本發(fā)明涉及新能源汽車電池領(lǐng)域，尤其涉及動(dòng)力電池冷卻和加熱集成系統(tǒng)及電池。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有動(dòng)力電池制熱系統(tǒng)制熱原理：?jiǎn)?dòng)水泵和PTC加熱器，冷卻液經(jīng)過(guò)水泵，PTC加熱器，液冷板，冷卻液箱進(jìn)行循環(huán)加熱，被加熱的冷卻液將熱量傳遞給水冷板，液冷板再把熱量傳遞給動(dòng)力電池。

此種制熱系統(tǒng)存在如下不足：加熱過(guò)程中，需要將冷凍液箱、管路、PTC加熱器及PTC加熱器內(nèi)的冷卻液全部加熱，且整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)水路長(zhǎng)，熱量散熱水泵也必須工作，耗費(fèi)大量無(wú)效的熱量，電能利用率低；尤其是短時(shí)間加熱時(shí)，熱利用率更低。

如加熱10min，電熱利用率40％；

如加熱20min，電熱利用率60％；

如加熱30min，電熱利用率80％；

如加熱40min，電熱利用率90％。

電動(dòng)汽車一般采用動(dòng)力電池組(一般為鋰電池組)作為動(dòng)力來(lái)源；鋰電池組在低溫環(huán)境(一般為0℃以下)時(shí)，動(dòng)力電池組的充電和放電受限制，且動(dòng)力電池組在低溫下使用，會(huì)影響其壽命及可靠性；當(dāng)動(dòng)力電池組在低溫下使用時(shí)，必須通過(guò)外部加熱使電池組溫度達(dá)到合適的使用溫度(一般5℃以上)。

與此同時(shí)，動(dòng)力電池組工作時(shí)，溫度達(dá)到50℃以上，存在很大的安全隱患因此，動(dòng)力電池低溫下需要加熱，而高溫時(shí)需要冷卻降溫。

現(xiàn)有動(dòng)力電池加熱板主要由PTC和電阻加熱膜兩種，均只有加熱功能；不能做為冷卻系統(tǒng)的一個(gè)部件使用；而現(xiàn)有動(dòng)力電池冷卻采用自然冷卻或風(fēng)冷，冷卻效果差，因此，現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)效果差，加熱系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)不共用，導(dǎo)致需要采用兩套系統(tǒng)才能達(dá)到動(dòng)力電池工作在合適的溫度范圍內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種動(dòng)力電池冷卻和加熱集成系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的功能單一、使用壽命短、可靠性差、冷卻效果差、熱利用率低、耗能大、集成度低、不夠便利的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種動(dòng)力電池冷卻和加熱集成系統(tǒng)，包括冷卻液箱、循環(huán)泵和散熱器，冷卻液箱連接循環(huán)泵，循環(huán)泵連接散熱器，其特征是，還包括電池組加熱冷卻集成板，電池組加熱冷卻集成板一端連接散熱器，電池組加熱冷卻集成板另一端連接冷卻液箱；所述電池組加熱冷卻集成板包括導(dǎo)熱基體和設(shè)置于其上的PTC發(fā)熱腔體、隔熱腔、冷卻液腔體、冷卻液進(jìn)口接頭和冷卻液出口接頭，隔熱腔設(shè)于PTC發(fā)熱腔體和冷卻液腔體，冷卻液腔體上設(shè)有冷卻液進(jìn)口接頭和冷卻液出口接頭，PTC發(fā)熱腔體內(nèi)設(shè)有PTC加熱芯，冷卻液腔體內(nèi)設(shè)有冷卻液，冷卻液由冷卻液進(jìn)口接頭和冷卻液出口接頭連接外部制冷裝置。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)熱基體是金屬導(dǎo)熱體。

