一种电动汽车动力电池热管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车动力电池热管理系统及方法，包括：空调压缩机通过换向阀分别连接室外换热器管路和乘客舱换热器管路，乘客舱换热器管路并联连接电池包液冷板管路，乘客舱换热器管路和电池包液冷板管路分别能够与室外换热器形成换热回路；电池包液冷板管路和乘客舱换热器管路之间串联连接循环泵；当外界环境温度低于设定的第一温度时，响应于电池的冷却需求，空调压缩机不工作，启动循环泵和室外换热器风机，使得制冷剂在电池包液冷板管路和室外换热器管路之间循环，将电池包液冷板管路吸收的热量，循环至室外换热器并向外界环境释放。本发明专利技术通过在制冷系统中增加循环泵，能够实现制冷剂的循环，节省额外的制冷/加热能量来源。能量来源。能量来源。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车动力电池热管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车动力电池
，尤其涉及一种电动汽车动力电池热管理系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]电动汽车的开发已经成为当前汽车工业研发的重点。电池作为电动汽车的核心部分，电池的性能和使用寿命直接决定了电动汽车的性能和成本。
[0004]锂离子动力电池因寿命长、自放电率低、比功率高、能量密度大和无污染等优点，成为电动车辆主要使用的动力电池。但是锂离子电池充放电存在一个最优温度区间问题，当电池温度太高时，超出它的允许工作温度范围，会导致充放电能力急剧下降，甚至不允许充放电。电池温度太低时，低于允许温度的，充电会造成析锂。
[0005]通常在车载空调系统的制冷剂蒸发侧，与乘客舱蒸发器并联，设置一套液冷板，低压制冷剂在液冷板内蒸发吸热。该液冷板布置在电池包内部，通过导热材料与模组接触。当电池模组充放电产生热量需要冷却降温时，启动空调系统压缩机，制冷剂循环至液冷板时，蒸发吸热带走模组热量，从而控制电池在合适的温度范围内。而在电池温度低，需要加热时，启动压缩机及换向阀，对电池进行热泵加热。
[0006]但在外界环境温度低、而电池模组温度高时，电池模组的热量也需要通过压缩机工作，运行制冷系统才能被带走。此时由于蒸发温度高、冷凝温度低，导致压缩机的压缩比较小，超出压缩机允许的工作范围，无法对电池系统进行冷却。而在环境温度太低的情况下，热泵的效果会很差，满足不了电池以及乘客舱加热需求。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种电动汽车动力电池热管理系统及方法，通过在制冷系统中增加循环泵，能够实现制冷剂的循环，从而节省额外的制冷/加热能量来源。
[0008]在一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0009]一种电动汽车动力电池热管理系统，包括：空调压缩机通过换向阀分别连接室外换热器管路和乘客舱换热器管路，所述乘客舱换热器管路并联连接电池包液冷板管路，所述乘客舱换热器管路和电池包液冷板管路分别能够与室外换热器形成换热回路；所述电池包液冷板管路和乘客舱换热器管路之间串联连接循环泵；
[0010]当外界环境温度低于设定的第一温度时，响应于电池的冷却需求，空调压缩机不工作，启动循环泵和室外换热器风机，使得制冷剂在电池包液冷板管路和室外换热器管路之间循环，将电池包液冷板管路吸收的热量，循环至室外换热器并向外界环境释放。
[0011]当外界环境温度高于设定的第一温度时，响应于电池/乘客舱的冷却需求，启动压
缩机，利用制冷剂在液冷板或乘客舱中蒸发吸热，对电池/乘客舱进行冷却降温。
[0012]进一步地，所述换向阀与乘客舱换热器管路之间连接加热器；当外界环境温度低于设定的第二温度时，响应于电池或乘客舱的加热需求，启动压缩机、换向阀和加热器，使得制冷剂在电池包液冷板管路/乘客舱换热器管路与室外换热器管路之间循环，制冷剂在室外换热器中吸热，再经过加热器加热，在乘客舱换热器或电池液冷板中冷凝放热。
[0013]当外界环境温度高于设定的第二温度时，响应于电池或乘客舱的加热需求，启动压缩机和换向阀，制冷剂在室外换热器中吸热，在乘客舱换热器或电池液冷板中冷凝放热。
[0014]同时响应于乘客舱的加热需求和电池的冷却需求时，启动循环泵，使得制冷剂在电池包液冷板管路和乘客舱换热器管路之间循环，制冷剂在电池包液冷板中吸热，在乘客舱换热器中放热。
[0015]进一步地，所述循环泵设置在室外换热器的出口位置，制冷剂通过冷凝器的散热，在冷凝器出口达到过冷，成为液态，使得循环泵可以抽吸到液态制冷剂。
[0016]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0017]一种电动汽车动力电池热管理方法，包括：
