集成式电池换热装置及电动汽车的制作方法

本实用新型涉及汽车领域，具体而言，涉及一种集成式电池换热装置及电动汽车。

背景技术：

现有电动汽车电池温控系统回路，电池冷却时需要用到电池冷却器，电池加热时需要用到ptc(直接加热)或电池加热换热器(间接加热)；而为了降低成本，电池加热往往共用暖风回路的ptc，采用间接加热方式，也就需要增加电池加热换热器和三通水阀。

因为前舱空间过小，电池冷却器、电池加热换热器、三通水阀布置较复杂，且各零件需要单独的支架固定，相互间还要连接水管，占用过多空间，容易造成干涉，影响系统装配工艺和美观，也增加了重量和成本。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种集成式电池换热装置，集成了多个接口，以省去多个零件之间的连接管路，减小占地空间。

本实用新型还提出了一种具有上述集成式电池换热装置的电动汽车。

动力电池设置在电池温控系统回路中，采暖系统回路中设置有加热器，根据本实用新型实施例的集成式电池换热装置具有与所述采暖系统回路连通的供暖进水口、乘员舱供暖出水口、电池供暖出水口、与所述电池温控系统回路连通的温控进水口和温控出水口、与冷媒回路连通的冷媒进口，所述多通阀用于改变所述供暖进水口与所述乘员舱供暖出水口、所述电池供暖出水口的导通状态，且在所述冷媒进口、所述温控进水口、所述温控出水口打开且所述电池供暖出水口关闭时，所述电池温控系统回路为电池冷却回路；在所述供暖进水口、所述电池供暖出水口、所述温控进水口、所述温控出水口打开且所述冷媒进口关闭时，所述电池温控系统回路为电池加热回路。

根据本实用新型实施例的集成式电池换热装置，具有供暖进水口、乘员舱供暖出水口、电池供暖出水口、温控进水口、温控出水口和冷媒进口，避免了将多个接口设置在不同零部件上而导致多个不同零部件之间管路连接复杂，本实用新型实施例的集成式电池换热装置集成了多个接口，集成化程度高，有利于节省布置空间，并且通过改变各个接口的导通状态，可使电池温控系统回路成为电池冷却回路或电池加热回路，以对动力电池进行冷却或加热，从而使动力电池工作在适宜温度范围内，有利于提升动力电池的使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，所述集成式电池换热装置包括：电池换热器、多通阀，所述电池换热器、所述多通阀的壳体固定相连或一体成型。

具体地，所述供暖进水口、所述乘员舱供暖出水口、所述电池供暖出水口开设在所述多通阀上，所述温控出水口、所述温控进水口和所述冷媒进口开设在所述电池换热器上。

进一步地，所述电池换热器包括：电池冷却器、电池加热换热器，所述电池加热换热器与所述电池冷却器的内部腔体连通，所述温控出水口开设在所述电池加热换热器上，所述温控进水口和所述冷媒进口开设在所述电池冷却器上。

根据本实用新型的一些实施例，所述多通阀还具有与所述电池换热器连通的内部接口。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池冷却器与所述冷媒回路通过所述冷媒进口连通。

可选地，所述电池冷却器与所述冷媒回路通过电子膨胀阀在所述冷媒进口处连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述采暖系统回路包括：乘员舱采暖回路和电池采暖回路，所述乘员舱采暖回路包括暖风芯体和所述加热器，所述电池采暖回路包括所述加热器，所述供暖进水口、所述乘员舱供暖出水口与所述乘员舱采暖回路连通，所述供暖进水口、所述电池供暖出水口与所述电池采暖回路连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述供暖进水口可与所述乘员舱供暖出水口和/或所述电池供暖出水口连通。

根据本实用新型另一方面实施例的电动汽车，包括上述的集成式电池换热装置。

所述电动汽车与上述的集成式电池换热装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是集成式电池换热装置与电池温控系统回路、采暖系统回路的连接示意图；

