【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纯电动汽车热管理，尤其涉及一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统及其工作方法。
技术介绍
1、随着电动汽车的快速普及，电池安全性问题受到广泛关注。锂离子动力电池，理想工作温度为25～40℃。温度过低会导致电池充放电功率下降及容量不可逆衰减，温度过高会导致电池性能衰减及循环寿命降低，特别是电池在高温下运行易引发热失控导致电池起火。同时为保证电池包内各电池单体性能的一致性，其最大温差应低于5℃。
2、电池快充技术可以大幅缩短电动汽车补能时间，缓解续航焦虑，但电池快充也会提高产热功率，如何应对电池快充热冲击，将电池温度控制在合适范围且保证电池温度均匀性，对电池热管理系统提出了更高的要求。
3、除了电池，舱室与电机及电控同样需要热管理。多套热管理系统必然造成结构复杂，不仅不能充分利用各部分的能量与发挥系统效能，还提高了成本增加了重量。
4、电动汽车空调系统作为保障乘客舒适性的重要部件，在舱室热管理中起到不可或缺的作用，因此集成式热管理系统必须结合空调系统。目前，已有采用chiller(制冷剂/冷却液-热交换器)将空调与电池液冷热管理系统结合的集成式系统结构，但是该系统热容大，对热冲击响应慢，不能很好的应对电池快充工况。
5、有研究人员提出利用制冷剂直接冷却(直冷)电池，直冷方法由于利用制冷剂潜热换热，拥有更大的传热系数，因此在应对热冲击时响应迅速。但是，进一步研究表明相较于液冷，直冷不仅存在更大的换热温差，而且由于需要保持一定出口过热度，会造成流道进出口附近电池单体间存在更大的温
6、在冬季电动汽车无法利用内燃机余热供暖，制热需消耗大量电池电量，提高系统制热效率，降低热管理系统能耗，对提高电动汽车冬季续航具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统，基于热泵空调系统搭建一套集成式热泵热管理系统，对舱室、电池模组、电机及电控进行综合热管理，提高了系统集成性，使用了喷射器来预压缩气体，提高吸气压力，降低低温下压缩机压比，从而降低压缩机耗功，提高低温下系统能效比cop，改善冬季续航缩短问题。
2、第一方面，本专利技术提出了一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统，包括对纯电动汽车电池模组进行冷却、加热或保温处理的制冷剂回路和冷却液回路；
3、所述制冷剂回路包括压缩机、舱室外部换热器、舱室内部换热器、第一ptc加热器、喷射器、气液分离器、chiller换热器和安装在所述电池模组一端的直冷板，所述压缩机的出口经过管路s1连接有四通换向阀的a口，所述四通换向阀的b口经过管路s2与所述舱室外部换热器的进口连接，所述舱室外部换热器的出口经过管路s3连接有三通管三的第一端口，所述三通管三的第二端口通过第二电子膨胀阀与所述直冷板的进口连接，所述四通换向阀的c口经过管路s7连接有三通管六的第一端口，所述三通管六的第二端口与所述喷射器的低压进气口l连接，所述喷射器的出气口连接有三通管十一的第一端口，所述三通管十一的第二端口与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的出口与所述压缩机进口连接，所述三通管十一的第三端口经过管路m4与三通管六的第三端口连接，所述四通换向阀的d口经过管路s6连接有三通管五的第一端口，所述三通管五的第二端口与所述舱室内部换热器的进口连接，所述舱室内部换热器的出口通过第一电子膨胀阀连接有三通管四的第一端口，所述三通管四的第二端口经过管路s4与所述三通管三的第三端口连接，所述直冷板的出口连接有三通管七的第一端口，所述三通管七的第二端口经过管路s5连接有三通管八的第一端口，所述三通管八的第二端口通过电磁阀六连接有三通管九的第一端口连接，所述三通管九的第二端口通过电磁阀七连接有三通管十的第一端口，所述三通管十的第二端口通过电磁阀八与所述第一ptc加热器的入口连接，所述第一ptc加热器的出口与所述喷射器的高压进气口h连接，所述三通管七的第三端口经过管路m5与所述chiller换热器制的制冷剂侧入口连接，所述所述chiller换热器制的制冷剂侧出口经过管路m6与所述三通管十的第三端口连接，所述三通管八的第三端口经过管路m3与所述三通管五的第三端口连接，所述三通管九经过管路m2与所述三通管四的第三端口连接；
4、所述冷却液回路包括第一水泵、chiller换热器、安装在所述电池模组远离所述直冷板一端的液冷板、电机及电控水套、散热器和第二水泵，所述第一水泵的出口与所述chiller换热器的冷却液侧入口连接，所述chiller换热器的冷却液侧出口与所述液冷板的入口连接，所述液冷板的出口连接有三通管十七的第一端口，所述三通管十七的第二端口经过管路m9连接有三通管十五的第一端口连接，所述三通管十五的第二端口与所述第二水泵的入口连接，所述第二水泵的出口经过管路s12连接有三通管十四的第一端口连接，所述三通管十四的第二端口经过管路m7与连接有三通管十三的第一端口连接，所述三通管十三的第二端口经过管路s9与所述第一水泵的入口连接，所述三通管十七的第三端口通过电磁阀十连接有三通管十二的第一端口，所述三通管十二的第二端口与所述第二ptc加热器的入口连接，所述第二ptc加热器经过管路s10与所述三通管十三的第三端口连接，所述三通管十五的第三端口与所述电机及电控水套的入口连接，所述电机及电控水套的出口连接有三通管十六的第一端口，所述三通管十六的第二端口通过电磁阀十三与所述散热器的入口连接，所述散热器的出口经过管路s11与所述三通管十四的第三端口连接，所述三通管十二的第三端口通过管路m8与所述三通管十六的第三端口连接。
