一种动力电池组用预热和冷却换热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动力电池组用预热和冷却换热装置，包括U型筒体、温度传感器、控制器和空调系统，U型筒体内设有螺旋导流板，螺旋导流板上布置有多个固定电池换热管，每个固定电池换热管均包裹着动力电池组中一个电池单体，U型筒体的侧壁顶部设有第一冷媒流体进出口，U型筒体的底部设有第二冷媒流体进出口；利用螺旋导流板在U型筒体与固定电池换热管之间形成了螺旋式换热通道，温度探头设置在动力电池组上。本发明专利技术采用螺旋式换热通道结构，增大了换热面积，冷媒与每个电池单体进行均匀、充分换热，提高了换热效率，保证了电池组处于最佳工作温度状态点以及良好的电池温均性，从而缩短了电池的充电周期，增强了动力电池组续航能力。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池组用预热和冷却换热装置
本专利技术涉及一种动力电池组用预热和冷却换热装置，特别涉及的是新能源汽车领域中动力电池组的预热和冷却问题。
技术介绍
近年，新能源汽车替代燃油车的势头日趋猛烈，英国和法国政府分别宣布计划在2040年在本国停止销售所有内燃机驱动的汽油车和柴油车。沃尔沃、林肯品牌也承诺从2019年起将只销售电动或混合动力车型。因此，保证动力电池组维持在最佳工作温度区工作成为亟待解决的问题。一方面，新能源汽车动力电池组多以水或者空气作为换热媒介，例如，公告号为CN205723870U的中国专利技术专利，公开了“一种电动汽车锂电池冷却和加热”，其通过电池组表面布置的水管进行换热，其接触面积有限且换热效率低，不仅无法有效地对动力电池组进行降温，而且使整车系统设计复杂化，增加动力电池组的重量。另一方面，目前采用圆柱形动力电池组的新能源汽车，对电池组进行预热或冷却的技术还不成熟，本专利技术设计的装置可以有效地解决这一难题，不仅适用于方形电池，同时也适用于柱形电池。事实上，该装置不局限于电池形状。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述技术问题，提供了一种技术方案，利用空调系统冷媒流体对动力电池组进行高效的预热和冷却。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种动力电池组用预热和冷却换热装置，包括U型筒体、温度传感器、控制器和空调系统，所述温度传感器包括温度探头；所述U型筒体的顶部设有法兰上盖，其特征在于，所述U型筒体内设有螺旋导流板，所述螺旋导流板上布置有多个固定电池换热管，每个固定电池换热管均包裹着动力电池组中一个电池单体，所述螺旋导流板的外沿与所述U型筒体的内壁焊接，所述U型筒体的侧壁顶部设有第一冷媒流体进出口，所述螺旋导流板的上端与所述第一冷媒流体进出口之间设有引流板，所述U型筒体的底部设有第二冷媒流体进出口，所述第一冷媒流体进出口与所述空调系统的高温冷媒蒸汽通道相连，所述第二冷媒流体进出口与所述空调系统的低温冷媒液体通道相连；利用所述螺旋导流板在U型筒体与固定电池换热管之间形成了螺旋式换热通道，所述温度探头设置在所述动力电池组上。进一步讲，本专利技术的动力电池组用预热和冷却换热装置，其中，所述法兰上盖上设有动力电池组正极引出线管，所述U型筒体的底部设有动力电池组负极引出线管。所述固定电池换热管的外壁与螺旋导流板通过机械胀管或液压胀管固定，所述固定电池换热管的内壁均匀涂抹高强度绝缘漆。所述U型筒体与法兰上盖之间设有密封垫片，并通过紧固螺栓与螺母压紧固定，使得U型筒体内腔是一个密闭腔体。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供了一种动力电池组用预热和冷却换热装置，其占据空间小、重量轻且简化了整车系统结构设计。(2)本装置采用了新型螺旋式结构，显著增加了换热面积，同时利用空调系统冷媒流体从螺旋导流板一端进入流经每个固定电池换热管，使每个电池单体进行均匀且充分地换热，提高了换热效率，同时也保证了动力电池组具有良好的温均性，从而缩短了电池的充电周期，增加了动力电池组的续航能力。(4)本装置可通过温度调节系统，检测电池组内部温度，实现动力电池组精确预热和冷却。附图说明图1为本专利技术动力电池组预热和冷却装置的立体结构示意简图；图2为本专利技术中螺旋导流板和固定电池换热管之间位置关系的示意图；图3为本专利技术动力电池组预热和冷却装置的系统示意图；图4为本专利技术动力电池组预热和冷却的控制流程图；图中：10-法兰上盖，11-紧固螺栓，12-螺母，13-U型筒体，14-动力电池组负极引出线管，15-动力电池组正极引出线管，16-密封垫片，17-第二冷媒流体进出口，18-第一冷媒流体进出口，20-螺旋导流板，21-固定电池换热管，22-引流板，30-动力电池组，40-温度传感器，41-温度探头，50-控制器，60-空调系统。具体实施方式本专利技术提供了一种动力电池组用预热和冷却换热装置。下面结合附图对本专利技术的技术特征进行更为详细的说明。本专利技术提出的一种动力电池组用预热和冷却换热装置，如图1所示，包括U型筒体13、温度传感器40、控制器50和空调系统60，所述温度传感器40包括温度探头41；所述U型筒体13的顶部设有法兰上盖10，所述U型筒体13与法兰上盖10之间设有密封垫片16，并通过紧固螺栓11与螺母12压紧固定，使得U型筒体13内腔是一个密闭腔体，其作用是保证该密闭换热装置无泄漏。