一种车载电池热管理装置的制作方法

1.本实用新型涉及车载电池热管理技术领域，尤其涉及一种车载电池热管理装置。


背景技术：

2.车载电池热管理装置，即是运用于汽车等移动交通工具中，用于对车载电池的温度进行调控的装置，车载电池热管理装置是随着新能源汽车的日益普及而产生而发展的。
3.目前，各家客车厂对电池热管理装置的尺寸提出越来越高的要求，电池热管理装置的安装空间和外观外形需要跟整车和空调外形相匹配。
4.基于以上存在的问题，亟需提出一种结构紧凑与车辆更为契合的电池热管理装置。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型的目的是提供一种车载电池热管理装置，以满足现有技术中对车载电池热管理装置外形和安装空间的紧凑型需求。
6.本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：
7.根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种车载电池热管理装置，包括机壳、压缩机、冷凝风机、冷凝器、膨胀阀、板式换热器、膨胀水箱、水泵以及控制器；其中：机壳与车顶相连，机壳内设有长条形的安装腔，压缩机、冷凝风机、冷凝器、膨胀阀、板式换热器、膨胀水箱、水泵以及控制器安装于安装腔内；汽车的车载电池设置有换热板；板式换热器包括制冷剂入口端、水入口端、制冷剂出口端以及水出口端；板式换热器的制冷剂出口端通过若干管道经压缩机、冷凝器、膨胀阀与板式换热器的入口端依次连接而构成闭环的制冷剂回路；冷凝风机设置于冷凝器的一侧且冷凝风机的出风口与机壳的外部连通；板式换热器的水出口端通过若干管道经换热板、水泵与板式换热器的水入口端依次连接而构成闭环的水回路，且膨胀水箱连接于水泵的抽水端；控制器与压缩机、冷凝风机、水泵均电性连接。
8.可选地，机壳内设有至少两个隔板，隔板将安装腔分成依次相连的第一腔、第二腔以及第三腔，冷凝器以及冷凝风机位于第一腔中，水泵、膨胀水箱、膨胀阀位于第二腔中，控制器以及压缩机位于第三腔中。
9.可选地，冷凝风机设置于第一腔的顶面，第一腔的至少一个侧面开设有进风口。
10.可选地，膨胀水箱的加水口朝上设置，第二腔的顶面位于膨胀水箱进水口的位置设有开口，第二腔的顶面上设置有能够可开启或盖合开口的盖板。
11.可选地，机壳包括外壳以及底板，外壳为玻璃钢或其他非金属材料经模具成型。
12.可选地，机壳包括外壳以及底板，底板为铝合金制成。
13.可选地，底板与车顶之间设有缓冲垫以及第一绝缘垫。
14.可选地，机壳与车顶通过螺栓螺母结构相连。
15.可选地，底板上开设有第一通孔，车顶的顶面对应地设有第二通孔，螺栓螺母结构
包括连接螺栓以及连接螺母，连接螺栓的杆端依次穿过第二通孔、第一绝缘垫、缓冲垫、第二绝缘垫与连接螺母螺纹相连。
16.可选地，第二绝缘垫与连接螺母之间还设有平垫圈以及弹性垫圈。
17.由上述技术方案可知，本实用新型实施例至少具有如下优点和积极效果：
18.1)提出一种车载电池热管理装置，通过将压缩机、冷凝风机、冷凝器、膨胀阀、板式换热器、膨胀水箱、水泵以及控制器结合于机壳的长条形安装腔中，形成一独立型的换热装置，结构紧凑，且可根据不同尺寸的汽车进行适应性调整，车载电池热管理装置包括制冷剂回路以及水回路，其中水回路经过车载电池的换热片，以通过水与车载电池之间进行换热，在板式换热器处，制冷剂与水进行热量交换，以使得制冷剂回路能够经水回路对车载电池进行温度控制。
19.2)通过隔板将机壳的安装腔分隔为第一腔、第二腔和第三腔，使得各部件能够安装在不同的腔室内，有利于进行温度隔离，还有利于进行重量平衡。
