带有空调系统的机动车动力电池技术方案

一种带有空调系统的机动车动力电池，其技术要点在于：在电池包装箱的顶盖内面上设置换热风扇，在换热风扇下侧的电池包装箱内设置电池芯，在电池芯下侧的电池包装箱底部设置导热板，在导热板内部有冷媒管和热水管，电池控制装置上设置高压线及低压线接口；在车体进风口处设置鼓风机，在鼓风机与乘客舱出风口之间通风管路上设置暖风机和蒸发器，电动空调压缩机和冷凝器串联后与导热板内部的冷媒管并联在蒸发器上，水循环泵和带加热器的储液水罐串联后与导热板内部的热水管并联在暖风机上。本发明专利技术采用水冷和风冷并存的方式。为了保证锂电池的工作性能和使用寿命，空调将电池热量带走或者进行升温，通过风扇产生强制对流，保证电池的热均衡性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车动力
，具体地说是一种可控工作温度的带有空调系统的 机动车动力电池。
技术介绍
随着全世界石油能源的日趋紧张，电动车及混合动力汽车已成为国内为汽车厂商 的重点开发项目，作为新能源汽车，它的市场价值及技术含量都是最高的，其中动力电池为 电机提供能量，电机为整车提供动力，保证汽车正常行驶。而使用动力电池最大问题是其 寿命和工作性能，因动力电池工作温度要求比较高；即10°C 45°C。当实际工作温度超过 10°C 45°C的范围时就严重影响电池的使用寿命和工作性能。现阶段国内新能源汽车所使 用的动力电池均采用风冷散热系统，通过强制对流使环境中的空气流过锂电池的电芯并带 走其热量，保证电池在一定温度范围内工作。其缺点是空气温度取决于外界的环境温度，当 环境温度发生变化时(例如季节交换)，电池的冷却效果也随之发生变化，导致电池工作温 度及热负荷的均勻性不稳定，从而影响电池的工作性能和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带有空调系统的机动车动力电池，该电池结构工作时的 温度是由空调控制，可选择性的为电池提供冷源和热源，并严格控制电池的工作温度及整 体的热负荷均勻性，从而保证电池工作性能，提高电池的使用寿命。本专利技术的目的是这样实现的它包括有电池包装箱、电池芯、电池控制装置、换热 风扇、车体进风口、乘客舱出风口、暖风机、蒸发器、鼓风机、电动空调压缩机、水循环泵、冷 凝器、带加热器的储液水罐，其特征在于在电池包装箱的顶盖内面上设置有换热风扇，在 换热风扇下侧的电池包装箱内设置有电池芯，在电池芯下侧的电池包装箱底部设置有导热 板，在导热板内部有冷媒管和热水管，电池控制装置上还设置有高压线及低压线接口 ；在车 体进风口处设置有鼓风机，在鼓风机与乘客舱出风口之间通风管路上设置有暖风机和蒸发 器，所述的电动空调压缩机和冷凝器串联后与导热板内部的冷媒管并联在蒸发器上，所述 的水循环泵和带加热器的储液水罐串联后与导热板内部的热水管并联在暖风机上。所述的电池芯为锂电池芯。所述的电池芯之间设置有下端弯折的导热片，该导热片与导热板连接。所述的电池芯均布在至少两个电芯模块内，该电芯模块设置在换热风扇下侧的电 池包装箱内。在冷媒管和热水管的进口前管路上设置有电磁阀。本专利技术是从整车实际的行驶工况出发，结构形式及附属零件的设计不但考虑到电 池工作时的散热问题，同时也考虑到在冬季使用电池为其进行升温的问题和整个电池的热 负荷问题，故采用水冷系统和风冷系统并存的方式。为了保证锂电池的工作性能和使用寿 命，在电池芯下侧的电池包装箱底部设置有导热板，在导热铝板内部有冷媒管和热水管，并通过空调提供的冷媒将电池热量带走或者提供热防冻液对电池进行升温，同时通过风扇使 电池内部空间产生强制对流，通过空气的流动冷热交换保证电池的热均衡性。冷热温度都 可控，所以无论是冬季还是夏季电池都能够稳定的为电机提供能量，保证整车的正常启动 和行驶。加温和散热的主要热源和冷源都来自于车载空调管路，避免了风冷结构因进出风 道而带来的灰尘和杂质，从而降低了电池的使用风险，提高了电池的使用寿命。在电芯之间 增加了导热片，提高了电池电芯的热负荷的均勻性，保证了电池电芯性能的一致性。附图说明图1为本专利技术结构示意图2为本专利技术除去空调系统的局部剖视结构示意图； 图3为图2的俯视图。下面将结合附图，通过实例对本专利技术进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发 明中的例子而已，并不代表本专利技术所限定的权利保护范围，本专利技术的权利保护范围以权利 要求为准。