用于冷卻電動或混合動力車輛的電池的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動或混合動力車輛的電池(例如鋰離子電池)的冷卻，該電池的容量和使用壽命與它們的熱調(diào)節(jié)質(zhì)量有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動或混合動力車輛領(lǐng)域中，需要冷卻電能存儲電池(storage battery)來改善其容量和使用壽命，所述電池在它們充電或放電時變熱。
[0003]該冷卻通過熱傳遞液體執(zhí)行，所述熱傳遞液體流動通過與一個或多個電池接觸或與電池的組成單元接觸的中空冷卻板，以通過熱傳導(dǎo)將一個或多個電池或電池的組成單元冷卻。
[0004]熱傳遞液體例如在散熱器處被冷卻，所述散熱器本身由外部空氣冷卻，以使電池處產(chǎn)生的熱通過液體冷卻回路排出到外部。
[0005]熱傳遞液體也可通過流動通過熱傳遞液體/冷卻劑式的熱交換器而被冷卻，所述熱傳遞液體/冷卻劑式的熱交換器連接到車輛的主空調(diào)環(huán)路，并且該環(huán)路的全部或部分冷卻劑也流動通過該熱傳遞液體/冷卻劑式的熱交換器。
[0006]然而，這些冷卻模式缺乏精確性和效率，并且因此它們不總是允許熱傳遞液體以足夠的精確性保持在設(shè)定點溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提出一種用于冷卻車輛電池的新穎的、更精確的構(gòu)造。
[0008]為此，本發(fā)明的主題是用于電動或混合動力式機(jī)動車輛的存儲電池的液體冷卻回路，其特征在于，其包括用于熱傳遞流體的循環(huán)的主環(huán)路，所述主環(huán)路連接到用于冷卻存儲電池的元件；和至少一個旁路，將所述主環(huán)路連接到至少一個空氣冷卻散熱器和/或意圖連接到機(jī)動車輛配備的空調(diào)系統(tǒng)的至少一個熱交換器，以通過散熱器和/或熱交換器冷卻熱傳遞流體，每一個旁路通過流量控制器連接到主環(huán)路，所述流量控制器根據(jù)熱傳遞流體的溫度控制每一個旁路中的流量。
[0009]如果熱交換器或散熱器供應(yīng)關(guān)于電池的熱約束的過多的熱傳遞流體冷卻能力，則該構(gòu)造使得可以將該流動的僅一部分朝向該熱交換器或該散熱器取向并且將另一部分轉(zhuǎn)移。因而，意圖用于冷卻電池的熱傳遞流體的溫度不下降到期望的限制溫度以下，并且該流體以連續(xù)并且穩(wěn)定的方式流動通過用于冷卻電池的構(gòu)造。
[0010]本發(fā)明還涉及如上限定的回路，其中，每一個流量控制器為由控制單元控制的三通遞進(jìn)閥，控制單元連接到用于測量熱傳遞流體的溫度的傳感器。
[0011]本發(fā)明還涉及如上限定的回路，其包括將主環(huán)路連接到空氣冷卻散熱器的第一旁路，和將主環(huán)路連接到熱交換器的第二旁路，并且其中，第一旁路和第二旁路每一個通過流量控制器連接到主環(huán)路，流量控制器根據(jù)熱傳遞流體的溫度控制流量。
[0012]本發(fā)明還涉及如上限定的回路，其中，意圖連接到空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器為用于空調(diào)系統(tǒng)中的流體的蒸發(fā)器。
[0013]優(yōu)選地，空調(diào)系統(tǒng)包括熱交換器，所述熱交換器為用于空調(diào)系統(tǒng)中的流體的蒸發(fā)器。