20.3)将冷凝风机设置在第一腔的顶面，当冷凝风机工作时，冷凝风机的出风口将第一腔内的气体排出机壳，第一腔侧面的进风口能够向第一腔内进风，从而能够对冷凝器进行冷却，以保证冷却剂回路的正常运转。
21.4)将膨胀水箱的加水口朝上设置，维护时，可将盖板打开，从而打开第二腔顶面的开口，进而可以经膨胀水箱的加水口补充水。
22.5)机壳与车顶进行绝缘及缓冲式的连接，保持车载电池热管理装置与车顶的电绝缘，并减少车载电池热管理装置与汽车之间的振动传递，有利于降低车载电池热管理装置工作时向车内传递噪音。
附图说明
23.图1为本实用新型其中一实施例的车载电池热管理装置整体结构的示意图；
24.图2为本实用新型其中一实施例的车载电池热管理装置去除外壳后的内部结构布局示意图；
25.图3为本实用新型其中一实施例的车载电池热管理装置螺栓螺母结构连接示意图；
26.图4为本实用新型其中一实施例的车载电池热管理装置各部件连接关系以及工作原理示意图。
27.其中，附图标记含义如下：
28.1、机壳；101、安装腔；1011、第一腔；10111、进风口；1012、第二腔；10121、开口；1013、第三腔；102、外壳；103、底板；1031、第一通孔；2、压缩机；3、冷凝风机；4、冷凝器；5、膨胀阀；6、板式换热器；7、膨胀水箱；701、加水口；8、水泵；9、控制器；10、换热板；11、隔板；12、盖板；13、缓冲垫；1301、延伸部；14、第一绝缘垫；15、螺栓螺母结构；1501、连接螺栓；1502、连接螺母；16、车顶；1604、第二通孔；17、第二绝缘垫；1701、凹槽；18、第一平垫圈；19、弹性垫圈；20、密封圈；21、第二平垫圈；22、车载电池。
具体实施方式
29.为了更好地理解和实施，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。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。
32.实施例
33.参阅图1至图4，本实用新型公开了一种车载电池热管理装置，包括机壳1、压缩机2、冷凝风机3、冷凝器4、膨胀阀5、板式换热器6、膨胀水箱7、水泵8以及控制器9；其中：
34.机壳1与车顶16相连，机壳1内设有长条形的安装腔101，压缩机2、冷凝风机3、冷凝器4、膨胀阀5、板式换热器6、膨胀水箱7、水泵8以及控制器9安装于安装腔101内；
35.汽车的车载电池22设置有换热板10；换热板10可内置于车载电池22中，也可以套设在车载电池22外，换热板10内具有供水流通过的空腔，换热板10上具有与空腔连通的流水入口和流水出口。
36.板式换热器6包括制冷剂入口端、水入口端、制冷剂出口端以及水出口端；其中，板式换热器6的制冷剂出口端通过若干管道经压缩机2、冷凝器4、膨胀阀5与板式换热器6的入口端依次连接而构成闭环的制冷剂回路；
37.冷凝风机3设置于冷凝器4的一侧且冷凝风机3的出风口与机壳1的外部连通。
38.板式换热器6的水出口端通过若干管道经换热板10、水泵8与板式换热器6的水入口端依次连接而构成闭环的水回路，且膨胀水箱7连接于水泵8的抽水端；
39.控制器9与压缩机2、冷凝风机3、水泵8均电性连接。
40.该车载电池热管理装置安装于汽车顶部，其整体结构呈独立型设置，能够整体地向同尺寸的汽车移植安装，当然，整体的车载电池热管理装置也可以根据不同尺寸大小的汽车进行等比例的放大或缩小，根据散热功率大小的不同选择不同规格的制冷元器件。
41.该车载电池热管理装置在工作时，其中，水回路中，通过水泵8实现水循环，水流的流动顺序为：换热板10的水流出口、水泵8流动至板式换热器6，经过板式换热器6换热冷却后，水流将流动至换热板10的水流出口，其中，膨胀水箱7位于水泵8的抽水端，用于排气以及对水路补充水。