5、优选地，所述管路s3上设置有单向阀和毛细管，所述舱室外部换热器的出口连接有三通管一的第一端口，所述三通管一的第一端口与所述单向阀的入口连接，所述单向阀的出口连接有三通管二的第一端口，所述三通管二的第二端口与所述三通管三的第一端口连接，所述三通管一的第三端口通过管路m1与所述三通管二的第三端口连接，所述管路m1上设置有毛细管；
6、所述管路s4上设置有电磁阀一；所述管路s5上设置有电磁阀五；所述管路s12上设置有电磁阀十二；所述管路m2上设置有电磁阀二；所述管路m3上设置有电磁阀三；所述管路m4上设置有电磁阀四；所述管路m5上设置有电磁阀九；所述管路m6上设置有第三电子膨胀阀；所述管路m7上设置有电磁阀十一；所述管路m8上设置有电磁阀十四；所述管路m9上设置有电磁阀十五。
7、第二方面，本专利技术提出了一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，包括制冷剂冷却舱室和冷却液冷却所述电池模组模式的工作方法，所述方法步骤如下：
8、压缩机启动，第一水泵开启，第二水泵关闭，第一ptc加热器和第二ptc加热器关闭，四通换向阀的第一阀口a与第二阀口b连通、第三阀口c与第四阀口d连通，电磁阀一、电磁阀四、电磁阀十一、电磁阀十三和电磁阀十五开启，其余电磁阀关闭，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀和第三电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统，其特征在于：包括对纯电动汽车电池模组(121)进行冷却、加热或保温处理的制冷剂回路和冷却液回路；
2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统，其特征在于：所述管路S3上设置有单向阀(104)和毛细管(105)，所述舱室外部换热器(103)的出口连接有三通管一(1)的第一端口，所述三通管一(1)的第一端口与所述单向阀(104)的入口连接，所述单向阀(104)的出口连接有三通管二(2)的第一端口，所述三通管二(2)的第二端口与所述三通管三(3)的第一端口连接，所述三通管一(1)的第三端口通过管路M1与所述三通管二(2)的第三端口连接，所述管路M1上设置有毛细管(105)；
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括制冷剂冷却舱室和冷却液冷却所述电池模组(121)模式的工作方法，所述方法步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括电池模组(121)快速冷却模式的工作方法，所述方法步骤如下：
5.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括电池模组(121)冷却均温模式的工作方法，所述方法步骤如下：
6.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括制冷剂和冷却液同时冷却舱室与所述电池模组(121)模式的工作方法，所述方法步骤如下：
7.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括舱室加热和电池模组(121)保温或冷却模式的工作方法，所述方法步骤如下：
8.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括电池模组(121)快速加热模式的工作方法，所述方法步骤如下：
9.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括舱室和所述电池模组(121)同时加热模式的工作方法，所述方法步骤如下：
10.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括除霜模式的工作方法，所述方法步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统，其特征在于：包括对纯电动汽车电池模组(121)进行冷却、加热或保温处理的制冷剂回路和冷却液回路；
2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统，其特征在于：所述管路s3上设置有单向阀(104)和毛细管(105)，所述舱室外部换热器(103)的出口连接有三通管一(1)的第一端口，所述三通管一(1)的第一端口与所述单向阀(104)的入口连接，所述单向阀(104)的出口连接有三通管二(2)的第一端口，所述三通管二(2)的第二端口与所述三通管三(3)的第一端口连接，所述三通管一(1)的第三端口通过管路m1与所述三通管二(2)的第三端口连接，所述管路m1上设置有毛细管(105)；
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括制冷剂冷却舱室和冷却液冷却所述电池模组(121)模式的工作方法，所述方法步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车集成式热泵热管理系统的工作方法，其特征在于：包括电池模组(121)快速冷却模式的工作方法，所述方法步骤如...
【专利技术属性】
技术研发人员：周培，余青桦，董建国，孙东方，张贤文，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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