[实用新型]一种动力锂电池的冷却加热集成装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及动力锂电池领域，尤其涉及电池汽车和混合动力汽车的动力锂电池领域，具体地说是一种动力锂电池的冷却加热集成装置及系统。

背景技术

纯电动汽车和混合动力汽车以电池作为动力源，在使用中可以实现零污染，并可利用煤炭、水力等其它非石油资源，能有效解决汽车排污和能源问题，因而在世界范围内得到普遍重视。这些车辆的性能和品质在很大程度上依赖其所配置的动力电池组的性能。温度是影响动力电池性能至关重要的因素。当车辆在不同行驶状况下运行时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行温度复杂多变。而过高的温度会导致电池的容量、寿命和能量效率的降低，若电池积聚的热量无法及时散出，会导致热失控的产生，严重时电池有发生剧烈膨胀和爆炸的危险。在低温充电时，电池会老化，低温下充电电池容量会急剧衰减，大大减少了电池的寿命。所以必须对动力锂电池进行电池热管理，使其工作温度处于较优的区间。

图1所示是目前现有方案电池冷却和加热的原理图。燃油车空调由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，形成制冷剂回路。由于新能源汽车需要对电池进行热管理，一般在空调回路上，与蒸发器并联一个电池冷却器。而另一条回路的水泵、电池冷却器、PTC加热器和冷却板构成了冷却液回路。电池工作时产生的热量传递到冷却板，再传递到冷却液，两条回路的介质在电池冷却器里进行热交换来对电池进行降温。

从图中可见，现有技术中的PTC加热器和冷却板是分成两个独立部件的，并分别安装于汽车的不同位置处，因而整体材料用量多，成本较高，安装也较为复杂。

现有的PTC加热器安装时需要与冷却液管路配合，对PTC加热器的设计和安装也提出了更高的要求，如果PTC加热器与冷却液管路之间的配合不到位，则大大降低了热交换效果。

并且，现有的PTC加热器是整体式结构，体型庞大，重量重，不利于安装。

发明内容

本实用新型要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种节能高效的动力锂电池的冷却加热集成装置装置。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种动力锂电池的冷却加热集成装置，包括冷却板、PTC加热器、冷却液进口管、进口集流管、出口集流管和冷却液出口管，其特征在于所述的冷却板内设有多个冷却液通道，所述的进口集流管和出口集流管分别设置在冷却板的两端，并与冷却液通道联通；所述的冷却液进口管与所述的进口集流管连接；所述的冷却液出口管与所述的出口集流管连接；所述的冷却板和PTC加热器集成在一起。

本实用新型的一种用于动力锂电池冷却和加热的装置，由于冷却板和PTC加热器集成在一起，大大节省了材料用量，降低了制造成本，也有利于整体安装。同时，PTC加热器直接通过冷却板与通道内的冷却液进行热交换，避免了由于PTC加热器与冷却液管路的配合不到位而影响换热效果。

本实用新型的一种用于动力锂电池冷却和加热的装置，可应用于纯电动和插电混合动力汽车的动力电池的冷却和加热。

根据本实用新型，所述的冷却板设有至少一个固定PTC加热器的安装槽。根据PTC加热器的数量不等，可分别设置2到多个安装槽。安装槽的数量以2-8个为宜。将一个整体的PTC加热器分解成若干个PTC加热器单元，并分别安装到冷却板上对应的安装槽内，这样每个PTC加热器的重量就会较小，便于安装和定位。所述的安装槽与冷却液通道平行，若干个安装槽并排设置，也可以两层或多层设置。当采用两层或多层设置的方式时，每层的槽数和安装槽的结构可以相同，也可以不同。

根据本实用新型，所述的安装槽为顶部开口槽或闭口槽。安装槽可以是两端贯通，也可以一端封闭。

根据本实用新型，所述安装槽的两侧呈圆弧面。将PTC加热器与冷却板组件通过液压加固时，圆弧形结构可减小刚度，结构容易产生形变，使PTC加热器与冷却板紧固。当PTC加热器与冷却板紧密结合后，有利于热量的传递，可提高热交换效率。所述的圆弧面可以是内凹面，也可以是外凸面，优选前者结构。

设冷却板的总高度为h，PTC加热组件的安装槽的高度为h1，h1≤5mm，h1/h≤0.5。在这种比例关系下，产品空间利用率和换热效率达到最优化的状态。