進(jìn)一步，所述PTC發(fā)熱腔體設(shè)置至少一個(gè)。

進(jìn)一步，所述冷卻液腔體設(shè)置至少一個(gè)。

進(jìn)一步，所述冷卻液腔體設(shè)置在導(dǎo)熱基體中間部位。

進(jìn)一步，所述冷卻液腔體設(shè)置至少一組。

本發(fā)明一種動(dòng)力電池冷卻和加熱集成裝置的工作方式是：當(dāng)需要冷卻時(shí)，由冷卻液腔體內(nèi)的冷卻液循環(huán)給導(dǎo)熱基體散熱，導(dǎo)熱基體給電池本體散熱，實(shí)現(xiàn)降溫目的；當(dāng)需要加熱時(shí)，PTC發(fā)熱腔體內(nèi)的PTC發(fā)熱芯工作加熱導(dǎo)熱基體，導(dǎo)熱基體給電池本體加熱。

一種動(dòng)力電池，其特征是，由上述一種動(dòng)力電池冷卻和加熱集成系統(tǒng)和電池組成。

技術(shù)效果分析：

因在導(dǎo)熱基體上集成了加熱和冷卻結(jié)構(gòu)，使得同一基體上能分時(shí)使用導(dǎo)熱基體進(jìn)行散熱，極大提高了集成度，省去了現(xiàn)有技術(shù)的加熱循環(huán)系統(tǒng)，故節(jié)約了循環(huán)管路和整個(gè)循環(huán)裝置造成的熱能損失，使用只需在動(dòng)力電池表面貼合即可，比如在動(dòng)力電池的各個(gè)面進(jìn)行粘合使用，而現(xiàn)有的加熱和冷卻是分開的，故冷卻或加熱循環(huán)系統(tǒng)不能保證各個(gè)面同時(shí)得到有效的加熱或冷卻，而本發(fā)明克服了此技術(shù)瓶頸。

同時(shí)本發(fā)明可以雙面使用，故在組合動(dòng)力電池時(shí)，方便夾緊貼合在兩組動(dòng)力電池之間，為保證散熱功率，不同的實(shí)施例調(diào)整了，冷卻液的流速。

啟動(dòng)集成板PTC加熱器，直接加熱動(dòng)力電池，這種加熱模式，加熱過(guò)程中，外部循環(huán)系統(tǒng)不參與工作，熱量直接傳遞給動(dòng)力電池，熱利用率高，節(jié)省電能。

如加熱10min，電熱利用率80％；

如加熱20min，電熱利用率85％；

如加熱30min，電熱利用率90％；

如加熱40min，電熱利用率95％以上。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：加熱與冷卻系統(tǒng)共用一套基體，使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好，加熱和冷卻效果好，集成度高，使用方便，熱利用率高，節(jié)省電能。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的左視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的主視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的仰視圖；

圖4為本發(fā)明冷卻液腔體并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的左視圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例1的主視圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例1的仰視圖；

圖8為本發(fā)明兩組冷卻液腔體串聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明多組冷卻液腔體串聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明多組冷卻液腔體并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為現(xiàn)有加熱、冷卻循環(huán)系統(tǒng)框圖；

