【技术实现步骤摘要】
动力电池组R134a制冷剂直冷与热管耦合冷却系统及控制方法
本专利技术属于电动汽车电池热管理领域，特别涉及动力电池快速冷却及热安全管理技术。
技术介绍
随着新能源汽车中纯电动汽车的蓬勃发展，作为其中关键部件的动力电池的热管理逐渐受到越来越多的重视。车辆行驶过程中，动力电池放电会伴随会产生大量热量，使得整个电池包的温度迅速升高，若不及时有效处理则会影响电池性能和寿命，严重时甚至引起电池燃烧爆炸等热安全事故。因此，对动力电池进行高效的热管理就显得尤为重要。在市面上的各种热管理方式中，风冷、液冷以及Chiller间接冷却等形式已经有初步应用。风冷形式由于换热系数小，只适用于产热较小的电池包。液冷常采用电池模组直接浸润在冷却液中的换热形式，或者液体冷却液直接进入电池之间的换热板或管道中带走热量的形式，虽然冷却效果较风冷明显提高，但这种冷却方式存在系统内冷却液体量大、电池包过重以及冷却液流经电池包内部容易引起漏液短路等安全隐患问题。目前已有的Chiller间接冷却形式虽然能实现制冷剂与冷却液之间的热量交换，但制冷剂与电池之间仍旧是间接换热的形式，这种二次换热效率低、效果差。...
【技术保护点】
1.动力电池组R134a制冷剂直冷与热管耦合冷却系统，其特征在于由电池包(23)、压缩机(24)、冷凝器(25)、电磁阀(27)顺序通过管道连接成为一个系统回路，其特征还在于有一个对冷凝器(25)进行散热的可控制转速的风机(26)。
【技术特征摘要】
1.动力电池组R134a制冷剂直冷与热管耦合冷却系统，其特征在于由电池包(23)、压缩机(24)、冷凝器(25)、电磁阀(27)顺序通过管道连接成为一个系统回路，其特征还在于有一个对冷凝器(25)进行散热的可控制转速的风机(26)。2.根据权利要求1，所述的电池包(23)包括电池组(1)、扁平热管阵列(2)、金属支撑板(3)、分流器(4)、蒸发冷板(5)、上壳体(6)、下壳体(7)等部件；3.根据权利要求2，所述的电池组(1)其特征在于采用单体块状电池(7)竖直放置、块状电池之间平行水平并列布置在金属支撑板(3)上的方式形成该电池组(1)。4.根据权利要求2，所述的扁平热管阵列(2)其特征在于每一个单体扁平热管(10)的宽度等于单体块状电池(8)，高度略高于单体块状电池(8)，厚度达若干毫米，材料为铝；扁平热管阵列(2)布置方式与电池组(1)的布置方式相同，单体块状电池(8)与单体扁平热管(10)交替间隔布置在金属支撑板(3)上，并用高导热硅脂涂抹在接触面上加强换热效果，并提供一定的缓震作用。单体块状电池(8)与单体扁平热管(10)之间用导热硅胶垫填充，起到缓震和防穿刺的作用。5.根据权利要求2，所述的金属支撑板(3)其特征在于上面有高低错落的一个大槽和若干低于大槽的热管插入槽(11)，电池组(1)和扁平热管阵列(2)刚好放入方形大槽，每一个热管插入槽(11)则刚好可以置入一个单体扁平热管(10)。电池组(1)整体放入涂有导热硅脂的大槽中固定卡住，扁平热管阵列(2)通过伸出方形电池的部分直接插入金属支撑板的热管插入槽(11)中并用导热硅脂涂抹填充缝隙加强换热效果，并提供一定缓震作用；金属支撑板(3)的左右两侧有用于支撑作用、向下延伸的支撑板固定肋(12)直接与下壳体(7)相接触，避免下部蒸发冷板(5)直接承受上部组件的重量；下部空腔大小与蒸发冷板(5)大小相同。金属支撑板(3)左右两侧有若干突出的分流器固定凸台(13)，分别用于支撑左右两侧的分流器(4)，并采用管箍(17)螺栓连接固定住分流器(4)。金属支撑板(3)前后侧有若干的角件结构(14)，通过螺钉和下壳体(7)相互固定连接。6.根据权利要求2，所述的分流器(4)，其特征在于有一个入口分流器(4)和一个出口分流器(5)构成；每个分流器(4)上有一个总口和若干的的分支口；分支口分别与蒸发冷板(5)上的入口端或出口端通过橡胶管连接；入口分流器(4)和出口分流器(4)的总口通过管材连接至下壳体(7)上的分流器预留卡口(20)。7.根据权利要求2，所述的蒸发冷板(5)其特征在于放置在金属支撑板(3)下部空腔并与金属支撑板(3)直接接触，并用螺钉将金属支撑板(3)左右两侧支撑板固定肋(12)和蒸发冷板(5)相互固定连接；蒸发冷板(5)内有相互平行的若干制冷剂流道，内流道采用扁圆截面，且宽度明显高于截面高度，以增强换热能力，且流道等间距设置；进出口都有伸出板体的一部分，每两个流道之间用一个倒立的入口T形金属管(15)或出口T形金属管(15)与这两个流道焊接，T形金属管上部与分流器(4)的分支口用橡胶管相连。此外，在蒸发冷板(5)下填充一导热硅胶垫片(9)，减缓蒸发冷板(5)与下壳体(7)之间的摩擦振荡冲击，同时兼具一定的散热作用。8.根据权利要求2，所述的上壳体(6)和下壳体(7)其特征在于采用高强度复合材料制成。上壳体(6)和下壳体(7)边缘处有相互对应用于连接的壳体固定孔(22)，上壳体(6)扣在下壳体(7)上，通过螺栓连接。上壳体(6)和下壳体(7)的连接采用防水设计，边缘都采用外翻结构，以便上壳体(6)和下壳体(7)相合更加稳定；下壳体边缘表面挖有两个半圆槽道，遍部整个壳体边缘，在两个槽道中置有与槽道半径相同的圆截面防水橡胶圈(19)，在上壳体(6)对应位置处有同样半径的圆弧槽，但不足半个圆弧，以便上壳体(6)和下壳体(7)相合时对防水橡胶圈有一定的挤压作用，使防水效果更佳。9.根据权利要求2，所述的下壳体(7)内部下表面有用于固定住金属支撑板(3)和蒸发冷板(5)的大槽；大槽边缘前后分布若干具有螺纹孔的支撑板固定凸台(21)，金属支撑板(3)通过螺钉将其前后侧的角件结构(14)与支撑板固定凸台(21)相互固定连接。10.动力电池组R134a制冷剂直冷与热管耦合冷却系统的控制方法，其特征在于由车辆表面的环境温度传感器采集环境温度信号即信号a后经电子控制单元(28)即ECU判别，将环境温度区间划分为低温环境、中温环境、高温环境三个级别；由车辆电机处的功率传感器采集功率输出信号即信号b经电子控制单元(28)判别，将车辆形式工况分为常规匀速即低负荷和加速与低速大扭矩即高负荷两种工况；由电池包(23)内的温度传感器采集温度信号即信号c传递至电子控制单元(28)监控电池包(23)内平均温度。根据车辆所处特定的环境温度和特定行驶工况，以及电池包(23)内的平均温度情况，电子控制单元(28)对电磁阀(27)开度级别、风机(26)...
【专利技术属性】
技术研发人员：张天时，林晓东，王宁，杨晨旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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