电动汽车动力电池系统热管理装置制造方法及图纸

一种电动汽车动力电池系统热管理装置，属于交通运输领域。电池系统内的电池管理系统BMS连接12V低压电源、电磁阀、热交换器和电机；电池系统、热交换器、单向阀、泵、油水分离器和储液罐构成一个回路；电机启动，泵从储液罐中取液，通过油水分离器、单向阀后进入热交换器中，热交换器中换热后，冷媒或热媒进入电池系统，从电池系统出来后回到储液罐中。充分利用电动汽车空调系统和暖风系统，利用热交换冷却或加热电池系统；电池系统内无直接加热装置，降低风险；有利于电池系统的密封，提高防水等级；一套系统，同时兼顾加热和冷却；加热量不足时，可以启动热交换器内的电加热装置补充。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动汽车动力电池系统热管理装置，属于交通运输领域。
技术介绍
随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重，调整汽车产业结构，发展新能源汽车已刻不容缓。随着纯电动汽车核心技术的突破，锂离子电池以高能量密度和功率密度、循环寿命长、重量轻以及绿色环保等优势，成为全球电动汽车发展的热点，发展纯电动汽车已成为实现汽车产业转型，实现经济发展与环境保护双赢、和汽车产业可持续发展的关键，也是我国汽车产业实现跨越式发展和占领未来汽车产业制高点的重要机会。目前动力电池系统的设计大多着眼于电气方面的检测和控制，机械结构的可靠和安全，而对电池系统的整体热管理，包括热环境的检测，热量的传导和散热结构的设计，温度差的控制及均衡等方面，考虑的非常欠缺。这些电池系统设计上的瑕疵直接影响到了电池的性能，使用寿命和安全性。在高温或低温状态下，对锂离子动力电池进行不适当的充放电会直接严重影响电池的各项性能，其中对电池循环寿命的影响最为严重。同时，如果成组电池系统中的热管理系统无法有效保证电池系统内热环境均衡，将会造成电池系统中处于各个不同温度范围的电芯在性能上出现越来越大的离散，造成电池系统寿命和性能的加速下降。使用寿命在高温或低温状态下，对锂离子动力电池进行不适当的充放电会直接影响电池的各项性能，其中对电池循环寿命的影响最为严重。电芯一致性如果成组电池系统中的热管理系统无法有效保证电池系统内热环境均衡，将会造成电池系统中处于各个不同温度范围的电芯在性能上出现越来越大的离散， 一致性越来越差，电池系统寿命和性能的加速下降。安全隐患对电池系统、轿厢和电机系统进行综合热管理，互补利用冷源或热源， 采用冷媒(或热媒)间接热管理，无PTC等直接电加热器件，提高安全可靠性。现有热管理方案包括1.风冷考虑温度、洁净程度及水含量等，风冷一般从轿厢取风，或直接从空调取风，通过电池系统后直接放空，取风量受空调系统补风量的限制，且冷却效率低下，但为目前最常用的冷却方法。2.液冷美国通用的VOLT电池系统冷却方案，采用每片电芯夹液冷板，方案对密封要求高，成本昂贵；3.导热片目前导热材料不成熟，在狭小的电池系统空间中布置受限；4.相变材料目前国外正在研究的项目，研发费用昂贵；5. PTC:采用高压电或12V低压电，直接加热，有较大安全隐患。自然对流冷却法，是风冷的一种，不使用任何外部辅助能量，直接利用车速形成的自然风对电池的进行散热。优点成本低，不需要额外的散热部件设计。缺点为了有效冷却，电池的形状或者电池封装的形状需要采用特殊设计或必须采用特殊材料，以使电池的散热面积较大。另外在高温环境下电动汽车电池只需冷却，而不必对其进行加热。在寒冷环境中 (温度约为-10°C以下)，大多数电池的能量和功率都有所降低，车辆性能衰退，这就需要使用加热系统，以确保正常工作。自然对流冷却法无法满足。强迫空气对流冷却法，电池模块周围安装局部散热器或风扇，利用辅助的或汽车自带的蒸发器来提供冷风。这是组装在系统内部的、能够在低温情况下提供热源或在高温情况下提供冷源的系统。优点对电池的封装设计要求有所降低，电池在车上的位置不受限制，不影响汽车的通过性。缺点导致电池能量消耗增加，额外需要对风扇供电。由于冷却电池的风只能排空，无法循环使用，从而导致能量极大浪费。专利201020108953 —种蓄电池加热装置，提供了一种蓄电池加热装置，包括可贴覆在蓄电池表面的加热膜，所述加热膜内设置有使所述加热膜达到预设温度加热电路，所述加热膜通过电源引出线与电源相连。本技术的加热膜可以直接贴在蓄电池表面，安装快捷，占地少；本技术可直接用于加热蓄电池表面温度，而非间接加热；兼具有加热和保温双重功效，加热时可以做到让蓄电池表面温度缓慢均勻升高。 