圖12為本發(fā)明加熱冷卻集成系統(tǒng)框圖；

圖13為本發(fā)明提供的電池組加熱冷卻集成板的安裝示意圖。

圖14為本發(fā)明提供的電池組加熱冷卻集成板的另一種安裝示意圖。

圖15為本發(fā)明提供的電池組加熱冷卻集成板的另一種安裝示意圖。

圖中：

1為第一PTC發(fā)熱腔體；2為第二PTC發(fā)熱腔體；3為第一隔熱腔；4為第一冷卻液腔體；5為空腔；6為第二冷卻液腔體；7為第二隔熱腔；8為第三PTC 發(fā)熱腔體；9為第四PTC發(fā)熱腔體；10為冷卻液進(jìn)口接頭；11為冷卻液出口接頭；12為導(dǎo)熱基體；13為第一PTC加熱芯；14為第二PTC加熱芯；15為第三PTC加熱芯；16為第四PTC加熱芯；101為電池組加熱冷卻集成板；102為冷卻液箱；103為循環(huán)泵；104為散熱器；105為熱交換器；106為制冷循環(huán)系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面可以參照附圖1～10以及文字內(nèi)容理解本發(fā)明的內(nèi)容以及本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)之間的區(qū)別點(diǎn)。下文通過(guò)附圖以及列舉本發(fā)明的一些可選實(shí)施例的方式，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案(包括優(yōu)選技術(shù)方案)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是：本實(shí)施例中的任何技術(shù)特征、任何技術(shù)方案均是多種可選的技術(shù)特征或可選的技術(shù)方案中的一種或幾種，為了描述簡(jiǎn)潔的需要本文件中無(wú)法窮舉本發(fā)明的所有可替代的技術(shù)特征以及可替代的技術(shù)方案，也不便于每個(gè)技術(shù)特征的實(shí)施方式均強(qiáng)調(diào)其為可選的多種實(shí)施方式之一，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉：可以將本發(fā)明提供的任意技術(shù)手段進(jìn)行替換或?qū)⒈景l(fā)明提供的任意兩個(gè)或更多個(gè)技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進(jìn)行組合而得到新的技術(shù)方案。本實(shí)施例內(nèi)的任何技術(shù)特征以及任何技術(shù)方案均不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該包括本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)所能想到的任何替代技術(shù)方案以及本領(lǐng)域技術(shù)人員將本發(fā)明提供的任意兩個(gè)或更多個(gè)技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進(jìn)行組合而得到的新的技術(shù)方案。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種動(dòng)力電池冷卻和加熱集成裝置。

下面結(jié)合圖1～3、圖12對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行更為詳細(xì)的闡述。

實(shí)施例1

如圖1-3、圖12所示一種動(dòng)力電池冷卻和加熱集成系統(tǒng)，包括冷卻液箱、循環(huán)泵和散熱器，冷卻液箱連接循環(huán)泵，循環(huán)泵連接散熱器，電池組加熱冷卻集成板一端連接散熱器，電池組加熱冷卻集成板另一端連接冷卻液箱；所述電池組加熱冷卻集成板包括導(dǎo)熱基體12上設(shè)有第一PTC發(fā)熱腔體1、第二PTC發(fā)熱腔體2、第一隔熱腔3、第一冷卻液腔體4、空腔5、第二冷卻液腔體6、第二隔熱腔7、第三PTC發(fā)熱腔體8、第四PTC發(fā)熱腔體9、冷卻液進(jìn)口接頭10和冷卻液出口接頭11，第一PTC發(fā)熱腔體1連接第二PTC發(fā)熱腔體2，第二PTC發(fā)熱腔體2連接第一隔熱腔3，第一隔熱腔3連接第一冷卻液腔體4，第一冷卻液腔體4連接空腔5，空腔5連接第二冷卻液腔體6，第二冷卻液腔體6連接第二隔熱腔7，第二隔熱腔7連接第三PTC發(fā)熱腔體8，第三PTC發(fā)熱腔體8連接第四PTC發(fā)熱腔體9，第一PTC發(fā)熱腔體1內(nèi)設(shè)有第一PTC加熱芯13，第二PTC發(fā)熱腔體2內(nèi)設(shè)有第二PTC加熱芯14，第三PTC發(fā)熱腔體8內(nèi)設(shè)有第三PTC加熱芯15；第四PTC發(fā)熱腔體9內(nèi)設(shè)有第四PTC加熱芯16，第一冷卻液腔體4垂直連接冷卻液進(jìn)口接頭10，第二冷卻液腔體6垂直連接冷卻液出口接頭11。

實(shí)施例2

如圖4所示，是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，改變第一冷卻液腔體4和第二冷卻液腔體6并聯(lián)設(shè)置雙通道，雙通道冷卻液腔體使得制冷率提高一倍，根據(jù)需求改變通道數(shù)量，調(diào)整制冷功率。

