PHASE CHANGE COOLING SYSTEM FOR POWER BATTERY OF ELECTRIC VEHICLE

本实用新型属于新能源汽车领域，具体提供一种用于电动汽车动力电池的相变冷却系统。

电动汽车的动力电池热管理设计存在冷却效率低，成本高等问题，众所周知，在电动汽车行驶过程中，尤其是在夏季，动力电池的温度升高非常明显,从而影响车辆的驾驶性能和安全性能。目前，电动汽车的动力电池普遍采用风冷和液体介质冷却方式，但是这两种冷却方式的冷却效率偏低，特别是液体介质冷却方式，需要单独设计冷却回路，不仅增加了成本，同时也大幅增加电池包的质量，从而降低电池包的能量密度。因此，设计一种简单高效的电动汽车动力电池热管理系统显得尤为重要。

相应地，本领域需要一种新的动力电池冷却方式以及冷却系统来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电动汽车动力电池冷却效率低的问题，本实用新型提供了一种用于电动汽车动力电池的相变冷却系统，所述相变冷却系统是电动汽车的空调系统并且包括依次顺序连接成环路的压缩机、冷凝器、蒸发器和储气干燥罐，其特征在于，所述蒸发器包括所述动力电池，所述动力电池中设置有用于冷却介质流通的冷媒通道，所述冷媒通道与所述动力电池中的电池配合以便吸收电池充电和放电过程中产生的热量。

在上述用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的优选实施方式中，所述蒸发器还包括空调系统蒸发器，所述空调系统蒸发器与所述动力电池并联。

在上述用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的优选实施方式中，所述相变冷却系统还包括两个膨胀阀，一个膨胀阀的一端 与所述冷凝器连接，另一端与所述动力电池连接；另一个膨胀阀的一端与所述冷凝器连接，另一端与所述空调系统蒸发器连接。

在上述用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的优选实施方式中，所述相变冷却系统还包括一个膨胀阀，所述膨胀阀的一端与所述冷凝器连接，所述膨胀阀的另一端分别与所述动力电池和所述空调系统蒸发器连接。

在上述用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的优选实施方式中，所述蒸发器还包括空调系统蒸发器，所述空调系统蒸发器与所述动力电池串联。

在上述用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的优选实施方式中，所述空调系统蒸发器位于所述动力电池和所述冷凝器之间，并且所述空调系统蒸发器与所述冷凝器之间设置有膨胀阀；或者所述空调系统蒸发器位于所述动力电池和所述储气干燥罐之间，并且所述动力电池与所述冷凝器之间设置有膨胀阀。

在上述用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的优选实施方式中，所述相变冷却系统还包括监控系统，所述监控系统用于监测所述动力电池的温度并根据监测到的温度控制所述相变冷却系统工作。

在上述用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的优选实施方式中，所述相变冷却系统还包括设置有第一阀门的第一管路和第二阀门，所述第二阀门与所述空调系统蒸发器串联，所述第一管路与所述第二阀门和所述空调系统蒸发器并联。

在上述用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的优选实施方式中，所述相变冷却系统还包括设置有第三阀门的第二管路和第四阀门，所述第四阀门与所述动力电池串联，所述第二管路与所述第四阀门和所述动力电池并联。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，动力电池被串联到电动汽车的空调系统中，同时在电动汽车的动力电池中设置用于空调系统冷却介质流通的冷媒通道，该冷媒通道与动力电池中的电池配合以便吸收电池充电和放电过程中产生的热量，从而提高电动汽车电池的散热效率。

图1是本实用新型的用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的系统示意图，其中动力电池与空调系统蒸发器并联。

图2是本实用新型的用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的系统示意图，其中动力电池与空调系统蒸发器串联且两者同时工作、同时停止。

图3是本实用新型的用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的系统示意图，其中动力电池与空调系统蒸发器串联但两者可单独工作。

图4是本实用新型的用于电动汽车动力电池的相变冷却系统的系统示意图，其中动力电池作为电动汽车空调系统唯一的蒸发器。

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，在说明书附图中相位冷却系统中串联或并联的空调系统蒸发器虽然只有一个，但是，这种数量关系并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，还需要说明的是，下述图1、图2、图3和图4中的动力电池6内设置有用于冷却介质流通的冷媒通道，该冷媒通道与动力电池6中的电池配合(相邻或接触)以便吸收电池充电和放电过程中产生的热量。