42.通过以上水回路，可循环地将车载电池22的热量输送至板式换热器6，并在板式换热器6处进行换热。
43.冷却剂回路中，在板式换热器6处，水与制冷剂进行换热，即水的热量传递至冷却剂，冷却剂吸热而蒸发，从而制冷剂液体转变为冷却剂蒸汽，冷却剂蒸汽经过压缩机2进行增压，形成高压蒸汽并向冷凝器4输送；冷凝风机3工作，将机壳1内的热量送出机壳1，从而在冷凝器4内，高压的冷却剂蒸汽液化并放热，形成高压制冷液，经过膨胀阀5的节流降压作用，形成低压的制冷剂循环地流动至板式换热器6中。
44.经过上述的水回路与制冷剂回路，能够循环地对车载电池22进行降温，从而便于对车载电池22的温度进行管理。
45.以上过程中，由控制器9控制水泵8、压缩机2、以及冷凝风机3的工作。
46.参阅图1，进一步地，机壳1整体下半部分呈长方体，上半部分呈棱台状，这样的结构设置能够降低风阻，更加契合汽车车顶16的安装需求。
47.参阅图2，在一些可选的实施例中，机壳1内设有至少两个隔板11，隔板11将安装腔101分成依次相连的第一腔1011、第二腔1012以及第三腔1013，冷凝器4以及冷凝风机3位于第一腔1011中，水泵8、膨胀水箱7、膨胀阀5位于第二腔1012中，控制器9以及压缩机2位于第三腔1013中。
48.通过隔板11将机壳1的安装腔101分隔为第一腔1011、第二腔1012和第三腔1013，使得各部件能够安装在不同的腔室内，其中，将冷凝器4和冷凝风机3与膨胀水箱7、水泵8通过隔板11分隔，而膨胀水箱7和水泵8同样地通过隔板11与控制器9、压缩机2分隔，从而，避免冷凝器4的热量向膨胀水箱7或控制器9传递，从而避免控制器9受热而造成故障或性能下降，也可减少热量向水回路的反向传递，由此达到有效的温度隔离，此外，还有利于进行重量平衡，使得车载电池热管理装置安装于汽车上后固定稳固且保持稳定的工作状态。
49.参阅图1以及图2，在一些可选的实施例中，冷凝风机3设置于第一腔1011的顶面，第一腔1011的至少一个侧面开设有进风口10111。
50.将冷凝风机3设置在第一腔1011的顶面，当冷凝风机3工作时，冷凝风机3的出风口将第一腔1011内的气体排出机壳1，第一腔1011侧面的进风口10111能够向第一腔1011内进风，从而能够对冷凝器4进行冷却，以保证冷却剂回路的正常运转。
51.参阅图1，进一步地，第一腔1011的侧壁中，除了隔板11，其余各侧壁上均设有进风口10111，这样的结构设置，能够为第一腔1011内提供充足的空气，以充分利用冷凝风机3的，对冷凝器4进行冷却，保证制冷剂回路工作的稳定性和可靠性。
52.参阅图1以及图2，在一些可选的实施例中，膨胀水箱7的加水口701朝上设置，第二腔1012的顶面位于膨胀水箱7进水口的位置设有开口10121，第二腔1012的顶面上设置有能够可开启或盖合开口10121的盖板12。
53.使用一端时间后，可打开盖板12，再打开膨胀水箱7的加水口701，对膨胀水箱7补充水。
54.朝上设置的加水口701便于向膨胀水箱7加水，加水过程中，能避免水从加水口701溢出。
55.参阅图1，进一步地，盖板12可通过螺栓或者其他的螺纹连接件可拆卸地与第二腔1012的顶面相连。
56.当然，也可以设置为：盖板12的一侧与第二腔1012铰接，另一侧通过锁定结构(图中未示意)与第二腔1012连接，锁定结构可以为常规的钥匙锁结构，锁定结构也可以为包括一锁闩(图中未示意)以及与锁闩相连的转轴(图中未示意)，该转轴可转动地连接盖板12上，转轴贯穿盖板12并再盖板12顶面上固定有一把手或者其他的操作结构(图中未示意)(例如，在把手的顶部凹设“一”字形、“+”字形或者其他形状的螺丝槽或扳手槽)；
