[发明专利]车载储能系统的冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及冷却装置技术领域，特别涉及车辆冷却装置技术领域，具体是指一种车载储能系统的冷却装置。

背景技术

近年来，可外接充电式混合动力城市公交客车和可快速充电式纯电动城市公交客车等重型车辆已越来越多地投入使用。这两种车型配置了容量较大（介于混合动力车型和纯电动车型用的储能系统的容量之间）的储能系统，其质量约600kg，因此带来了储能系统的布置和冷却问题。为了不占据运营车辆宝贵的车内空间，降低运营商的收益，或者对车内布置产生较大的影响，储能系统首选布置在车顶上。

这种布置方式还带来其它多方面的好处：碰撞安全性好；利于调整前后轴荷分配；如果暴雨导致城市某些路段积水，则不至于因储能系统位置较低进水而导致其报废带来严重的经济损失。当储能系统布置在车顶上时，其冷却问题更加突出，特别是夏天炎热的环境和直射的阳光，对储能系统的冷却装置提出了苛刻的要求。此外，防水和防尘也是顶置储能系统一突出的问题。

现有的储能系统的冷却方式主要有三种：一种是风冷，经过过滤的车外空气或者车内空调冷气由电动风扇吹入或抽入储能系统中，冷却储能元件后将热空气排出到车外，如丰田Prius车型的储能系统冷却装置；一种是水冷，即储能元件夹在水冷板之间，各水冷板通过水管相连接，电动水泵将水泵入水管里，冷却储能元件后流出到散热器，如通用Volt车型的储能系统冷却装置；一种冷却效果更佳的冷却方式是利用空调制冷剂，将其通入电池包内对其进行冷却，如奔驰S400 Hybrid车型的储能系统冷却装置。此外，还有一种利用PCM（相变材料）的被动冷却方式，材料包裹在储能元件外，其吸收储能元件的热量后升温，温度达到相变点时从固态变成液态，不需要消耗外界能量。

上述几种冷却方式存在着以下问题：风冷的冷却效果有限，且易于积尘；水冷的冷却效果好，但结构复杂，而且要保证冷却液不泄露；空调制冷剂的冷却效果极好，但用于大型储能系统时要仔细考虑密封问题；相变材料的冷却效果有限，相变成液态后基本不再吸热。以上这些冷却方式在用于顶置且重热负荷的储能系统时，会带来不少问题。

因此，还存在着提供一种更有效的冷却装置的需求，特别适用于顶置且重热负荷的储能系统。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种更有效的冷却装置的需求，特别适用于顶置且重热负荷的储能系统。

本发明提供了一种车载储能系统的冷却装置，其包括：第一气源，其用于提供第一压缩空气；第二气源，其用于提供第二压缩空气；涡流管制冷器，其用于向储能系统内部提供冷却空气；电磁阀，其用于分别开启或关闭所述第一气源和所述第二气源向所述涡流管制冷器的供气；三通阀，其用于汇集所述第一气源和所述第二气源的气流；温度传感器，其用于检测所述涡流管制冷器的冷却空气温度；储能系统控制器，其用于调节储能系统的内部环境温度；以及气管，其用于连接所述第一气源、所述第二气源、所述三通阀和所述涡流管制冷器。

根据本发明的车载储能系统的冷却装置，所述储能系统控制器根据储能系统的内部环境温度目标值和所述温度传感器的输出值，控制电磁阀来开启或关闭向涡流管制冷器的供气.

根据本发明的车载储能系统的冷却装置，所述储能系统的内部环境温度目标值设定在20℃~40℃之间。

根据本发明的车载储能系统的冷却装置，所述涡流管制冷器布置和固定在储能系统箱体上表面并具有压缩空气进气口和冷却空气出气口，所述压缩空气进气口通过所述涡流管制冷器的内部气路连接所述冷却空气出气口，其中，所述压缩空气进气口位于储能系统箱体外，并通过所述气管分别与所述第一气源和所述第二气源气路连接，所述冷却空气出气口置于储能系统箱体内。

根据本发明的车载储能系统的冷却装置，所述涡流管制冷器还用于排出储能系统箱体内的热空气，所述涡流管制冷器具有热空气进气口和热空气排气口，所述热空气进气口通过所述涡流管制冷器的内部气路连接所述热空气排气口，其中，所述热空气进气口置于储能系统箱体内，所述热空气排气口位于储能系统箱体外。

根据本发明的车载储能系统的冷却装置，储能系统箱体内设置有中间导流通道、下侧导流通道和上侧导流通道，所述涡流管制冷器提供的冷却空气通过所述中间导流通道后进入储能系统的内侧底部，通过所述下侧导流通道分别流向储能元件之间的空隙后流到储能元件的上侧，经过所述上侧导流通道后汇聚排出到储能系统箱体外。

根据本发明的车载储能系统的冷却装置，对于可外接充电式混合动力车辆，所述第一气源为电动空压机，所述第二气源为发动机用空压机。