一种带集成电池水冷半顶置式纯电空调机组的制作方法

1.本实用新型涉及电池热管理技术领域，特别涉及一种带集成电池水冷半顶置式纯电空调机组。


背景技术：

2.大量实验证明，锂电池的工作温度范围应控制在25℃到40℃，工作温度过高、过低，或者电池组内温度均匀，都会对锂电池的供电能力有较大影响。
3.电池温度过高：锂电池工作温度过高，对充放电容量、电池寿命等的影响较大，可能导致安全隐患。电芯在环境温度23℃条件下剩余容量衰减值80％需要6230天，但在环境温度55℃下仅需270天；同样的电芯剩余容量为90％时，25℃下输出容量为300kwh，35℃下输出容量仅为160kwh。
4.电池温度过低：锂电池温度过低会使电池容量降低，降低电池寿命。温度低于0度时，充电会引发内部析锂刺穿电池内部隔膜，引起电池内部短路。
5.电池单体温度不一致：单体电池温度不一致产生的热量累积会造成各处温度不均匀，影响一致性、降低充放电循环效率，甚至导致单体热失控。
6.因此，需提供一种带集成电池水冷半顶置式纯电空调机组，对电池的温度进行调节，减少电池组的温度差异，以使电池工作温度维持在合适的范围内，保证电池性能、可靠性以及安全性。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种带集成电池水冷半顶置式纯电空调机组，对电池的温度进行调节，减少电池组的温度差异，以使电池工作温度维持在合适的范围内，保证电池性能、可靠性以及安全性。
8.为实现上述实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案实现如下：一种带集成电池水冷半顶置式纯电空调机组，包括设置于汽车内的电池组、水泵以及设置于汽车顶部的空调机组，所述电池组和空调机组通过管道连接；所述空调机组包括基座以及连接于所述基座上的盖体；所述基座上左右设有电气腔和冷凝腔；
9.所述冷凝腔内设有冷凝器，所述冷凝器包括冷凝风机组以及分别设置于所述冷凝风机组前后两侧的第一冷凝器芯体和第二冷凝器芯体；所述冷凝器芯体和第二冷凝器芯体向所述冷凝风机组倾斜设置，且所述第一冷凝器芯体和第二冷凝器芯体的下侧空间与所述冷凝腔连通；
10.所述电气腔内设有压缩机、换热器、电子膨胀阀、电控盒、气液分离器和干燥瓶，所述电控盒内设置有主控制器；所述主控制器与压缩机、冷凝风机组以及水泵连接；
11.所述压缩机、冷凝器、干燥瓶以及气液分离器通过管道依次循环连接，形成空调循环系统；
12.所述换热器、电池组和水泵通过管道依次循环连接形成电池冷却系统，用于对电
池组进行冷却。
13.优选地，所述电控盒、压缩机、气液分离器以及换热器设置于所述电气腔远离所述冷凝腔的同一侧，且电控盒、压缩机、气液分离器以及换热器从前往后依次设置；所述干燥瓶设置于所述电气腔靠近所述冷凝腔的一侧。
14.优选地，所述冷凝风机组包括沿所述基座的长度方向设置第一冷凝风机和第二冷凝风机，所述第一冷凝风机和第二冷凝风机与所述电控盒连接。
15.优选地，所述盖体与所述基座连接后对所述冷凝腔和电气腔形成遮盖；所述盖体对应所述第一冷凝器芯体和第二冷凝器芯体的位置分别设置有多个第一进风口和多个第二进风口，多个所述第一进风口和多个所述第二进风口一一对称设置，且均沿所述基座的长度方向均匀分布；所述第一进风口和第二进风口贯穿所述盖体的内外两侧，且向内延伸至与所述冷凝腔连通。
16.优选地，所述盖体对应所述冷凝风机组的位置设置有安装口，所述安装口贯穿所述盖体内外两侧，且向内延伸至与所述冷凝腔连通。
17.优选地，所述盖体对应所述安装口的位置连接有安装板，所述安装板对所述安装口形成遮盖，所述安装板对应所述第一冷凝风机和第二冷凝风机的位置分别设置有第一安装孔和第二安装孔，所述第一冷凝风机和第二冷凝风机的上端固定于所述安装板上，且其二者的下端分别穿过所述第一安装孔和第二安装孔伸入所述冷凝腔内。
18.优选地，所述电池冷却系统包括第一换热支路和第二换热支路，所述第一换热支路和第二换热支路通过换热器进行热交换；所述第一换热支路包括依次连接的电子膨胀阀、第一换热管道、换热器、第二换热管道；所述第二换热支路包括电池组、水泵、换热器、第三换热管道和第四换热管道；所述第三换热管道一端与水泵连接，另一端伸入到所述电气腔中与所述换热器连接；所述第四换热管道一端与所述电池组连接，另一端伸入到所述电气腔中与所述换热器连接。
19.优选地，所述电气腔外侧对应所述压缩机的位置设有膨胀水箱，所述膨胀水箱通过管道穿过所述电气腔与所述水泵连接；所述盖体对应于所述膨胀水箱的位置设置有冷却液充注口；所述盖体上对应所述冷却液充注口的位置设置有一小盖，所述小盖对所述冷却也充注口形成遮盖。
20.优选地，所述电气腔与所述冷凝腔在所述基座的所占面积的比值为3:5。