[0018]在电池包液冷板管路和乘客舱换热器管路之间串联连接循环泵，当外界环境温度低于设定的第一温度时，响应于电池的冷却需求，空调压缩机不工作，启动循环泵和室外换热器风机，使得制冷剂在电池包液冷板管路和室外换热器管路之间循环，将电池包液冷板管路吸收的热量，循环至室外换热器并向外界环境释放。
[0019]进一步地，还包括：在换向阀与乘客舱换热器管路之间连接加热器；当外界环境温度低于设定的第二温度时，响应于电池或乘客舱的加热需求，启动压缩机、换向阀和加热器，使得制冷剂在电池包液冷板管路/乘客舱换热器管路与室外换热器管路之间循环，制冷剂在室外换热器中吸热，再经过加热器加热，在乘客舱换热器或电池液冷板中冷凝放热。
[0020]进一步地，还包括：同时响应于乘客舱的加热需求和电池的冷却需求时，启动循环泵，使得制冷剂在电池包液冷板管路和乘客舱换热器管路之间循环，制冷剂在电池包液冷板中吸热，在乘客舱换热器中放热。
[0021]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0022]一种电动汽车动力电池，包括上述的电动汽车动力电池热管理系统。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024](1)本专利技术当外界环境较低时，启动循环泵，可以使制冷剂在空调系统内循环，对电池模组进行冷却。避免了低环境温度、高电池温度情况下，制冷压缩机无法工作，从而无法满足电池的冷却需求的情形。
[0025](2)本专利技术在环境非常低、热泵的制热能力不能满足乘客舱和电池的加热需求的情况下，压缩机吸气管段的加热器，可以增加进气焓值，改善热泵的供热效果。
[0026](3)本专利技术在环境温度较低，乘客舱有供暖需求，同时电池温度较高有冷却需求时，通过制冷剂循环泵开启乘客舱和电池之间的循环，不需要额外的制冷、加热能量来源，即可实现电池冷却、乘客舱加热，节约能源.
[0027]本专利技术的其他特征和附加方面的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，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
[0028]图1为现有技术电池液冷系统原理图；
[0029]图2为本专利技术实施例中电动汽车动力电池热管理系统示意图；
[0030]其中，1.压缩机，2.换向阀，3.室外换热器，4.乘客舱换热器，5
‑
1.第一膨胀阀，5
‑
2.第二膨胀阀，6.电池包液冷板，7.三通比例阀，8.循环泵，9
‑
1.第一旁通电磁阀，9
‑
2.第二旁通电磁阀，10.加热器。
具体实施方式
[0031]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车动力电池热管理系统，其特征在于，包括：空调压缩机通过换向阀分别连接室外换热器管路和乘客舱换热器管路，所述乘客舱换热器管路并联连接电池包液冷板管路，所述乘客舱换热器管路和电池包液冷板管路分别能够与室外换热器形成换热回路；所述电池包液冷板管路和乘客舱换热器管路之间串联连接循环泵；当外界环境温度低于设定的第一温度时，响应于电池的冷却需求，空调压缩机不工作，启动循环泵和室外换热器风机，使得制冷剂在电池包液冷板管路和室外换热器管路之间循环，将电池包液冷板管路吸收的热量，循环至室外换热器并向外界环境释放。2.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热管理系统，其特征在于，当外界环境温度高于设定的第一温度时，响应于电池的冷却需求，启动压缩机，利用制冷剂在液冷板中蒸发吸热，对电池进行冷却。3.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热管理系统，其特征在于，所述循环泵与乘客舱换热器管路、室外换热器管路以及电池包液冷板管路之间，分别设置阀门，所述乘客舱换热器管路和电池包液冷板管路之间还通过阀门直接连接。4.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热管理系统，其特征在于，所述换向阀与乘客舱换热器管路之间连接加热器；当外界环境温度低于设定的第二温度时，响应于电池或乘客舱的加热需求，启动压缩机、换向阀和加热器，使得制冷剂在电池包液冷板管路/乘客舱换热器管路与室外换热器管路之间循环，制冷剂在室外换热器中吸热，再经过加热器加热，在乘客舱换热器或电池液冷板中冷凝放热；当外界环境温度高于设定的第二温度时，响应于电池或乘客舱的加热需求，启动压缩机和换向阀，制冷剂在室外换热器中吸热，在乘客舱换热器或电池液冷板中冷凝放热。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶玉鹏，胡仁德，张伟波，
申请(专利权)人：奇瑞新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：