电池热管理结构和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电池热管理的技术领域，尤其是涉及一种电池热管理结构和车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车的发展越来越快，电池的性能变得越来越强，对电池的冷却，加热与均温性也提出了更严苛的要求。
3.当前，电池水路的流进组合电池包(电池pack)之后，会均分成几股细流顺着电池模组的底部给电池进行冷却或加热，导致电池进水口和出水口的温度存在差异，进而会引发电池温度不均衡的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电池热管理结构和车辆，以缓解了电池温度不均衡的技术问题。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池热管理结构，包括电池包、第一三通阀、第二三通阀、热管理模块和水泵；
6.所述电池包的一端与所述第一三通阀的第一端相连接，所述第一三通阀的第二端与所述热管理模块的一端相连接，所述第一三通阀的第三端与所述水泵的一端相连接，所述水泵的另一端与所述热管理模块的另一端相连接，所述热管理模块的一端还与所述第二三通阀的第三端相连接，所述第二三通阀的第二端与所述水泵的一端相连接，所述第二三通阀的第一端与所述电池包的另一端相连接。
7.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括控制器，所述控制器用于在所述电池包的温度高于第一温度阈值或低于第二温度阈值的情况下，控制所述第一三通阀的第一端和所述第一三通阀的第二端导通，并控制所述第二三通阀的第一端和所述第二三通阀的第二端导通。
8.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制器用于在所述电池包的温度满足要求的情况下，控制所述第一三通阀的第一端和所述第一三通阀的第二端导通，并控制所述第二三通阀的第一端和所述第二三通阀的第二端导通。
9.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述热管理模块包括加热器和/或交换器。
10.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述控制器，还用于在所述电池包的温度高于温度阈值的情况下，控制所述交换器进行冷却工作。
11.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述控制器，还用于在所述电池包的温度低于温度阈值的情况下，控制所述交换器和/
或加热器进行加热工作。
12.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括设置在所述第一三通阀和所述水泵之间的第一三通管和设置在所述第二三通阀和所述热管理模块之间的第二三通管。
13.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述第一三通管的第一端与所述第一三通阀的第三端相连接，所述第一三通管的第二端与所述第二三通阀的第二端相连接，所述第一三通管的第三端与所述水泵的一端相连接。
14.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述第二三通管的第一端与所述第二三通阀的第三端相连接，所述第二三通管的第二端与所述第一三通阀的第二端相连接，所述第二三通管的第三端与所述热管理模块的一端相连接。
15.第二方面，本实用新型实施例还提供一种车辆，包括如上所述的电池热管理结构。
16.本实用新型实施例带来了一种电池热管理结构和车辆，在不改变电池内部原有管路的情况下，通过增加两个三通阀，可通过三通阀各个端口的导通和关闭控制，改变管路中的水流流向，进而使进水口和出水口进行互换，以实现进水口和出水口温度的均衡，以此来调节电池内部温度，实现电池的均温性，使电池整体温度均衡，延长电池寿命。
17.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
20.图1为一种传统的电池热管理结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种电池热管理结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的一种电池热管理结构的应用示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的另一种电池热管理结构的应用示意图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
25.目前的一种电池热管理结构，如图1所示，管路中的水流通过水泵驱动，经交换器
或加热器，流入电池包。可以知晓，当电池包温度相对较高，需要对电池包进行冷却时，由于水流会均分成几股细流顺着电池模组的底部给电池进行冷却，进而使得电池的进水口温度比出水口温度低。当电池包温度相对较低，需要对电池包进行加热时，加热器或换热器对水流进行加热，加热后的水流会均分成几股细流顺着电池模组的底部给电池进行加热，进而使得电池的进水口温度比出水口温度高。
26.因此，无论电池包处于何种应用场景，进水口和出水口均会存在差异，进而使得电池温度不均衡，不利于保证电池的应用安全。
27.基于此，本实用新型实施例提供的一种电池热管理结构和车辆，可以通过设置三通阀结构，变换水流的进出口方向，进而解决由于进水口和出水口温度差异造成的电池温度不均衡的问题。
28.为便于说明，将各个阀门、器件的端口分别用数字1、2、3、4进行区分，来表征相应的第几端口、第几输入端或第几输出端，例如，三通阀的第一端，在图中示为端口1。通过上述说明方式，以使下述方案更加清晰。
29.下面通过实施例进行详细描述。
30.图2为本实用新型实施例提供的一种电池热管理结构示意图。
31.如图2所示，该电池热管理结构，包括电池包、第一三通阀、第二三通阀、热管理模块和水泵；其中，热管理模块包括加热器和/或交换器，加热器与交换器相连接。