专利200810215946车辆加热通风和空气调节和电池热管理，披露了用于车辆的具有HVAC部分和电池部分的HVAC和电池热管理系统，和运行方法。HVAC部分可以包括主室，位于主室内的蒸发器，在蒸发器下游延伸过主室的部分的加热器，邻近加热器从主室延伸且在加热器的上游和下游与主室流体连通的电池通道。电池部分可以包括与电池通道流体连通的电池组，位于电池通道内且构造为选择地允许流体在蒸发器和加热器之间从主室流动的电池冷却阀，和位于电池通道内且构造为选择地允许流体从加热器下游的主室流动的电池加热阀专利CN101537787，混合动力电动汽车电池加热综合利用装置，将发动机废气余热加以利用的同时，还降低了混合动力电动汽车发动机的排气噪声，尤其对于延长铅酸蓄电池使用寿命和延长电动汽车续驶里程具有重要意义专利200910185971 —种锂离子动力电池加热装置；柔性加热膜是目前常用的直接加热方法之一，加热材料包括硅胶电热膜、硅橡胶加热板、聚酰亚胺电热膜、透明PET电热膜、金属电热膜等，要求材料质地轻薄柔软、弯曲度佳、形状可配合设备而定制。它可将热量传递到几何形状及尺寸极为复杂的物体上，同时丝毫不影响热效率，但由于采用直接加热，存在一定隐患。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的在于提供电动汽车动力电池系统热管理装置。电动汽车动力电池系统热管理装置包括电池系统、电池管理系统BMS、两通电磁阀、热交换器、电机、泵、油水分离器、储液罐，溢流阀、冷源和热源、液槽、单向阀；电池系统内的电池管理系统BMS连接12V低压电源、电磁阀、热交换器和电机；电池系统、热交换器、单向阀、泵、油水分离器和储液罐构成一个回路；电机启动，泵从储液罐中取液，通过油水分离器、单向阀后进入热交换器中，热交换器中换热后，冷媒或热媒进入电池系统，从电池系统出来后回到储液罐中；冷源和热源，通过电池管理系统控制电磁阀的12V供电电源，选择性的连接热交换器；热交换器中装有加热装置。优选方案之一为电池系统的底板夹层为管道串联布置或并联布置；优选方案之二为电池系统连接储液罐和热交换器，热交换器连接电磁阀和单项阀，单向阀连接溢流阀和泵，泵连接电机和油水分离器，油水分离器和储液罐相连。本技术的优点1、充分利用电动汽车空调系统和暖风系统，利用热交换冷却或加热电池系统；2、电池系统内无直接加热装置，降低风险；3、有利于电池系统的密封，提高防水等级；4、一套系统，同时兼顾加热和冷却；5、加热量不足时，可以启动热交换器内的电加热装置补充。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定，其中图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的底板夹层结构结构剖面示意图。图3是本技术底板夹层结构结构俯视示意图。具体实施方式参照图1对本技术的实施例进行说明。本技术采用液体介质传热(冷)，可在电池系统底部、侧面、模块间布置管线， 或围绕模块布置夹套。传热介质可以采用水、乙二醇甚至制冷剂，粘度比大多数油低，有较高的传热系数。本技术主要装置有电池系统1、电池管理系统BMS、两通电磁阀2、热交换器3、电机8、泵5、油水分离器6、储液罐12、液槽7、单向阀4、溢流阀9、冷源10本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电动汽车动力电池系统热管理装置，其特征在于包括电池系统、电池管理系统ＢＭＳ、两通电磁阀、热交换器、电机、泵、油水分离器、储液罐，溢流阀、冷源和热源、液槽和单向阀；电池系统内的电池管理系统ＢＭＳ连接１２Ｖ低压电源、电磁阀、热交换器和电机；电池系统、热交换器、单向阀、泵、油水分离器和储液罐构成一个回路；电机启动，泵从储液罐中取液，通过油水分离器、单向阀后进入热交换器中，热交换器中换热后，冷媒或热媒进入电池系统，从电池系统出来后回到储液罐中；冷源和热源，通过电池管理系统控制电磁阀的１２Ｖ供电电源，选择性的连接热交换器；热交换器中装有加热装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹文章，俞会根，张清平，
申请(专利权)人：北京汽车新能源汽车有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11