實(shí)施例3

如圖5-7所示，導(dǎo)熱基體12上設(shè)有第一PTC發(fā)熱腔體1、第二PTC發(fā)熱腔體2、第一隔熱腔3、第一冷卻液腔體4、空腔5、第二冷卻液腔體6、第二隔熱腔7、第三PTC發(fā)熱腔體8、第四PTC發(fā)熱腔體9、冷卻液進(jìn)口接頭10和冷卻液出口接頭11，第一PTC發(fā)熱腔體1連接第二PTC發(fā)熱腔體2，第二PTC發(fā)熱腔體2連接第一隔熱腔3，第一隔熱腔3連接第一冷卻液腔體4，第一冷卻液腔體4連接空腔5，空腔5連接第二冷卻液腔體6，第二冷卻液腔體6連接第二隔熱腔7，第二隔熱腔7連接第三PTC發(fā)熱腔體8，第三PTC發(fā)熱腔體8連接第四PTC發(fā)熱腔體9，第一PTC發(fā)熱腔體1內(nèi)設(shè)有第一PTC加熱芯13，第二PTC發(fā)熱腔體2內(nèi)設(shè)有第二PTC加熱芯14，第三PTC發(fā)熱腔體8內(nèi)設(shè)有第三PTC加熱芯15；第四PTC發(fā)熱腔體9內(nèi)設(shè)有第四PTC加熱芯16，第一冷卻液腔體4平行連接冷卻液進(jìn)口接頭10，第二冷卻液腔體6平行連接冷卻液出口接頭11。

實(shí)施例4

如圖8所示，第一冷卻液腔體4與第二冷卻液腔體6串聯(lián)連接，控制制冷量的流速可以提高冷卻的能耗比，采用四條冷卻液腔體，提高冷卻效率的同時(shí)降低能耗35％。

實(shí)施例5

如圖9所示，第一冷卻液腔體4與第二冷卻液腔體6串聯(lián)連接，控制制冷量的流速可以提高冷卻的能耗比，采用四組冷卻液腔體，提高冷卻效率的同時(shí)降低能耗45％，縮短四分之一冷卻時(shí)間。

實(shí)施例6

如圖10所示，第一冷卻液腔體4與第二冷卻液腔體6并聯(lián)連接，控制制冷量的流速可以提高冷卻的能耗比，采用四組并聯(lián)冷卻液腔體，提高冷卻效率的同時(shí)降低能耗55％，縮短三分之一冷卻時(shí)間。

本發(fā)明還提供了一種動(dòng)力電池，包括所述加熱器和集成控制系統(tǒng)和動(dòng)力電池模組。

圖13-15為電池組加熱冷卻集成板101三種常見安裝示意圖，極大的改善了安裝的便捷性。

上述本發(fā)明所公開的任意技術(shù)方案除另有聲明外，如果其公開了數(shù)值范圍，那么公開的數(shù)值范圍均為優(yōu)選的數(shù)值范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解：優(yōu)選的數(shù)值范圍僅僅是諸多可實(shí)施的數(shù)值中技術(shù)效果比較明顯或具有代表性的數(shù)值。由于數(shù)值較多，無(wú)法窮舉，所以本發(fā)明才公開部分?jǐn)?shù)值以舉例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，并且，上述列舉的數(shù)值不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造保護(hù)范圍的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等詞語(yǔ)來(lái)限定零部件的話，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉：“第一”、“第二”的使用僅僅是為了便于描述上對(duì)零部件進(jìn)行區(qū)別如沒有另行聲明外，上述詞語(yǔ)并沒有特殊的含義。

另外，上述本發(fā)明公開的任意技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語(yǔ)除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。本發(fā)明提供的任意部件既可以是由多個(gè)單獨(dú)的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來(lái)的單獨(dú)部件。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。