57.第二腔1012上可对应锁闩设置锁孔(图中未示意)，也可以直接使得锁闩能够经过开口10121，通过转动锁闩而锁止。
58.由此，通过以上结构设置，可以经把手转动转轴，带动锁闩转动而解锁或者锁止盖板12。
59.参阅图1以及图2，在一些可选的实施例中，机壳1包括外壳102以及底板103，外壳102为玻璃钢或其他非金属材料经模具成型。
60.采用玻璃钢等非金属材料制成的外壳102，一方面，非金属材料可便于模具成型，且重量能够减轻；另一方面，具有良好的隔热和绝缘效果，避免漏电或者不良的热传递。
61.在一些可选的实施例中，底板103为铝合金制成。
62.底板103采用铝合金，具有良好的强度和刚性，为车载电池热管理装置提供一个稳定可靠的安装基础，由于车载电池热管理装置长期在车顶16上，铝合金的底板103能够避免车载电池热管理装置出现变形或者受压损坏。
63.参阅图3，在一些可选的实施例中，底板103与车顶16之间设有缓冲垫13以及第一绝缘垫14。
64.通过设置第一缓冲垫13，能够缓冲车载电池热管理装置与汽车车顶16之间的振动传递，降低车载电池热管理装置工作时对车内的噪音传递；而第一绝缘垫14能够起到较好的绝缘作用，提高安全性，避免车载电池热管理装置出现意外短路而造成整车的外壳带电的情况，降低使用安全隐患。
65.参阅图3，在一些可选的实施例中，机壳1与车顶16通过螺栓螺母结构15相连。
66.通过采用螺栓螺母结构15的连接方式，降低安装的难度，提高装置的可拆卸性。
67.参阅图3，在一些可选的实施例中，底板103上开设有第一通孔1031，车顶16的顶面对应地设有第二通孔1604，螺栓螺母结构15包括连接螺栓1501以及连接螺母1502，连接螺栓1501的杆端依次穿过第二通孔1604、第一绝缘垫14、缓冲垫13、第二绝缘垫17与连接螺母1502螺纹相连。
68.采用这种安装结构，整体结构简单、安装快捷。
69.参阅图3，进一步地，缓冲垫13包括能够与第一通孔1031配合并向安装腔101内凸伸的延伸部1301，第二绝缘垫17凹设有能够套设在该延伸部1301外的凹槽1701。
70.通过这样设置，缓冲垫13与第二绝缘垫17的配合，还能起到防水防尘的效果。
71.参阅图3，在一些可选的实施例中，第二绝缘垫17与连接螺母1502之间还设有第一平垫圈18以及弹性垫圈19。
72.通过这样设置，第一平垫圈18和弹性垫圈19能够便于连接螺母1502与连接螺栓1501的连接，并提高连接的稳固性。
73.参阅图3，在一些可选的实施例中，第二绝缘垫17与第一平垫圈18之间还通过密封圈20进行防水、防尘。
74.参阅图3，连接螺栓1501的头部与车顶16之间还设置有第二平垫圈21，通过第二平垫圈21的设置，能够增大受力面积，减少对车顶16的损伤，有利于提高螺栓螺母结构15连接的稳固性。
75.综上所述，本实用新型的车载电池热管理装置，为独立型的换热装置，具有结构紧凑的优点，可根据不同尺寸的汽车进行适应性调整，更好地满足客户的要求，提高市场竞争力，服务于未来的市场发展需求。
76.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润
饰也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种车载电池热管理装置，其特征在于，包括机壳、压缩机、冷凝风机、冷凝器、膨胀阀、板式换热器、膨胀水箱、水泵以及控制器；其中：所述机壳与车顶相连，所述机壳内设有长条形的安装腔，所述压缩机、冷凝风机、所述冷凝器、所述膨胀阀、所述板式换热器、所述膨胀水箱、水泵以及所述控制器安装于所述安装腔内；汽车的车载电池设置有换热板；板式换热器包括制冷剂入口端、水入口端、制冷剂出口端以及水