21.优选地，所述第一冷凝器芯体和第二冷凝器芯体的下侧与所述冷凝腔底部的夹角均为 20
°
。
22.有益效果
23.与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果为：
24.本实用新型的半顶置式空调机组为独立一体式机组，结构紧凑高效，专用于电池组的热量管理，通过对电池组的温度进行调节，减少电池组的温度差异，以使电池工作温度维持在合适的范围内，保证电池性能、可靠性以及安全性。
附图说明
25.图1是本实用新型的空调机组在车辆上的安装示意图；
26.图2是本实用新型的空调机组的整体结构图；
27.图3是本实用新型的基座的整体结构图；
28.图4是图3中a的放大图；
29.图5是本实用新型的基座的斜视图；
30.图6是本实用新型的盖体的结构示意图；
31.图7是本实用新型的安装板的结构示意图；
32.图8是本实用新型的原理结构图。
33.附图中的标记所对应的技术特征为：1、空调机组；11、基座；111、电气腔；1111、电控盒；1112、压缩机；1113、电子膨胀阀；1114、换热器；1115、干燥瓶；1116、气液分离器；1117、第一换热管道；1118、第二换热管道；1119、第三换热管道；11110、第四换热管道；112、冷凝腔；1121、冷凝器；11211、第一冷凝风机；11212、第二冷凝风机；11213、第一冷凝器芯体；11214、第二冷凝器芯体；12、膨胀水箱；13、盖体；131、第一进风口；132、第二进风口；133、安装口；134、安装板；1341、第一安装孔；1342、第二安装孔；135、冷却液充注口；136、小盖；2、车辆。
具体实施方式
34.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
35.如图1和图2所示，一种带集成电池水冷半顶置式纯电空调机组1，包括设置于汽车内的电池组、水泵、电加热器以及设置于汽车顶部的空调机组，所述电池组21和空调机组通过管道连接；本实用新型的半顶置式空调机组为独立一体式机组，结构紧凑高效，专用于电池组的热量管理，
36.所述空调机组1包括基座11以及连接于所述基座11上的盖体13；所述基座11上左右设有电气腔111和冷凝腔112；所述电气腔111与所述冷凝腔112在所述基座11的所占面积的比值为3:5。
37.所述冷凝腔112内设有冷凝器1121，所述冷凝器1121包括冷凝风机组以及分别设置于所述冷凝风机组前后两侧的第一冷凝器芯体11213和第二冷凝器芯体11214；所述第一冷凝器芯体11213和第二冷凝器芯体11214向所述冷凝风机组倾斜设置，且所述第一冷凝器芯体11213和第二冷凝器芯体11214的下侧空间与所述冷凝腔112连通；所述第一冷凝器芯体11213和第二冷凝器芯体11214的下侧与所述冷凝腔112底部的夹角均为20
°
。通过设置所述冷凝腔112为所述第一冷凝器芯体、第二冷凝器芯体以及冷凝风机组提供一个安装的空间，
38.所述冷凝风机组包括沿所述基座11的长度方向设置第一冷凝风机11211和第二冷凝风机11212，所述第一冷凝风机11211和第二冷凝风机11212与所述电控盒1111连接。
39.所述电气腔111内设有压缩机1112、换热器1114、电子膨胀阀1113、电控盒1111、气液分离器1116和干燥瓶1115，所述电控盒内设置有主控制器，所述主控制器与压缩机 1112、冷凝风机组、水泵以及电加热器连接；所述电控盒1111、压缩机1112、气液分离器 1116以及换热器1114设置于所述电气腔111远离所述冷凝腔112的同一侧，且电控盒1111、压缩机1112、气液分离器1116以及换热器1114从前往后依次设置；所述干燥瓶1115设置于所述电气腔111靠近所述冷凝腔112的一侧。
40.所述压缩机1112、冷凝器1121、干燥瓶1115以及气液分离器1116通过管道依次循
环连接，形成空调循环系统；
41.所述换热器1114、电池组21和水泵22通过管道依次循环连接形成电池冷却系统，用于对电池组21进行冷却。所述电池冷却系统包括第一换热支路和第二换热支路，所述第一换热支路和第二换热支路通过换热器1114进行热交换；所述第一换热支路包括依次连接的电子膨胀阀1113、第一换热管道1117、换热器1114、第二换热管道1118；所述第二换热支路包括电池组21、水泵22、换热器1114、第三换热管道1119和第四换热管道11110；所述第三换热管道1119一端与水泵22连接，另一端伸入到所述电气腔111中与所述换热器1114连接；所述第四换热管道11110一端与所述电池组21连接，另一端伸入到所述电气腔111中与所述换热器1114连接。通过所述电池冷却系统，对汽车的电池组进行降温，使得所述电池组维持在正常的温度范围内，保证电池组能够正常工作，提升电池组的性能、可靠性和安全性。