图2是集成式电池换热装置的示意图；

图3是电池温控系统回路为电池冷却回路且乘员舱采暖回路工作的示意图；

图4是池温控系统回路为电池加热回路且乘员舱采暖回路不工作的示意图。

附图标记：

集成式电池换热装置10、电池换热器12、电池冷却器1、电池加热换热器2、多通阀3、供暖进水口a、乘员舱供暖出水口b、内部接口c、电池供暖出水口d、温控进水口e、温控出水口f、电子膨胀阀h、冷媒进口k、冷媒出口m、电池温控系统回路20、动力电池21、第一水泵22、第一膨胀水壶23、采暖系统回路30、加热器31、第二水泵32、第二膨胀水壶33、暖风芯体34、乘员舱采暖回路35、电池采暖回路36、冷媒回路40。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1-图4详细描述根据本实用新型实施例的集成式电池换热装置10。

参照图1所示，动力电池21设置在电池温控系统回路20中，采暖系统回路30中设置有加热器31，集成式电池换热装置10具有温控进水口e和温控出水口f，温控进水口e和温控出水口f均与电池温控系统回路20连通，也就是说，集成式电池换热装置10与电池温控系统回路20连通，具体而言，流体经温控出水口f进入电池温控系统回路20中，电池温控系统回路20中的流体经温控进水口e进入集成式电池换热装置10中。

流体流经动力电池21时，适于与动力电池21进行热交换。可选地，流体可以是液体或气体，考虑到液体的换热效率较好，因此，流体优选为液体。

集成式电池换热装置10还具有与采暖系统回路30连通的供暖进水口a、乘员舱供暖出水口b、电池供暖出水口d，多通阀3用于改变供暖进水口a与乘员舱供暖出水口b、电池供暖出水口d的导通状态，以使集成式电池换热装置10实现多种工作模式，例如当供暖进水口a与乘员舱供暖出水口b接通时，采暖系统回路30可为乘员舱供暖，满足乘员的采暖需求；当供暖进水口a与电池供暖出水口d接通时，采暖系统回路30可为电池供暖，以使动力电池21外部温度升高至理想温度范围，提升电池工作性能。

动力电池21的加热与乘员舱的供暖共用用一个加热器31，有利于节省能源。可选地，加热器31是电加热器，例如加热器31可以是ptc。

集成式电池换热装置10还具有与冷媒回路40连通的冷媒进口k，在冷媒进口k、温控进水口e、温控出水口f打开且电池供暖出水口d关闭时，电池温控系统回路20为电池冷却回路。具体而言，当冷媒进口k打开时，冷媒回路40中的冷媒可经冷媒进口k进入集成式电池换热装置10内部，冷媒可进一步与集成式电池换热装置10内的流体换热，以使集成式电池换热装置10内的流体降温，温度降低后的流体成为冷却液，冷却液经温控出水口f进入电池温控系统回路20中，给电池温控系统回路20中的动力电池21降温，冷却液流经动力电池21后，再经温控进水口e进入集成式电池换热装置10中，再次与冷媒换热，如此循环，实现对动力电池21的冷却。

在供暖进水口a、电池供暖出水口d、温控进水口e、温控出水口f打开且冷媒进口k关闭时，电池温控系统回路20为电池加热回路。具体而言，当冷媒进口k关闭时，冷媒无法进入集成式电池换热装置10内部，供暖进水口a、电池供暖出水口d打开时，集成式电池换热装置10内部的流体经电池供暖出水口d进入采暖系统回路30中，经采暖系统回路30中的加热器31加热后，成为温度较高的流体，温度较高的流体经供暖进水口a重新返回集成式电池换热装置10内部，集成式电池换热装置10内部的经过升温后的流体经温控出水口f进入电池温控系统回路20中，给电池温控系统回路20中的动力电池21升温，流体流经动力电池21后，再经温控进水口e进入集成式电池换热装置10中，再次与流经采暖系统回路30的流体换热，如此循环，实现对动力电池21的加热。

换言之，集成式电池换热装置10具有用于冷却电池的电池冷却状态和用于加热电池的电池加热状态，在电池冷却状态时，集成式电池换热装置10连通冷媒回路40与电池温控系统回路20；在电池加热状态时，集成式电池换热装置10连通采暖系统回路30与电池温控系统回路20。集成式电池换热装置10同时具备了给电池冷却和电池加热双重功能。

