[发明专利]一种动力电池冷却和加热集成系统及电池

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车电池领域，尤其涉及动力电池冷却和加热集成系统及电池。

背景技术

现有动力电池制热系统制热原理：启动水泵和PTC加热器，冷却液经过水泵，PTC加热器，液冷板，冷却液箱进行循环加热，被加热的冷却液将热量传递给水冷板，液冷板再把热量传递给动力电池。

此种制热系统存在如下不足：加热过程中，需要将冷冻液箱、管路、PTC加热器及PTC加热器内的冷却液全部加热，且整个系统循环水路长，热量散热水泵也必须工作，耗费大量无效的热量，电能利用率低；尤其是短时间加热时，热利用率更低。

如加热10min，电热利用率40％；

如加热20min，电热利用率60％；

如加热30min，电热利用率80％；

如加热40min，电热利用率90％。

电动汽车一般采用动力电池组(一般为锂电池组)作为动力来源；锂电池组在低温环境(一般为0℃以下)时，动力电池组的充电和放电受限制，且动力电池组在低温下使用，会影响其寿命及可靠性；当动力电池组在低温下使用时，必须通过外部加热使电池组温度达到合适的使用温度(一般5℃以上)。

与此同时，动力电池组工作时，温度达到50℃以上，存在很大的安全隐患因此，动力电池低温下需要加热，而高温时需要冷却降温。

现有动力电池加热板主要由PTC和电阻加热膜两种，均只有加热功能；不能做为冷却系统的一个部件使用；而现有动力电池冷却采用自然冷却或风冷，冷却效果差，因此，现有的冷却系统效果差，加热系统与制冷系统不共用，导致需要采用两套系统才能达到动力电池工作在合适的温度范围内。

发明内容

本发明提出一种动力电池冷却和加热集成系统，解决了现有技术存在的功能单一、使用寿命短、可靠性差、冷却效果差、热利用率低、耗能大、集成度低、不够便利的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种动力电池冷却和加热集成系统，包括冷却液箱、循环泵和散热器，冷却液箱连接循环泵，循环泵连接散热器，其特征是，还包括电池组加热冷却集成板，电池组加热冷却集成板一端连接散热器，电池组加热冷却集成板另一端连接冷却液箱；所述电池组加热冷却集成板包括导热基体和设置于其上的PTC发热腔体、隔热腔、冷却液腔体、冷却液进口接头和冷却液出口接头，隔热腔设于PTC发热腔体和冷却液腔体，冷却液腔体上设有冷却液进口接头和冷却液出口接头，PTC发热腔体内设有PTC加热芯，冷却液腔体内设有冷却液，冷却液由冷却液进口接头和冷却液出口接头连接外部制冷装置。

进一步，所述导热基体是金属导热体。

进一步，所述PTC发热腔体设置至少一个。

进一步，所述冷却液腔体设置至少一个。

进一步，所述冷却液腔体设置在导热基体中间部位。

进一步，所述冷却液腔体设置至少一组。

本发明一种动力电池冷却和加热集成装置的工作方式是：当需要冷却时，由冷却液腔体内的冷却液循环给导热基体散热，导热基体给电池本体散热，实现降温目的；当需要加热时，PTC发热腔体内的PTC发热芯工作加热导热基体，导热基体给电池本体加热。

一种动力电池，其特征是，由上述一种动力电池冷却和加热集成系统和电池组成。

技术效果分析：

因在导热基体上集成了加热和冷却结构，使得同一基体上能分时使用导热基体进行散热，极大提高了集成度，省去了现有技术的加热循环系统，故节约了循环管路和整个循环装置造成的热能损失，使用只需在动力电池表面贴合即可，比如在动力电池的各个面进行粘合使用，而现有的加热和冷却是分开的，故冷却或加热循环系统不能保证各个面同时得到有效的加热或冷却，而本发明克服了此技术瓶颈。

同时本发明可以双面使用，故在组合动力电池时，方便夹紧贴合在两组动力电池之间，为保证散热功率，不同的实施例调整了，冷却液的流速。

启动集成板PTC加热器，直接加热动力电池，这种加热模式，加热过程中，外部循环系统不参与工作，热量直接传递给动力电池，热利用率高，节省电能。

如加热10min，电热利用率80％；

如加热20min，电热利用率85％；

如加热30min，电热利用率90％；

如加热40min，电热利用率95％以上。

本发明的优点是：加热与冷却系统共用一套基体，使用寿命长，稳定性好，加热和冷却效果好，集成度高，使用方便，热利用率高，节省电能。

附图说明