冷却机组和热管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及热交换技术领域，具体而言，涉及一种冷却机组和热管理系统。


背景技术：

2.目前，热负载模组例如电池包需要进行散热处理，针对电池包的热管理的产品，现有水冷冷却机组：
3.制冷功能通过空调系统的运行，利用板式换热器(液冷蒸发器)对电池包流出的热态防冻液进行降温，并通过水泵的循环作用将降温后的热态防冻液质重新泵入到电池包内部。用于均衡电池包内部温差，降低电芯温度。
4.制热功能通过电加热器的工作，将系统中的低温液态防冻液质进行加热，并通过水泵的循环作用，将加热后的热态防冻液重新泵入到电池包内部，用于均衡电池包内部温差，提升电芯温度。应当理解，应对不同的使用场景，加热功能可以作为选配(如数据中心、基站不需要加热)；
5.制冷、加热的运行保证电池包再不同环境温度下的正常充放电的安全性、延长电芯使用寿命。
6.经发明人研究发现，现有的冷却机组存在如下缺点：
7.安全性差、能耗高、散热不均。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种冷却机组和热管理系统，其能够提高运行过程的安全性。
9.本实用新型的实施例是这样实现的：
10.第一方面，本实用新型提供一种冷却机组，包括：
11.冷媒循环系统、换热器和冷冻液循环系统，所述冷媒循环系统设有多条并列支管，每条所述并列支管上均设置有用于驱动冷媒流动的压缩机；所述换热器具有连通所述冷媒循环系统的第一通道和连通所述冷冻液循环系统的第二通道，流通与所述第一通道内的冷媒用于与流通与所述第二通道内的冷冻液。
12.在可选的实施方式中，所述冷冻液循环系统包括冷冻液流动管路、水泵和加热器，所述冷冻液流动管路连通所述第二通道；所述水泵以及所述加热器均设于所述冷冻液流动管路上；所述水泵用于驱动冷冻液流动于所述冷冻液流动管路内。
13.在可选的实施方式中，所述水泵的数量为多个且并列排布。
14.在可选的实施方式中，所述冷冻液流动管路上设置有第一三通阀，所述第一三通阀的两个出口中的一个连通有第一支管，两个出口中的另一个连通有第二支管，所述第一支管和第二支管远离所述第一三通阀的端部汇集；所述第一支管和所述第二支管上均设有水泵。
15.在可选的实施方式中，所述加热器的数量为多个且并排设置。
16.在可选的实施方式中，所述冷冻液流动管路上设置有第二三通阀，所述第二三通阀的两个支路上分别设置有一个加热器。
17.在可选的实施方式中，所述冷冻液循环系统还包括空冷管路，所述空冷管路的两端分别均与所述冷冻液流动管路连通，所述冷冻液流动管路位于所述空冷管路的两端的管段连通所述第二通道。
18.在可选的实施方式中，所述空冷管路与所述冷冻液流动管路通过第三三通阀连通。
19.第二方面，本实用新型提供一种热管理系统，所述热管理系统包括：
20.热负载模组和前述实施方式中任一项所述的冷却机组，所述热负载模组具有用于储存冷冻液的储存腔；所述冷冻液循环系统连通所述储存腔。
21.在可选的实施方式中，所述热负载模组为电池包模组。
22.本实用新型实施例的有益效果是：
23.综上所述，本实施例提供的冷却机组，通过将压缩机的数量设置为多个，即针对制冷系统中较为重要的部件压缩机进行了冗余设计，冷却机组运行过程中，多个压缩机中的一个运行即可实现电池包的正常冷却作业。当正在运行的压缩机出现故障不能够正常作业时，此时，多个压缩机中备用的压缩机能够参与作业，从而替代不能正常作业的压缩机，保证冷却机组能够正常运转，从而提高安全性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本实用新型实施例的电池包热管理系统的结构示意图。
26.图标:
27.100-冷媒循环系统；101-冷媒流动管路；1011-输入管段；1012-输出管段；110-支管；120-压缩机；130-干燥瓶；140-压力传感器；150-散热器；160-冷凝器；200-换热器；300-冷冻液循环系统；310-冷冻液流动管路；311-第一主管段；312-第一支路；313-第二支路；314-第二主管段；320-空冷管路；330-水泵；340-加热器；400-三通阀；500-热负载模组。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
33.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.目前，冷却机组在制冷剂循环回路中，使用了单一压缩机120，压缩机120作为系统动力核心部件，在压缩机120运行受阻或者输出能力不足时，容易导致系统运行异常，影响整个机组的制冷功能，从而影响电池充、放电功能，严重时会导致电池组发生热失控、失火，如此，安全性低。
35.鉴于此，设计者设计了一种冷却机组，压缩机120采用了冗余设计，能够在某一压缩机120损坏后，备用的压缩机120能够替代被损坏的压缩机120，从而保证冷却机组正常运行，提高安全性。