所述法兰上盖10可拆卸，便于更换内部零部件。如图1和图2所示，所述U型筒体13内设有螺旋导流板20，所述螺旋导流板20上布置有多个固定电池换热管21，所述固定电池换热管21的外壁与螺旋导流板20通过机械胀管或液压胀管固定，所述固定电池换热管21的内壁均匀涂抹高强度绝缘漆，其作用是固定和保护动力电池组30。无论是在预热还是在冷却模式下，冷媒流体均匀地流经每个固定电池换热管21，所述固定电池换热管21可以实现便捷地更换电池单体。如图2所示，每个固定电池换热管21均包裹着动力电池组30中的一个电池单体，所述螺旋导流板20环绕于U型筒体13内壁面形成螺旋式换热通道，所述螺旋导流板20的外沿与所述U型筒体13的内壁焊接，所述U型筒体13的侧壁顶部设有第一冷媒流体进出口18，所述螺旋导流板20的上端与所述第一冷媒流体进出口18之间设有引流板22，所述引流板22位于冷媒入口处，所述引流板22与螺旋导流板20钎焊固定，其作用是引导冷媒流体从最高点流入下层或使换热后的冷媒流体顺利流出。所述U型筒体13的底部设有第二冷媒流体进出口17，所述第一冷媒流体进出口18与所述空调系统60的高温冷媒蒸汽通道相连，所述第二冷媒流体进出口17与所述空调系统60的低温冷媒液体通道相连；利用所述螺旋导流板20在U型筒体13与固定电池换热管21之间形成了螺旋式换热通道，其显著增加了空调冷媒与动力电池组的换热面积，延长了冷媒流体与动力电池组30的换热时间，同时，冷媒流体在螺旋式换热通道的流动过程中与固定电池换热管21换热进而将热量直接传递给动力电池组30的每个电池单体，保证了动力电池组30具有良好的温均性。如图3所示，所述温度探头41设置在所述动力电池组30上，可以精确地检测密闭筒体中动力电池组的温度，所述温度探头41感应到密闭换热装置中动力电池组30的温度后传输给温度传感器40，温度传感器40将反馈信号传输给控制器50，随后控制器50对空调系统60发出指令使其执行对动力电池组30的温度调节，实现对动力电池组30进行预热和冷却。如图1和图3所示，本专利技术中，所述法兰上盖10上设有动力电池组正极引出线管15，所述动力电池组正极引出线管15通过与法兰上盖10上小孔过渡配合后钎焊固定，其内壁均匀涂抹高强度绝缘漆，使动力电池组30安全地供电给整车系统。所述U型筒体13的底部设有动力电池组负极引出线管14。所述动力电池组负极引出线管14通过与U型筒体13底部上小孔过渡配合后钎焊固定，其内壁均匀涂抹高强度绝缘漆，使动力电池组30安全地供电给整车系统。综上，本专利技术中采用了螺旋式冷媒流体通道结构，增大了换热面积，同时利用空调系统冷媒流体从螺旋导流板一端进入，流经每个固定电池换热管，与个电池单体进行均匀且充分地换热，提高了换热效率，保证了电池组处于最佳工作温度状态点以及良好的电池温均性，从而缩短了电池的充电周期，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池组用预热和冷却换热装置，包括U型筒体(13)、温度传感器(40)、控制器(50)和空调系统(60)，所述温度传感器(40)包括温度探头(41)；所述U型筒体(13)的顶部设有法兰上盖(10)，其特征在于，所述U型筒体(13)内设有螺旋导流板(20)，所述螺旋导流板(20)上布置有多个固定电池换热管(21)，每个固定电池换热管(21)均包裹着动力电池组(30)中的一个电池单体，所述螺旋导流板(20)的外沿与所述U型筒体(13)的内壁焊接，所述U型筒体(13)的侧壁顶部设有第一冷媒流体进出口(18)，所述螺旋导流板(20)的上端与所述第一冷媒流体进出口(18)之间设有引流板(22)，所述U型筒体(13)的底部设有第二冷媒流体进出口(17)，所述第一冷媒流体进出口(18)与所述空调系统(60)的高温冷媒蒸汽通道相连，所述第二冷媒流体进出口(17)与所述空调系统(60)的低温冷媒液体通道相连；利用所述螺旋导流板(20)在U型筒体(13)与固定电池换热管(21)之间形成了螺旋式换热通道，所述温度探头(41)设置在所述动力电池组(30)上。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池组用预热和冷却换热装置，包括U型筒体(13)、温度传感器(40)、控制器(50)和空调系统(60)，所述温度传感器(40)包括温度探头(41)；所述U型筒体(13)的顶部设有法兰上盖(10)，其特征在于，所述U型筒体(13)内设有螺旋导流板(20)，所述螺旋导流板(20)上布置有多个固定电池换热管(21)，每个固定电池换热管(21)均包裹着动力电池组(30)中的一个电池单体，所述螺旋导流板(20)的外沿与所述U型筒体(13)的内壁焊接，所述U型筒体(13)的侧壁顶部设有第一冷媒流体进出口(18)，所述螺旋导流板(20)的上端与所述第一冷媒流体进出口(18)之间设有引流板(22)，所述U型筒体(13)的底部设有第二冷媒流体进出口(17)，所述第一冷媒流体进出口(18)与所述空调系统(60)的高温冷媒蒸汽通道相连，所述第二冷媒流体进出口(17)与所述空调系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：安青松，冯文浩，张明蕊，侯晓丽，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12