如图1、图3-图4所示，电池温控系统回路20中还设置有第一水泵22、第一膨胀水壶23，第一水泵22可为流体在电池温控系统回路20内循环流动提供动力。采暖系统回路30中还设置有第二水泵32、第二膨胀水壶33，第二水泵32可为流体在采暖系统回路30内循环流动提供动力，第一膨胀水壶23和第二膨胀水壶33可起到补水和排气作用。

根据本实用新型实施例的集成式电池换热装置10具有供暖进水口a、乘员舱供暖出水口b、电池供暖出水口d、温控进水口e、温控出水口f和冷媒进口k，避免了将多个接口设置在不同零部件上而导致多个不同零部件之间管路连接复杂，本实用新型实施例的集成式电池换热装置10集成了多个接口，集成化程度高，有利于节省布置空间，并且通过改变各个接口的导通状态，可使电池温控系统回路20成为电池冷却回路或电池加热回路，以对动力电池21进行冷却或加热，从而使动力电池21工作在适宜温度范围内，有利于提升动力电池21的使用寿命。

参照图1-图2所示，集成式电池换热装置10可以包括：电池换热器12、多通阀3，电池换热器12、多通阀3的壳体固定相连或一体成型，由此有利于减少零件数量，并且可以节省电池换热器12、多通阀3之间的连接管路，有利于节省装配工序，同时有利于减小集成式电池换热装置10的体积，此外，连接管路的减少，还可以降低流体的热量损失，提升能源利用率。

具体地，供暖进水口a、乘员舱供暖出水口b、电池供暖出水口d开设在多通阀3上，此时，多通阀3为三通阀，温控出水口f、温控进水口e和冷媒进口k开设在电池换热器12上。多通阀3还具有与电池换热器12内部连通的内部接口c。

换言之，所述多通阀3具有供暖进水口a、乘员舱供暖出水口b、电池供暖出水口d，多通阀3与电池换热器12通过内部接口c相互连通。当供暖进水口a、电池供暖出水口d打开时，从供暖进水口a进入多通阀3的高温流体可经内部接口c进入电池换热器12的内部腔体中，与电池换热器12内部腔体中的低温流体换热，从而将采暖系统回路30的热量传递给电池换热器12内的流体，以使电池换热器12内部腔体中的流体温度升高，温度升高后流体再经温控出水口f进入电池温控系统回路20中，给电池温控系统回路20中的动力电池21升温后，再经温控进水口e进入电池换热器12中，电池换热器12内的流体可经电池供暖出水口d进入采暖系统回路30中再次升温。

进一步地，参照图1-图4所示，电池换热器12可以包括：电池冷却器1、电池加热换热器2，电池冷却器1、电池加热换热器2通过紧固件固定相连或者电池冷却器1、电池加热换热器2一体成型，由此可以省去电池冷却器1、电池加热换热器2之间的连接管路，节省装配工序。温控出水口f开设在电池加热换热器2上，温控进水口e和冷媒进口k开设在电池冷却器1上，电池加热换热器2与电池冷却器1的内部腔体连通，由此保证温控进水口e与温控出水口f连通。

多通阀3与电池加热换热器2通过内部接口c连通，也就是说，流体在电池加热换热器2内部与经采暖系统回路30加热后的高温流体进行换热，以成为温度较高的流体，从而为电池进行加热。

集成式电池换热装置10与电池温控系统回路20、采暖系统回路30、冷媒回路40共同组成电池冷却加热系统。集成式电池换热装置10将电池冷却器1、电池加热换热器2和多通阀3三个零件设计成一个集成式电池换热装置，该集成式电池换热装置10同时具备了给电池冷却和电池加热双重功能。现有技术的三个零件变为本实用新型中的一个零件，减少了零件数量，另外使整个电池冷却加热系统减少了固定支架和连接管路数量。

