本發(fā)明涉及動力鋰電池領域，尤其涉及電池汽車和混合動力汽車的動力鋰電池領域，具體地說是一種動力鋰電池的冷卻加熱集成裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

純電動汽車和混合動力汽車以電池作為動力源，在使用中可以實現(xiàn)零污染，并可利用煤炭、水力等其它非石油資源，能有效解決汽車排污和能源問題，因而在世界范圍內(nèi)得到普遍重視。這些車輛的性能和品質(zhì)在很大程度上依賴其所配置的動力電池組的性能。溫度是影響動力電池性能至關重要的因素。當車輛在不同行駛狀況下運行時，電池會以不同倍率放電，以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量，加上時間累積以及空間影響會產(chǎn)生不均勻熱量聚集，從而導致電池組運行溫度復雜多變。而過高的溫度會導致電池的容量、壽命和能量效率的降低，若電池積聚的熱量無法及時散出，會導致熱失控的產(chǎn)生，嚴重時電池有發(fā)生劇烈膨脹和爆炸的危險。在低溫充電時，電池會老化，低溫下充電電池容量會急劇衰減，大大減少了電池的壽命。所以必須對動力鋰電池進行電池熱管理，使其工作溫度處于較優(yōu)的區(qū)間。

圖1所示是目前現(xiàn)有方案電池冷卻和加熱的原理圖。燃油車空調(diào)由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成，形成制冷劑回路。由于新能源汽車需要對電池進行熱管理，一般在空調(diào)回路上，與蒸發(fā)器并聯(lián)一個電池冷卻器。而另一條回路的水泵、電池冷卻器、ptc加熱器和冷卻板構成了冷卻液回路。電池工作時產(chǎn)生的熱量傳遞到冷卻板，再傳遞到冷卻液，兩條回路的介質(zhì)在電池冷卻器里進行熱交換來對電池進行降溫。

從圖中可見，現(xiàn)有技術中的ptc加熱器和冷卻板是分成兩個獨立部件的，并分別安裝于汽車的不同位置處，因而整體材料用量多，成本較高，安裝也較為復雜。

現(xiàn)有的ptc加熱器安裝時需要與冷卻液管路配合，對ptc加熱器的設計和安裝也提出了更高的要求，如果ptc加熱器與冷卻液管路之間的配合不到位，則大大降低了熱交換效果。

并且，現(xiàn)有的ptc加熱器是整體式結(jié)構，體型龐大，重量重，不利于安裝。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術存在的上述技術問題，旨在提供一種節(jié)能高效的動力鋰電池的冷卻加熱集成裝置裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術方案：一種動力鋰電池的冷卻加熱集成裝置，包括冷卻板、ptc加熱器、冷卻液進口管、進口集流管、出口集流管和冷卻液出口管，其特征在于所述的冷卻板內(nèi)設有多個冷卻液通道，所述的進口集流管和出口集流管分別設置在冷卻板的兩端，并與冷卻液通道聯(lián)通；所述的冷卻液進口管與所述的進口集流管連接；所述的冷卻液出口管與所述的出口集流管連接；所述的冷卻板和ptc加熱器集成在一起。

本發(fā)明的一種用于動力鋰電池冷卻和加熱的裝置，由于冷卻板和ptc加熱器集成在一起，大大節(jié)省了材料用量，降低了制造成本，也有利于整體安裝。同時，ptc加熱器直接通過冷卻板與通道內(nèi)的冷卻液進行熱交換，避免了由于ptc加熱器與冷卻液管路的配合不到位而影響換熱效果。

本發(fā)明的一種用于動力鋰電池冷卻和加熱的裝置，可應用于純電動和插電混合動力汽車的動力電池的冷卻和加熱。

根據(jù)本發(fā)明，所述的冷卻板設有至少一個固定ptc加熱器的安裝槽。根據(jù)ptc加熱器的數(shù)量不等，可分別設置2到多個安裝槽。安裝槽的數(shù)量以2-8個為宜。將一個整體的ptc加熱器分解成若干個ptc加熱器單元，并分別安裝到冷卻板上對應的安裝槽內(nèi)，這樣每個ptc加熱器的重量就會較小，便于安裝和定位。所述的安裝槽與冷卻液通道平行，若干個安裝槽并排設置，也可以兩層或多層設置。當采用兩層或多層設置的方式時，每層的槽數(shù)和安裝槽的結(jié)構可以相同，也可以不同。

根據(jù)本發(fā)明，所述的安裝槽為頂部開口槽或閉口槽。安裝槽可以是兩端貫通，也可以一端封閉。

根據(jù)本發(fā)明，所述安裝槽的兩側(cè)呈圓弧面。將ptc加熱器與冷卻板組件通過液壓加固時，圓弧形結(jié)構可減小剛度，結(jié)構容易產(chǎn)生形變，使ptc加熱器與冷卻板緊固。當ptc加熱器與冷卻板緊密結(jié)合后，有利于熱量的傳遞，可提高熱交換效率。所述的圓弧面可以是內(nèi)凹面，也可以是外凸面，優(yōu)選前者結(jié)構。

設冷卻板的總高度為h，ptc加熱組件的安裝槽的高度為h1，h1≤5mm，h1/h≤0.5。在這種比例關系下，產(chǎn)品空間利用率和換熱效率達到最優(yōu)化的狀態(tài)。