42.所述盖体13与所述基座11连接后对所述冷凝腔112和电气腔111形成遮盖；所述盖体13对应所述第一冷凝器芯体11213和第二冷凝器芯体11214的位置分别设置有多个第一进风口131和多个第二进风口132，多个所述第一进风口131和多个所述第二进风口132一一对称设置，且均沿所述基座11的长度方向均匀分布；所述第一进风口131和第二进风口 132贯穿所述盖体13的内外两侧，且向内延伸至与所述冷凝腔112连通。所述第一进风口 131和第二进风口132的设置便于空气进入所述冷凝腔112内；
43.所述盖体13对应所述冷凝风机组的位置设置有安装口133，所述安装口133贯穿所述盖体13内外两侧，且向内延伸至与所述冷凝腔112连通。所述安装口133的设置为所述冷凝风机组提供一个通过的空间。
44.所述盖体13对应所述安装口133的位置连接有安装板134，所述安装板134对所述安装口133形成遮盖，所述安装板134对应所述第一冷凝风机11211和第二冷凝风机11212 的位置分别设置有第一安装孔1341和第二安装孔1342，所述第一冷凝风机11211和第二冷凝风机11212的上端固定于所述安装板134上，且其二者的下端分别穿过所述第一安装孔1341和第二安装孔1342伸入所述冷凝腔112内。通过设置所述安装板以及在所述安装板上设置第一安装孔和第二安装孔，便于对所述第一冷凝风机和第二冷凝风机进行安装固定，同时，第一进风口、第二进风口、冷凝腔和第一安装孔和第二安装孔形成空气循环通道；当所述第一冷凝风机11211和第二冷凝风机11212工作时，所述第一冷凝风机11211 和第二冷凝风机11212将冷凝腔112内热空气向外排出，使得所述冷凝腔112内部形成负压，空气通过第一进风口131和第二进风口132进入冷凝腔112，然后经过第一冷凝器芯体 11213和第二冷凝器芯体11214，与第一冷凝器芯体11213和第二冷凝器芯体11214内部的制冷剂进行热交换，在第一冷凝风机11211和第二冷凝风机11212的抽取下，通过第一安装孔和第二安装向外排出，从而对第一冷凝器芯体11213和第二冷凝器芯体11214内部的制冷剂进行降温。
45.所述电气腔111外侧对应所述压缩机1112的位置设有膨胀水箱12，所述膨胀水箱12 通过管道穿过所述电气腔111与所述水泵22连接；所述盖体13对应于所述膨胀水箱12的位置设置有冷却液充注口135；所述盖体13上对应所述冷却液充注口135的位置设置有一小盖136，所述小盖136对所述冷却液充注口135形成遮盖；当冷却液不足时，打开小盖 136，通过所述冷却液充注口135向所述膨胀水箱12内添加冷却液，保证电池冷却系统的正常运行。
46.下面详细描述本实用新型的工作原理：
47.当电池组的温度过高时，在所述主控制器的控制下，制冷剂由压缩机1112压缩成
高温高压的过热蒸汽，经管道进入冷凝器1121，通过各冷凝风机进行强制冷却，冷凝成高压中温液体后进入干燥瓶11151进行干燥，干燥后，一部分经气液分离器流回压缩机，另一部分流入电子膨胀阀1103，经电子膨胀阀1103膨胀降压后形成低温低压的液态并通过第一换热管道流入换热器1114；所述水泵通过第三换热管道将电池组内的高温冷却液吸入到换热器 1114内与低温低压的制冷剂进行热交换，高温冷却液通过热交换后变成低温冷却液，并通过第四换热管道流回电池组内，对电池组进行冷却降温；低温低压的制冷剂经过热交换后蒸发成低压蒸汽，通过第二换热管道流入气液分离器进行气液分离后，通过管道被压缩机 1112吸入，进行下一个循环。
48.当电池组的温度过低时，所述主控制器控制空调系统不运行，并控制水泵和电加热器工作，所述电加热器对水泵从电池组内抽取的低温冷却液进行加热，然后通过管道流回电池组内，对电池组进行升温，并在第二换热支路内循环，直到电池组的温度处于合适的范围内，所述电加热器停止工作。
49.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准，根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属技术领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，保护范围并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对权利要求的一些修改和变更也应当落入本实用新型的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。