电池冷却器1与冷媒回路40通过冷媒进口k连通，也就是说，为电池进行冷却的流体在电池冷却器1内部与冷媒进行换热，以成为温度较低的流体，从而为电池进行冷却。

可选地，电池冷却器1与冷媒回路40通过电子膨胀阀h在冷媒进口k处连通。电子膨胀阀h使冷媒膨胀吸热而提供冷源，且电子膨胀阀h具有冷媒进口k和冷媒出口m，冷媒回路40中的冷媒经冷媒进口k进入电池冷却器1中，电池冷却器1中的多余冷媒可经冷媒出口m再回到冷媒回路40中。

当冷媒进口k打开时，冷媒回路40中的冷媒可经电子膨胀阀h的冷媒进口k进入电池冷却器1内部，冷媒可进一步与电池冷却器1内的流体换热，以使电池冷却器1内的流体降温，温度降低后的流体进入电池加热换热器2，再经电池加热换热器2上的温控出水口f进入电池温控系统回路20中，给电池温控系统回路20中的动力电池21降温，流体流经动力电池21后，再经电池冷却器1上的温控进水口e进入电池冷却器1中，流体再次与冷媒换热，第一水泵22提供动力，如此循环，实现对动力电池21的冷却。

参照图1、图3-图4所示，采暖系统回路30包括：乘员舱采暖回路35和电池采暖回路36，乘员舱采暖回路35包括暖风芯体34和加热器31，电池采暖回路36包括加热器31，供暖进水口a、乘员舱供暖出水口b与乘员舱采暖回路35连通，供暖进水口a、电池供暖出水口d与电池采暖回路36连通。电池加热换热器2内的流体可经电池供暖出水口d进入电池采暖回路36中，电池采暖回路36中的流体可经供暖进水口a、内部接口c进入电池加热换热器2内。

供暖进水口a可与乘员舱供暖出水口b和/或电池供暖出水口d连通。也就是说，供暖进水口a可仅与乘员舱供暖出水口b连通，此时乘员舱采暖回路35工作；供暖进水口a也可仅与电池供暖出水口d连通，此时电池采暖回路36工作；供暖进水口a还可以与乘员舱供暖出水口b和电池供暖出水口d同时连通，此时乘员舱采暖回路35和电池采暖回路36同时工作。

具体结合图3-图4介绍电池冷却和加热两种工作模式：

a、电池冷却时

空调冷媒系统工作，通过电子膨胀阀h，使冷媒膨胀吸热而提供冷源，流体与冷媒在电池冷却器1内部产生换热，降低电池温控系统回路20的流体温度；此时电池温控系统回路20流体流向为e→f→e,给动力电池21冷却。

电池冷却时，乘员舱采暖回路35可不工作，若乘员舱需要采暖时再开启工作，此时通过多通阀3控制流体流向，使采暖系统回路30中的乘员舱采暖回路35工作，流体流向为a→b→a，单独给乘员舱制热。

b、电池加热时

空调冷媒系统和电子膨胀阀h不工作，此时电池温控系统回路20流体流向为e→f→e。

此时采暖系统回路30工作加热流体，通过多通阀3控制流体流向，使采暖系统回路30中的电池采暖回路36工作，流体流向为a→c→d→a，此时冷、热流体在电池加热换热器2中换热，提高电池温控系统回路20流体温度，给动力电池21加热。

若乘员舱同时需要采暖时，可进行比例调节多通阀3，使采暖系统回路30中的乘员舱采暖回路35和电池采暖回路36同时工作，流体并联流向为a→b→a与a→c→d→a，给动力电池21加热的同时给乘员舱制热。

通过对集成式电池换热装置10的控制，可以实现电池冷却、电池加热、乘员舱采暖模式的自由切换。

根据本实用新型另一方面实施例的电动汽车，包括上述实施例的集成式电池换热装置10，集成式电池换热装置10可以布置在前舱内。采用了上述实施例的集成式电池换热装置10之后，本实用新型具有以下有益效果：

1)减少了零件数量：三个零件集成为一个集成装置，方便布置和零件管理，也省去了三个零件间的连接管路；

2)优化零件和管路布置、连接，美化了车辆前舱布置；

3)减少电池冷却回路和电池加热回路的长度和管路数量，降低了热量损失，提升电池冷却加热系统的性能；

4)降低了电池冷却加热系统的装配及维护难度；

5)减轻电池冷却加热系统的重量，降低了成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。