如图1所示，用于电动汽车动力电池的相变冷却系统包括依次顺序连接成环路的压缩机1、冷凝器2、储气干燥罐3、膨胀阀4和 动力电池6，并且在动力电池6处并联有一个空调系统蒸发器5，优选地，该空调系统蒸发器5由一个单独的膨胀阀4控制。

继续参阅图1，优选地，用R134a作为冷却介质，气态R134a被压缩机1压缩并经由冷凝器2转化成液态R134a放出大量的热，当膨胀阀4开启时，液态R134a会分别流向空调系统蒸发器5和动力电池6，在空调系统蒸发器5和动力电池6的作用下吸收大量的热，转换成气态，从而降低电池包的温度，气态R134a储存在储气干燥罐3中干燥。用户可根据需要选择空调系统蒸发器5或动力电池6单独工作，也可以选择空调系统蒸发器5和动力电池6同时工作。本领域技术人员能够理解的是，空调系统蒸发器5和动力电池6可由一个膨胀阀4共同控制，但此时空调系统蒸发器5和动力电池6只能一起工作。此外，应当理解的是，储气干燥罐3中设置有干燥剂，用于吸收来自空调系统蒸发器5和动力电池6的气态冷却介质中的水分，以便压缩机1能够更稳定地工作。

如图2所示，用于电动汽车动力电池的相变冷却系统包括依次顺序连接成环路的压缩机1、冷凝器2、膨胀阀4和动力电池6、储气干燥罐3，并且在动力电池6与膨胀阀4之间设置有一个空调系统蒸发器5，并且由膨胀阀4控制动力电池6与空调系统蒸发器5的工作。本领域技术人员能理解的是，空调系统蒸发器5也可以设置在压缩机1与动力电池6之间。

继续参阅图2，图中所示冷却回路的冷却原理与图1所示相同，同样以R134a作为冷却介质，空调系统蒸发器5和动力电池6由膨胀阀4共同控制，液态R134a经由膨胀阀4依次经过空调系统蒸发器5和动力电池6。

如图3所示，在空调系统蒸发器5处并联一根设置有第一阀门8的第一管路9，进一步在空调系统蒸发器5与膨胀阀4之间设置第二阀门7，并且第二阀门7与第一管路9并联，用以使动力电池6可以单独工作。当阀控制动力电池6与空调系统蒸发器5同时工作时，第一阀门8关闭，第二阀门7打开；当动力电池6单独工作时，第一阀门8打开，第二阀门7关闭。在动力电池6处并联一根设置有第三阀门10的第二管路11，进一步在空调系统蒸发器5与动力电池6之间设置第四阀门12并与第二管路11并联，用以使空调系统蒸发器5可以 单独工作。当阀控制动力电池6与空调系统蒸发器5同时工作时，第三阀门10关闭，第四阀门12打开；当空调系统蒸发器5单独工作时，第三阀门10打开，第四阀门12关闭。

本领域技术人员还能够理解的是，图3中设置在空调系统蒸发器5处的第一管路9、第二阀门7和设置在动力电池6处的第二管路11、第四阀门12，两者可根据需要都设置在相位冷却系统中，或者只将其中之一设置在相位冷却系统中。本领域技术人员还能够理解的是，第二阀门7和第四阀门12，还可以分别设置在空调系统蒸发器5与动力电池6的上面(图中所示空调系统蒸发器5的上面与动力电池6的上面)，但前提是需要保证第一管路9和第二阀门7的并联，第二管路11和第四阀门12的并联。本领域技术人员还能够理解的是，第一阀门8、第二阀门7、第三阀门10和第四阀门12不仅可以通过完全开启或闭合来控制动力电池6和空调系统蒸发器5的停止与运行，还可以通过部分开启或闭合来控制通过两者的R134a的流量，进一步实现控制两者的制冷功率。

如图4所示，用于电动汽车动力电池的相变冷却系统包括依次顺序连接成环路的压缩机1、冷凝器2、膨胀阀4、动力电池6、储气干燥罐3。除了采用R134a作为冷却介质外，本领域人员还可以根据具体情况选用其他的材料作为冷却介质。

用于电动汽车动力电池的相变冷却系统还设置有监控系统(图1-4中未示出)，该监控系统用于监测电池包的工作温度，当电池包的温度达到设定值(根据电池性能设置，例如20℃)时，监控系统控制膨胀阀4开启，动力电池6开始工作给电池包降温。当电池包的温度低于该设定值或者小于该设定值且差别达到一定阈值时，监控系统控制膨胀阀4关闭，动力电池6冷却停止工作。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。