[0027]本發(fā)明還提供一種混合動(dòng)力車，該混合動(dòng)力車包括上述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
[0028]利用本發(fā)明的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，能減少壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間，對(duì)于新歐洲駕駛循環(huán)，可節(jié)約壓縮機(jī)的整車用電400-500W ;明顯地減少電池冷卻頻繁開啟對(duì)空調(diào)舒適性的沖擊；能減少電池內(nèi)部溫差對(duì)電池芯體壽命的影響；蓄熱功能運(yùn)行時(shí)，減少長(zhǎng)時(shí)間耗電。
[0029]鑒于這些教導(dǎo)，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施例、組合和修改。因此，當(dāng)結(jié)合上述說(shuō)明和附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，本發(fā)明僅僅由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括制熱/冷回路和與所述制熱/冷回路進(jìn)行熱交換的蓄熱/冷回路，其中在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為相變蓄冷材料，其中 當(dāng)所述制熱/冷回路進(jìn)行制熱時(shí)，在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)的溫度不低于相變溫度時(shí)，所述制熱/冷回路停止制熱；以及 當(dāng)所述制熱/冷回路進(jìn)行制冷時(shí)，在所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)的溫度不高于相變溫度時(shí)，所述制熱/冷回路停止制冷。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述制熱/冷回路包括串聯(lián)連接且形成第一回路的壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器以及與所述第一回路并聯(lián)連接的熱交換器，所述蓄熱/冷回路包括串聯(lián)連接且形成第二回路的所述熱交換器、蓄熱/冷件、水泵和熱交換件，其中所述熱交換件與待需要加熱/冷卻的器件進(jìn)行熱交換。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述制熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為水和乙二醇的混合溶液。
4.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為相變溫度為6?20°C的相變蓄冷材料。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄熱/冷回路的循環(huán)介質(zhì)為優(yōu)態(tài)鹽或水I=I ο
6.—種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),其特征在于，所述電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)包括電池和如權(quán)利要求1-5所述的熱管理系統(tǒng)，所述電池通過(guò)熱交換件和所述蓄熱/冷回路進(jìn)行熱交換。
7.—種電動(dòng)車,其特征在于,所述電動(dòng)車包括如權(quán)利要求6所述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
8.一種混合動(dòng)力車，其特征在于，所述混合動(dòng)力車包括如權(quán)利要求6所述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H01M10/617GK103855445SQ201210511445
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】王泰華, 王軍 申請(qǐng)人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司