具体实施例方式如图1 图3所示，本专利技术的主要结构包括电池包装箱4、锂电池芯、电池控制装置 5、换热风扇1、车体进风口、乘客舱出风口、暖风机18、蒸发器9、鼓风机10、电动空调压缩机 11、水循环泵12、冷凝器13、带加热器的储液水罐14，锂电池芯均布在六个电芯模块2内，该 电芯模块2设置在换热风扇2下侧的电池包装箱4内。在电池包装箱4的顶盖内面上设置 有换热风扇1，锂电池芯之间设置有下端弯折的导热铝片，在锂电池芯下侧的电池包装箱4 底部设置有与导热铝片下端弯折连接的导热铝板3，在导热铝板3内部有冷媒管和热水管， 电池控制装置5上还设置有高压线及低压线接口 6。在车体进风口处设置有鼓风机10，在 鼓风机10与乘客舱出风口之间通风管路上设置有暖风机18和蒸发器9，电动空调压缩机 11和冷凝器13串联后与导热铝板6内部的冷媒管并联在蒸发器9上，水循环泵12和带加 热器的储液水罐14串联后与导热铝板10内部的热水管并联在暖风机18上。在冷媒管和 热水管的进口前管路上设置有电磁阀15。另外，图中还包括有热水管接口 7，冷媒管接口 8， 电池室16、乘客舱17。使用前按照上述结构连接各部件，热水管接口 7和冷媒管接口 8分别于车载空调 的热水管和冷媒管相连接，保证热水和冷媒顺利流入流出导热板；电池控制装置5上的高 压线及低压线接口 6连接高压线及低压信号线。使用时，锂电池芯放电为电机提供能量，电 池控制装置5工作温度为-40°C 70°C，包括有温度传感器、高压继电器、高压保险丝、电流 传感器、子控制单元、低压信号线，其中温度传感器负责监控锂电池芯的温度状态及各电芯 之间的温度差；高压继电器负责监控锂电池芯充放电；高压保险丝负责防止锂电池芯过度 充电或放电；电流传感器监控所有锂电池芯的充放电电量；子控制单元负责监控每个电芯 的能量存储状态；低压信号线负责提供信号给整车控制器，保证驾驶员能够随时了解电池 的状况。当锂电池芯需要冷却时，通过蒸发器9、电动空调压缩机11、冷凝器13提供的冷媒 将电池热量带走；当锂电池芯需要加热时，通过暖风机18、水循环泵12、带加热器的储液水 罐14提供热防冻液对电池进行升温；在对锂电池芯制冷或加热的同时通过换热风扇1使电池内部空间产生强制对流，通过空气的流动冷热交换保证电池的热均衡性。 综上所述，实现了专利技术的目的。权利要求1.一种带有空调系统的机动车动力电池，它包括有电池包装箱、电池芯、电池控制装 置、换热风扇、车体进风口、乘客舱出风口、暖风机、蒸发器、鼓风机、电动空调压缩机、水循 环泵、冷凝器、带加热器的储液水罐，其特征在于在电池包装箱的顶盖内面上设置有换热 风扇，在换热风扇下侧的电池包装箱内设置有电池芯，在电池芯下侧的电池包装箱底部设 置有导热板，在导热板内部有冷媒管和热水管，电池控制装置上还设置有高压线及低压线 接口 ；在车体进风口处设置有鼓风机，在鼓风机与乘客舱出风口之间通风管路上设置有暖 风机和蒸发器，所述的电动空调压缩机和冷凝器串联后与导热板内部的冷媒管并联在蒸发 器上，所述的水循环泵和带加热器的储液水罐串联后与导热板内部的热水管并联在暖风机 上。2.根据权利要求1所述的带有空调系统的机动车动力电池，其特征在于所述的电池 芯为锂电池芯。3.根据权利要求1或所述的带有空调系统的机动车动力电池，其特征在于所述的电 池芯之间设置有下端弯折的导热片，该导热片与导热板连接。4.根据权利要求1所述的带有空调系统的机动车动力电池，其特征在于所述的电池 芯均布在至少两个电芯模块内，该电芯模块设置在换热风扇下侧的电池包装箱内。5.根据权利要求1所述的带有空调系统的机动车动力电池，其特征在于在冷媒管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有空调系统的机动车动力电池，它包括有电池包装箱、电池芯、电池控制装置、换热风扇、车体进风口、乘客舱出风口、暖风机、蒸发器、鼓风机、电动空调压缩机、水循环泵、冷凝器、带加热器的储液水罐，其特征在于：在电池包装箱的顶盖内面上设置有换热风扇，在换热风扇下侧的电池包装箱内设置有电池芯，在电池芯下侧的电池包装箱底部设置有导热板，在导热板内部有冷媒管和热水管，电池控制装置上还设置有高压线及低压线接口；在车体进风口处设置有鼓风机，在鼓风机与乘客舱出风口之间通风管路上设置有暖风机和蒸发器，所述的电动空调压缩机和冷凝器串联后与导热板内部的冷媒管并联在蒸发器上，所述的水循环泵和带加热器的储液水罐串联后与导热板内部的热水管并联在暖风机上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单红艳，田钧，解本欣，卢山，潘成久，李长兴，齐湘斌，
申请(专利权)人：华晨汽车集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：89