出口端；所述板式换热器的制冷剂出口端通过若干管道经所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀与所述板式换热器的入口端依次连接而构成闭环的制冷剂回路；所述冷凝风机设置于所述冷凝器的一侧且所述冷凝风机的出风口与所述机壳的外部连通；所述板式换热器的水出口端通过若干管道经所述换热板、所述水泵与所述板式换热器的水入口端依次连接而构成闭环的水回路，且所述膨胀水箱连接于所述水泵的抽水端；所述控制器与所述压缩机、所述冷凝风机、所述水泵均电性连接。2.根据权利要求1所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述机壳内设有至少两个隔板，所述隔板将所述安装腔分成依次相连的第一腔、第二腔以及第三腔，所述冷凝器以及所述冷凝风机位于所述第一腔中，所述水泵、所述膨胀水箱、所述膨胀阀位于所述第二腔中，所述控制器以及压缩机位于所述第三腔中。3.根据权利要求2所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述冷凝风机设置于所述第一腔的顶面，所述第一腔的至少一个侧面开设有进风口。4.根据权利要求2所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述膨胀水箱的加水口朝上设置，所述第二腔的顶面位于所述膨胀水箱进水口的位置设有开口，所述第二腔的顶面上设置有能够可开启或盖合所述开口的盖板。5.根据权利要求1所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述机壳包括外壳以及底板，所述外壳为玻璃钢或其他非金属材料经模具成型。6.根据权利要求1所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述机壳包括外壳以及底板，所述底板为铝合金制成。7.根据权利要求5或6所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述底板与车顶之间设有缓冲垫以及第一绝缘垫。8.根据权利要求7所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述机壳与车顶通过螺栓螺母结构相连。9.根据权利要求8所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述底板上开设有第一通孔，车顶的顶面对应地设有第二通孔，螺栓螺母结构包括连接螺栓以及连接螺母，连接螺栓的杆端依次穿过所述第二通孔、所述第一绝缘垫、所述缓冲垫、第二绝缘垫与所述连接螺母螺纹相连。10.根据权利要求9所述的车载电池热管理装置，其特征在于，所述第二绝缘垫与所述连接螺母之间还设有平垫圈以及弹性垫圈。

技术总结
本实用新型公开了一种车载电池热管理装置，属于车载电池热管理技术领域，包括机壳、压缩机、冷凝风机、冷凝器、膨胀阀、板式换热器、膨胀水箱、水泵以及控制器；其中：机壳与车顶相连，机壳内设有长条形的安装腔，压缩机、冷凝风机、冷凝器、膨胀阀、板式换热器、膨胀水箱、水泵以及控制器安装于安装腔。本实用新型的车载电池热管理装置，为独立型的换热装置，具有结构紧凑的优点，可根据不同尺寸的汽车进行适应性调整，更好地满足客户的要求，提高市场竞争力，服务于未来的市场发展需求。服务于未来的市场发展需求。服务于未来的市场发展需求。


技术研发人员：陈冠彪 蔡静斌 刘贤成 林俊谕
受保护的技术使用者：广东精益运输制冷设备有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/6/28