本發(fā)明還要提供一種動力鋰電池的冷卻和加熱系統(tǒng)，包括電池冷卻器、膨脹閥、水泵、冷卻板和ptc加熱器，所述的膨脹閥、電池冷卻器的冷側(cè)通道和汽車空調(diào)中的蒸發(fā)器構成制冷劑回路，電池冷卻器的熱側(cè)通道、水泵和冷卻加熱集成裝置構成冷卻液回路，其特征在于所述的冷卻加熱集成裝置包括冷卻板、ptc加熱器、冷卻液進口管、進口集流管、出口集流管和冷卻液出口管，所述的冷卻板內(nèi)設有多個冷卻液通道，所述的進口集流管和出口集流管分別設置在冷卻板的兩端，并與冷卻液通道聯(lián)通；所述的冷卻液進口管與所述的進口集流管連接；所述的冷卻液出口管與所述的出口集流管連接；所述的冷卻板和ptc加熱器集成在一起。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是現(xiàn)有技術電池冷卻和加熱裝置的原理圖。

圖2是本發(fā)明一種動力鋰電池的冷卻和加熱系統(tǒng)的原理圖。

圖3是本發(fā)明冷卻和加熱集成裝置的爆炸示意圖。

圖4是本發(fā)明冷卻和加熱集成裝置的軸測圖。

圖5是圖4的a-a向剖視圖。

圖6是本發(fā)明冷卻板的結(jié)構示意圖。

圖7是本發(fā)明第二種實施方式的結(jié)構示意圖。

圖8是本發(fā)明第三種實施方式的結(jié)構示意圖。

圖9是本發(fā)明第四種實施方式的結(jié)構示意圖。

圖10是本發(fā)明第五種實施方式的結(jié)構示意圖。

圖11是本發(fā)明第六種實施方式的結(jié)構示意圖。

具體實施方式

參照圖1，現(xiàn)有技術電池冷卻和加熱裝置，由于ptc加熱器和冷卻板是分別安裝的，其缺陷前面已經(jīng)描述過了，在此不再贅述。

參照圖2，燃油車空調(diào)由壓縮機、冷凝器、第一膨脹閥和蒸發(fā)器組成，形成制冷劑回路。本發(fā)明的一種動力鋰電池的冷卻和加熱系統(tǒng)，是在空調(diào)回路上，與蒸發(fā)器并聯(lián)一個電池冷卻器。電池冷卻器的冷側(cè)通道與第二膨脹閥并聯(lián)到蒸發(fā)器上；電池冷卻器的熱側(cè)通道與水泵、冷卻加熱集成裝置構成了冷卻液回路。

參照圖3和圖4，所述的冷卻加熱集成裝置包括冷卻板3、ptc加熱器6和7、冷卻液進口管2、進口集流管1、出口集流管5和冷卻液出口管4。所述的冷卻板3內(nèi)并排設有多個冷卻液通道31。所述的進口集流管1和出口集流管5分別設置在冷卻板3的兩端，并與冷卻液通道31聯(lián)通；所述的冷卻液進口管2與所述的進口集流管1連接；所述的冷卻液出口管4與所述的出口集流管5連接。

所述的出口集流管5呈方盒狀結(jié)構，朝向冷卻板3的一側(cè)有開口51，該開口51可包容所有冷卻液通道31，出口集流管5的一個表面開設有孔52，與冷卻液出口管4聯(lián)通。從冷卻液通道31出來的冷卻液在出口集流管5內(nèi)匯集，而后從冷卻液出口管4排出。

所述的進口集流管1與出口集流管5的結(jié)構相同，并以相同的方式與所述的冷卻板3和冷卻液進口管2連接。

參照圖5和圖6，所述的冷卻板3上并排設有兩個固定ptc加熱器的安裝槽34、35。該安裝槽34和35為封閉式結(jié)構，槽內(nèi)分別安裝有ptc加熱器6和7。安裝槽34和35的兩側(cè)341、342呈圓弧面。

將ptc加熱器6和7安裝到冷卻板3的安裝槽34和35內(nèi)，形成組件，通過液壓加固。在加壓的過程中，圓弧形結(jié)構可減小剛度，結(jié)構容易產(chǎn)生形變，使ptc加熱器6、7與冷卻板3緊固。在本實施方式中，所述的圓弧面可以是內(nèi)凹面。

ptc加熱組件的高度越高，產(chǎn)生的熱量越大，但是當熱量無法通過冷卻液傳遞出去，則很不經(jīng)濟。設冷卻板的總高度為h，ptc加熱組件的安裝槽的高度為h1，當h1≤5mm，h1/h≤0.5，在這種比例關系下，產(chǎn)品空間利用率和換熱效率達到最優(yōu)化的狀態(tài)。

參照圖7，本發(fā)明第二種實施方式。與第一種實施方式相比，區(qū)別在于所述的冷卻板3上僅設有一個固定ptc加熱器的安裝槽，并且，該安裝槽的兩側(cè)為平面結(jié)構。這種結(jié)構相對較容易制造。

參照圖8，本發(fā)明第三種實施方式。與第一種實施方式相比，區(qū)別在于所述的冷卻板3上僅設有一個固定ptc加熱器的安裝槽。

參照圖9，本發(fā)明第四種實施方式。與第一種實施方式相比，區(qū)別在于所述的冷卻板3兩側(cè)為平面結(jié)構。

參照圖10，本發(fā)明第五種實施方式。與第一種實施方式相比，區(qū)別在于所述的冷卻板3上僅設有一個固定ptc加熱器的安裝槽，該安裝槽的兩側(cè)為平面結(jié)構，并且該安裝槽為頂部開口槽。

參照圖11，本發(fā)明第五種實施方式。與第一種實施方式相比，區(qū)別在于所述的冷卻板3上的兩個安裝槽是上下疊置的，并且該安裝槽的兩側(cè)為平面結(jié)構。

應該理解到的是：上述實施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。