[发明专利]一种耦合石墨烯与热泵的动力电池组加热及冷却装置

权利要求书

1.一种耦合石墨烯与热泵的动力电池组加热及冷却装置，其特征在于由电池包本体、电加热器预热系统、液冷系统耦合而成。

2.根据权利要求1，所述的电池包本体由动力电池组(6)、上壳体(11)和下壳体(12)组成。动力电池组(6)底部与金属支撑板(9)直接接触，放置在下壳体(12)的动力区。

3.根据权利要求1，所述的电加热器预热系统由石墨烯元件阵列(15)、继电器(13)、控制器(14)、温控探头及辅助电池组(7)组成。石墨烯元件阵列(15)通过导线与继电器(13)连接，继电器(13)与辅助电池组(7)直接连接；同时温控探头连接到控制器(14)，控制器(14)与继电器(13)直接连接。

4.根据权利要求1，所述的液冷系统由石墨烯元件阵列(15)、金属支撑板(9)、冷板(10)、压缩机(5)、冷凝器(4)、膨胀阀(3)和四通换向阀(2)组成。石墨烯元件阵列(15)插入在金属支撑板(9)，金属支撑板(9)下方是蒸发冷板(10)两者直接接触，蒸发冷板(10)出口的一根通道依次通过膨胀阀(3)、冷凝器(4)，从四通换向阀(2)C口进入，E口而出，最后回到了蒸发冷板(10)。四通换向阀(2)S口通过管道连到压缩机(5)，最后回到四通换向阀(2)D口。

5.根据权利要求2，所述的上壳体(11)和下壳体(12)材料采用玻纤增强复合材料以保证电池包的轻量化。上壳体(11)和下壳体(12)均有固定孔(26)用于连接固定，下壳体分为动力区与辅助区，动力区放置动力电池组(6)，辅助区有若干个凹槽(23)，中间的也有凹槽(25) 。

6.根据权利要求2，所述的动力电池组(6)其特征在于采用单体块状电池竖直放置，块状电池之间均有间隙互不接触，等间距布置在金属支撑板(9)上，形成动力电池组(6)，除中间一列电池自成一个温度区间外，每相邻的两列电池组成一个温度区间，每个温控区间均有温控探头，温控探头与控制器(14)相连。

7.根据权利要求3，所述的辅助电池组(7)采用低温性能较好的镍氢电池，竖直且相互平行放置在下壳体(12)辅助区的涂有硅胶的凹槽(23)内形成辅助电池组(7)，辅助电池组(7)直接与继电器(13)连接。

8.根据权利要求3，所述的石墨烯元件阵列(15)其特征在于每一个单体石墨烯元件，宽度等于三块块状电池的宽与其间隙之和，高度略高于单体块状电池，厚度达若干毫米；石墨烯元件(15)竖置，等间距放置，单体块状电池与石墨烯元件交替间隔布置在金属支撑板(9)上，每个石墨烯元件放置在单体块状电池之间。布置在动力电池组最后部位的石墨烯元件(17)呈对称状，其余石墨烯元件(18)的大小形状皆相同。石墨烯元件之间都留有一定空隙(24)，石墨烯元件的电极(8)布置在顶部。石墨烯元件分组连接，组内的石墨烯元件由铜片(19)并联，导线(16)连接到继电器(14)。

9.根据权利要求4，所述的金属支撑板(9)其特征在于其上有若干个等间距阵列分布的凹槽，凹槽的间距之间存在着低于凹槽的石墨烯元件插入槽(20)，动力电池组(6)刚好放入凹槽，每一个石墨烯元件插入槽(20)则刚好可以置入一个石墨烯元件。动力电池组(6)整体放入涂有导热硅脂的大槽中固定卡住，每块单体电池放入相应的凹槽中，石墨烯元件阵列(15)则放置在单体电池的间隙中，伸出方形电池的部分插入金属支撑板的石墨烯元件插入槽(20)中。其四角固定结构(27)保证金属支撑板(9)与蒸发冷板(10)的相对位置。

10.根据权利要求4，所述的蒸发冷板(10)特征在于其内部存在偶数条相互平行的流道管，且流道等间距设置，管道的高度小于宽度，高温流体通道与低温流体通道依次交替放置。蒸发冷板(10)放置在金属支撑板(9)下部，与金属支撑板(9)直接接触，下部放置在底板凹槽(25)。