36.请结合图1，本实施例中，一种冷却机组包括冷媒循环系统100、换热器200和冷冻液循环系统300，冷媒循环系统100设有多条并列支管110，每条并列支管110上均设置有用于驱动冷媒流动的压缩机120；换热器200具有连通冷媒循环系统100的第一通道和连通冷冻液循环系统300的第二通道，流通与第一通道内的冷媒用于与流通与第二通道内的冷冻液。
37.需要说明的是，冷却机组可以应用于热负载模组的降温和升温作业，热负载模组包括但不限于是电池包模组。本实施例中以冷却机组应用于电池包模组为例进行说明。
38.本实施例提供的冷却机组的作业原理如下：
39.通过将压缩机120的数量设置为多个，即针对制冷系统中较为重要的部件压缩机120进行了冗余设计，冷却机组运行过程中，多个压缩机120中的一个运行即可实现电池包的正常冷却作业。当正在运行的压缩机120出现故障不能够正常作业时，此时，多个压缩机120中备用的压缩机120能够参与作业，从而替代不能正常作业的压缩机120，保证冷却机组能够正常运转，从而提高安全性。
40.本实施例中，可选的，冷媒循环系统100包括冷媒流动管路101，冷媒流动管路101上设置有两条并列设置的支管110，每条支管110上均设置有一个压缩机120，两个压缩机120并列设置。例如，冷媒流动管路101具有输入管段1011和输出管段1012，输入管段1011的
一端与第一通道的一端连通，输入管段1011的另一端以及两个支管110的端部通过一个三通阀400连接，两条支管110远离输入管段1011的端部汇集并与输出管段1012的一端连通，输出管段1012的另一端与干燥瓶130连通，干燥瓶130与第一通道的另一端连通。
41.并且，在输出管段1012上设置有冷凝器160，同时，冷媒循环系统100还包括与冷凝器160配套的散热器150。
42.需要说明的是，可以将冷凝器160也设置为冗余设计，即冷凝器160的数量可以为多个。此外，在其他实施例中，压缩机120的数量不限于是两个。
43.进一步的，在输入管段1011上还设置有压力传感器140。
44.本实施例中，可选的，换热器200可以设置为板式换热器200。
45.本实施例中，可选的，冷冻液循环系统300包括冷冻液流动管路310、水泵330和加热器340，冷冻液流动管路310连通第二通道；水泵330以及加热器340均设于冷冻液流动管路310上；水泵330用于驱动冷冻液流动于冷冻液流动管路310内。
46.冷冻液需要在冷冻液流动管路310中流动时，依靠水泵330提供动力。
47.具体的，为了提高冷冻液循环系统300的可靠性，将水泵330和加热器340均采用冗余设计，例如，本实施例中，水泵330的数量为两个且并列设置，加热器340的数量为三个且并列设计，应当理解，在其他实施例中，水泵330的数量不限于是两个，加热器340的数量不限于是两个。
48.具体的，冷冻液流动管路310包括第一主管段311、两根第一支路312、三根第二支路313和第二主管段314，第一主管段311的一端用于与电池包的储存冷冻液的储存腔连通，第二主管段314的一端用于与储存腔连通。两根第一支路312并联，每根第一支路312的两端均与第一主管段311连通，例如，两根第一支路312的一端通过一个三通阀400与第一主管段311连通，两根第一支路312的另一端通过一个三通阀400与第一主管段311连通。对应的，三根第二支路313也可以通过多个三通阀400组合实现与第一主管段311连通。第一主管段311远离储存腔的一端与第二通道连通。第二主管段314的两端分别与储存腔和第二通道连通。在运行过程中，可以通过设置监控器来检测每个水泵330以及加热器340的运行情况，当水泵330或加热器340损坏后，可以发出报警从而提醒用户切换或者自动进行切换。监控器以及自动切换结构都是可以采用公知技术。
49.本实施例中，可选的，冷冻液循环系统300还包括空冷管路320，空冷管路320的两端分别均与冷冻液流动管路310连通，冷冻液流动管路310位于空冷管路320的两端的管段连通第二通道。具体的，空冷管路320的一端与第一主管段311的端部连通，且加热器340和水泵330均位于第一主管段311的连通空冷管路320的位置与连通储存腔的端口之间。空冷管路320通过三通阀400与第一主管段311连通，并且空冷管路320的另一端与第二主管段314连通。如此，从第一主管段311输出的冷冻液可以选择流入第二通道与第一通道中的冷媒进行热交换后从第二主管段314回流至储存腔中。也可以选择从空冷管路320流经散热器150后进入第二主管段314并回流至储存腔中，从空冷管路320中流动时，利用外界低温环境通过散热器150对防冻液介质进行降温，有效降低压缩机120的运行时长，降低冷凝风扇的运行负荷，间接使用冗余设计，延长压缩机120的和冷凝风扇的使用寿命。
50.本实施例还提供了一种热管理系统，包括热负载模组500和冷却机组，热负载模组500具有用于储存冷冻液的储存腔；冷冻液循环系统300连通储存腔。
51.本实施例还提供了一种汽车，包括上述的热管理系统，安全性高。
52.需要说明的是，热管理系统的应用对象还可以是基站冷却、数据中心冷却，以及其他需要降温、升温的设备等，不局限于汽车上的电池包的热管理。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。