[0014]本發(fā)明還涉及如上限定的回路，其中，控制單元包括用于控制車輛的空調(diào)系統(tǒng)的器件，以增大或減小該系統(tǒng)的冷卻能力。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的變形實施例，空調(diào)系統(tǒng)包括主環(huán)路，主環(huán)路包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器。壓縮機(jī)迫使冷卻劑流體流動通過該環(huán)路，以使其在經(jīng)過膨脹閥之前經(jīng)過冷凝器，并且然后在再次到達(dá)壓縮機(jī)之前經(jīng)過蒸發(fā)器。在空調(diào)系統(tǒng)的該主環(huán)路中，冷卻劑流體因而執(zhí)行熱動力學(xué)循環(huán)，在該熱動力學(xué)循環(huán)中冷卻劑流體在冷凝器處排出其熱量，并且在該熱動力學(xué)循環(huán)中冷卻劑流體在蒸發(fā)器處獲得熱量。
[0016]優(yōu)選地，空調(diào)系統(tǒng)的該主環(huán)路通過另一個旁路環(huán)路連接到熱交換器，該另一個旁路環(huán)路連接到冷凝器的出口，并且連接到壓縮機(jī)的入口。該旁路環(huán)路優(yōu)選地包括膨脹閥，冷卻劑流體在流動通過熱交換器之前經(jīng)過該膨脹閥，以便之后返回到空調(diào)系統(tǒng)的主環(huán)路，被再次注射在壓縮機(jī)的入口處。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個變形實施例，空調(diào)系統(tǒng)可包括流量控制器，用于允許或阻止冷卻劑流體流動通過膨脹閥和流動通過蒸發(fā)器。
[0018]而且，根據(jù)本發(fā)明的另一個變形實施例，將空調(diào)系統(tǒng)的主環(huán)路連接到熱交換器的旁路環(huán)路可包括流量控制器，流量控制器用于允許或阻止冷卻劑流體經(jīng)過膨脹閥和經(jīng)過熱交換器。
[0019]優(yōu)選地，第一和第二旁路沿主環(huán)路一個布置在另一個之后。流量控制器由此被致動，以使熱傳遞流體在散熱器中和在交換器中被順次冷卻。
[0020]優(yōu)選地，所述流量控制器允許所述流量的遞進(jìn)控制。
[0021]本發(fā)明還涉及一種用于控制如上所述的用于電動或混合動力式機(jī)動車輛的存儲電池的液體冷卻回路的方法，所述液體冷卻回路包括:
[0022]熱交換器，意圖連接到機(jī)動車輛配備的空調(diào)系統(tǒng)；
[0023]控制單元，連接到用于測量熱傳遞流體的溫度的傳感器以及用于測量外部空氣的溫度的傳感器，該控制單元包括存儲器件；
[0024]其特征在于，順次地執(zhí)行下面的步驟:
[0025]a)將被稱為設(shè)定點值的溫度值和被稱為閾值的另一溫度值存儲在該存儲器件中；
[0026]b)通過傳感器測量熱傳遞流體的溫度和外部空氣的溫度；
[0027]c)通過控制單元比較熱傳遞流體的溫度和設(shè)定點值，例如在3°C至5°C的溫度值優(yōu)選地在該比較被執(zhí)行之前被加到設(shè)定點值或被從設(shè)定點值減去；
[0028]d.1)如果熱傳遞流體的溫度高于設(shè)定點值，則通過控制單元比較外部空氣的溫度和閾值，例如在3°C至5°C的溫度值優(yōu)選地在該比較被執(zhí)行之前被加到閾值或被從閾值減去;
[0029]d.2)如果外部空氣的溫度低于閾值，則控制單元使得:
[0030]如果散熱器的流量控制器完全打開，則熱交換器的流量控制器的開度遞進(jìn)增大；
[0031]如果散熱器的流量控制器沒有完全打開，優(yōu)選地如果熱交換器的流量控制器完全關(guān)閉，則散熱器的流量控制器的開度遞進(jìn)增大；
[0032]d.3)如果外部空氣的溫度大于或等于閾值，則控制單元使得熱交換器的流量控制器的開度遞進(jìn)增大，并且散熱器的流量控制器關(guān)閉；
[0033]e.1)如果熱傳遞流體的溫度低于設(shè)定點值，則控制單元使得:
[0034]如果熱交換器的流量控制器完全關(guān)閉，并且如果散熱器的流量控制器打開，則散熱器的流量控制器的開度遞進(jìn)減?。?br>[0035]如果熱交換器的流量控制器打開，則熱交換器的流量控制器的開度遞進(jìn)減小。
[0036]優(yōu)選地，當(dāng)冷卻要求進(jìn)一步增加時，控制單元使得控制空調(diào)系統(tǒng)增大其冷卻能力，從而充分冷卻熱傳遞流體使其達(dá)到設(shè)定點值。
[0037]當(dāng)閱讀下面的包括實施例的詳細(xì)描述時，將更好地理解本發(fā)明，并且其他特征和優(yōu)點將變得顯而易見，所述實施例參照單個附圖以示例方式給出，以非限制性示例介紹，可用于補(bǔ)充對本發(fā)明的理解以及怎樣實施本發(fā)明的說明，且如果需要，有助于限定本發(fā)明。
【附圖說明】
[0038]單個附圖示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于電動或混合動力式機(jī)動車輛的存儲電池的液體冷卻回路。
【具體實施方式】
[0039]顯示在單個附圖中并且具有附圖標(biāo)記I的根據(jù)本發(fā)明的回路通過多個冷卻板2冷卻存儲電池(未示出)，熱傳遞流體流動通過冷卻板2。這些冷卻板2與存儲電池或單元接觸以通過傳導(dǎo)將它們冷卻。
[0040]該熱傳遞流體根據(jù)外部條件通過由散熱器3和/或熱交換器4進(jìn)行的冷卻保持在一溫度下，該溫度的值被稱為設(shè)定點值，該散熱器3本身被外部空氣流冷卻，熱交換器4通過車輛配備的空調(diào)系統(tǒng)13的回路被冷卻。
[0041]實際的冷卻回路包括主環(huán)路6，主環(huán)路6包括泵7，泵7用于迫使熱傳遞流體流動通過冷卻板2。該主環(huán)路6 —方面通過第一旁路環(huán)路8連接到散熱器3，并通過第二旁路環(huán)路9連接到熱交換器4。
[0042]該回路包括第一遞進(jìn)三通閥11，通過該第一遞進(jìn)三通閥11，主環(huán)路6與第一旁路環(huán)路8連通。當(dāng)該閥11完全打開時，流動通過主環(huán)路6的全部熱傳遞流體也行進(jìn)通過第一旁路8，以使其由此在散熱器3中被冷卻。相比之下，當(dāng)該閥11完全關(guān)閉時，沒有熱傳遞流體流動通過第一旁路環(huán)路8。
[0043]該回路包括第二遞進(jìn)三通閥12，通過該第二遞進(jìn)三通閥12，主環(huán)路6與第二旁路環(huán)路9連通。當(dāng)該第二閥12完全打開時，流動通過主環(huán)路6的全部熱傳遞流體也行進(jìn)通過第二旁路9，以使其由此在熱交換器4中被冷卻。相比之下，當(dāng)該第二閥12完全關(guān)閉時，沒有熱傳遞流體流動通過第二旁路9。
[0044]因而，第一閥11為用于控制熱傳遞流體流動通過散熱器3的閥，而第二閥12為使得可以控制熱傳遞流體流動通過熱交換器4的閥。
[0045]如單個附圖中可見，熱交換器4，其為熱傳遞流體/冷卻劑型熱交換器并且連接到第二旁路9，該熱交換器4還連接到機(jī)動車輛還配備的空調(diào)系統(tǒng)13。因而，熱交換器4使得可以用由空調(diào)系統(tǒng)13產(chǎn)生的冷量來冷卻熱傳遞流體。
[0046]該空調(diào)系統(tǒng)13包括主環(huán)路14，主環(huán)路14包括壓縮機(jī)16，壓縮機(jī)16迫使冷卻劑流體流動通過該環(huán)路14，以使冷卻劑流體在經(jīng)過膨脹閥18之前經(jīng)過冷凝器17，然后在再次到達(dá)壓縮機(jī)16之前經(jīng)過蒸發(fā)器19。在該主環(huán)路中，冷卻劑流體因而執(zhí)行熱動力學(xué)循環(huán)，在該熱動力學(xué)循環(huán)中冷卻劑流體在冷凝器17處排出其熱量，并且在該熱動力學(xué)循環(huán)中冷卻劑流體在蒸發(fā)