[发明专利]一种动力电池液体加热与冷却系统

说明书

本发明的名称为一种动力电池液体加热与冷却系统。属于动力电池技术领域。它主要是解决现有加热和冷却两套系统存在成本较高和较大降低电池包能量密度的问题。它的主要特征是：包括液冷板、冷却液箱、制冷泵、半导体制冷片和制热泵等；半导体制冷片的制冷、制热一端分别经第二电子开关阀和第三电子开关阀连接液冷板进液端，制冷、制热另一端分别经制冷泵和出液管与冷却液箱连接。本发明具有仅一套系统即可实现加热或制冷、能够有效判断冷却板是否漏液和不降低电池包能量密度的特点，主要用于温度小于0℃、大于45℃或温差大于5℃时对动力电池预热或冷却。

技术领域

本发明属于动力电池技术领域。具体涉及一种动力电池液体加热与冷却系统，主要用于动力电池低温情况下的预加热和高温环境的冷却。

背景技术

新能源汽车是近年来发展起来的一个新兴产业，以其绿色、环保、低能耗的独特优势迅速占领市场。现有动力电池的温度适应性通常为0-45℃，低于0℃，锂电池性能就会下降，放电能力降低，而高于45℃，则会导致锂电池过快老化，存在隔膜、电解液不稳定，发生分解的风险。传统的动力电池加热与冷却系统是分开的，利用PTC电加热器进行加热、单独的液冷系统进行冷却，其不足之处是两套独立系统、成本较高，且大大降低了电池包能量密度；或通过安装相变材料进行动力电池加热与冷却，但相变材料成本较高、且当前技术不够成熟，目前应用并不普遍。因此，需要开发一套动力电池加热与冷却系统，以确保电芯工作在温度适应区。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足，利用半导体制冷片两极片（制热端和制冷端）温差40-65℃的特性，开发一套与动力电池匹配的动力电池液体加热与冷却系统。

本发明的技术解决方案是：一种动力电池液体加热与冷却系统，包括液冷板、冷却液箱、制冷泵、进液管和出液管，其特征在于：还包括半导体制冷片和制热泵；其中，所述液冷板进液端与第一电子流量计一端连接，第一电子流量计另一端分别与第二电子开关阀和第三电子开关阀的一端连接；第三电子开关阀的另一端与半导体制冷片的制热一端连接，半导体制冷片的制热另一端与制热泵一端连接；第二电子开关阀的另一端与半导体制冷片的制冷一端和第一电子开关阀一端连接，半导体制冷片的制冷另一端与制冷泵一端连接；第一电子开关阀另一端、制冷泵另一端和制热泵另一端分别与冷却液箱连接；所述液冷板出液端经第二电子流量计与冷却液箱连接。

本发明的技术解决方案中所述的第三电子开关阀的另一端与冷却液箱之间设有第四电子开关阀和风冷器。

本发明的技术解决方案中所述的制冷泵另一端、制热泵另一端与冷却液箱之间分别设有第二过滤器、第一过滤器。

本发明的技术解决方案中所述的冷却液箱包含冷却液，冷却液为水、乙二醇混合物。

本发明由于采用由液冷板、冷却液箱、制冷泵、进液管、出液管、半导体制冷片和制热泵构成的动力电池液体加热与冷却系统，其中，液冷板进液端与第一电子流量计一端连接，第一电子流量计另一端分别与第二电子开关阀和第三电子开关阀的一端连接，第三电子开关阀的另一端与半导体制冷片的制热一端连接，半导体制冷片的制热另一端与制热泵一端连接，第二电子开关阀的另一端与半导体制冷片的制冷一端和第一电子开关阀一端连接，半导体制冷片的制冷另一端与制冷泵一端连接，第一电子开关阀另一端、制冷泵另一端和制热泵另一端分别与冷却液箱连接，液冷板出液端经第二电子流量计与冷却液箱连接，因而仅需对外设件进行调节，即可分别实现动力电池的加热与冷却。

动力电池加热：通过冷却液循环使半导体制冷片制冷端温度大于-20℃（环境温度极低情况），根据半导体制冷片温差特性，即制热端温度在20-45℃；冷却液通过制热端加热后流入电池包冷却板，对电芯进行加热。

动力电池冷却：通过冷却液循环使半导体制冷片制热端温度低于40℃（环境温度极高情况），根据半导体制冷片温差特性，即制冷端温度应该在-5-20℃，冷却液通过制冷端冷却后流入电池冷却板，对电芯进行冷却。