32.电池包的一端与第一三通阀的第一端相连接，第一三通阀的第二端与热管理模块的一端相连接，第一三通阀的第三端与水泵的一端相连接，水泵的另一端与热管理模块的另一端相连接，热管理模块的一端还与第二三通阀的第三端相连接，第二三通阀的第二端与水泵的一端相连接，第二三通阀的第一端与电池包的另一端相连接。
33.在实际应用的优先实施例中，在不改变电池内部原有管路的情况下，通过增加两个三通阀，可通过三通阀各个端口的导通和关闭控制，改变管路中的水流流向，进而使进水口和出水口进行互换，以实现进水口和出水口温度的均衡，以此来调节电池内部温度，实现电池的均温性，使电池整体温度均衡，延长电池寿命。
34.在一些实施例中，该电池热管理结构还包括控制器，该控制器可设置在车辆内部，与被控器件(第一三通阀和第二三通阀)通讯连接。如图3所示，控制器用于在电池包的温度满足要求的情况下，控制第一三通阀的第一端和第一三通阀的第二端导通，并控制第二三通阀的第一端和第二三通阀的第二端导通。
35.其中，为了保证车辆电池的使用安全，一般预先设定电池的正常使用温度范围，若满足该温度范围，则该电池正常应用。但在实际应用过程中，若车辆在冬季行驶，车辆外部环境的温度较低，会导致电池温度也较低，进而影响电池效率，或者，车辆外部环境温度较高或电池使用频次致使其自身温度较高，则会影响电池效率的同时无法保证车辆行驶安全。进而，若该电池高于该温度范围的最高阈值或低于该温度范围的最低阈值，对电池进行相应的加热或冷却操作。
36.其中，当电池温度较高，需要进行冷却时，管路中的水流，通过第一三通阀的相导通第一端和第三端，经水泵驱动，再经热管理模块中的换热器chiller对水流进行冷却，以使冷却后的水流经过第二三通阀的第三端和第一端，再回到电池包，进而对电池进行冷却。
37.当电池温度较低，需要进行加热时，管路中的水流，通过第一三通阀的相导通第一
端和第三端，经水泵驱动，再经热管理模块中的换热器chiller和/或加热器ptc对水流进行加热，以使加热后的水流经过第二三通阀的第三端和第一端，再回到电池包，进而对电池进行加热处理。
38.其中，在加热过程中，可根据水流加热所需功率或加热速度等因素，选用换热器chiller和加热器ptc中的一种或多种参与工作。例如，若对管路中水流的加热速度并无特殊要求，即可采用换热器与环境进行热量交换，实现对水流的加热，又如，此时电池温度较低应用车辆性能应用，需要较为迅速地使电池恢复正常温度，以保证车辆行驶的安全，则可同时应用换热器和加热器对水流进行加热。
39.在一些实施例中，该结构还可包括温度传感器，以使控制器能够对电池温度进行监控。当电池温度出现不均匀的现象之后，可以通过控制三通阀，将第一三通阀与第二三通阀的端口接通情况进行更改。如图4所示，控制器用于在电池包的温度高于第一温度阈值或低于第二温度阈值的情况下，控制第一三通阀的第一端和第一三通阀的第二端导通，并控制第二三通阀的第一端和第二三通阀的第二端导通。
40.此时，当电池温度较高，需要进行冷却时，管路中的水流，通过第二三通阀的相导通第一端和第二端，经水泵驱动，再经热管理模块中的换热器chiller对水流进行冷却，以使冷却后的水流经过第一三通阀的第二端和第一端，再回到电池包，进而对电池进行冷却。
41.当电池温度较低，需要进行加热时，管路中的水流，通过第二三通阀的相导通第一端和第二端，经水泵驱动，再经热管理模块中的换热器chiller和/或加热器ptc对水流进行加热，以使加热后的水流经过第一三通阀的第二端和第一端，再回到电池包，进而对电池进行加热处理。
42.可以理解的是，图3和图4中的水流流向仅为一种示例，反之，图3中对应另一种流向，即电池出水经第二三通阀、热管理模块再经第一三通阀回到电池包，此时图4对应电池出水经第一三通阀、热管理模块再经第二三通阀回到电池包，也能实现本实用新型实施例。
43.作为一种优选的实施例，可通过反复切换三通阀中端口的导通状态，如先将第一端和第三端导通切换为第一端和第二端导通，再第一端和第二端导通切换为第一端和第三端导通，当达到预设时间或预设条件，再将第一端和第二端导通切换为第一端和第三端导通，进而再第一端和第二端导通切换为第一端和第三端导通，循环上述过程，以使电池的温度达到尽可能的均衡。
44.在一些实施例中，为了更好实现三通阀与管路中其他器件的连接，电池热管理结构还包括设置在第一三通阀和水泵之间的第一三通管和设置在第二三通阀和热管理模块之间的第二三通管，如图2所示。
45.其中，第一三通管的第一端与第一三通阀的第三端相连接，第一三通管的第二端与第二三通阀的第二端相连接，第一三通管的第三端与水泵的一端相连接。
46.其中，第二三通管的第一端与第二三通阀的第三端相连接，第二三通管的第二端与第一三通阀的第二端相连接，第二三通管的第三端与热管理模块的一端相连接。
47.需要说明的是，三通管的三个端口均处于导通状态。
48.本实用新型实施例在原有电池管路不变的情况下，增加两个三通阀和两个三通管，用于改变电池的进水和出水的方向，通过改变电池外部流路的方式去解决电池均温性的问题，不影响电池内部水路结构，延长电池的使用寿命。
49.在一些实施例中，本实用新型实施例还提供一种车辆，包括如上所述的电池热管理结构，还包括车辆主体，该电池热管理结构可设置在车辆主体内部。
50.本实用新型实施例提供的车辆，与上述实施例提供的电池热管理结构具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
51.在本实用新型实施例的描述中，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。
52.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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
54.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
55.另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
56.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。