一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统，包括具有全气候多模式切换功能的制冷/制热系统和电池组；制冷/制热系统包括空气压缩机、四通换向阀、气液分离器、膨胀阀、换热器、循环泵、电磁阀组、三通阀组、翅片换热器组，电池组包括电池箱体、均压分流复合器、均压器和汇流器，电池箱体内包含有若干个电池单体，每两块电池单体之间设有一蓄热式主动/被动结合液体控温单元。本发明专利技术的新能源电动汽车热管理系统具有多种工作模式，方便在炎热、寒冷等不同的气候条件下进行切换，并且合理地结合了单相强制对流换热、固‑液相变换热和气‑液相变换热的多重优势，满足车厢内部温度调节和动力电池控温、均温需求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统
本专利技术涉及一种新能源电动汽车的热管理系统，具体涉及一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统，属于新能源电动汽车

技术介绍
随着能源危机和环境污染的愈加严重，纯燃油汽车已经不是最理想的代步工具，各国相继计划在禁售燃油汽车。新能源电动汽车由电驱动，电能可以来源于太阳能、风能等可再生清洁能源，减少了传统化石燃料的消耗，因此发展新能源电动汽车是汽车行业节能减排，实现可持续发展的重要举措之一。新能源电动汽车的进一步发展受到续航里程底、使用寿命底及存在安全隐患等因素的制约，因此，提高新能源汽车的安全型，延长其的使用寿命，降低功能负载能耗对促进新能源电动汽车发展具有重要意义。电动汽车的主要动力源是动力电池，锂离子动力电池具有功率密度大、能量密度高、循环寿命长、自放电率低等优点，已广泛应用于电动汽车领域。在实际应用中，电池常常串并联组成电池模块，在环境温度过高、过低或高放电速率运行时，会导致温度超过最佳工作区间或温度不均匀，由此会影响电池的充放电速率和循环寿命，严重时还可能造成热失控，发生着火、爆炸等危险，因此开发高效动力电池热管理系统十分必要。此外，电动汽车空调系统耗能占车载负载的比例较高。相比于传统燃油汽车，新能源电动汽车的车厢内部温度节能调节面临着很大的挑战。传统燃油车车厢内部采暖主要是依靠发动机废热的回收利用实现的，但是新能源电动汽车车厢内部温度调节的耗能来自于自身的动力电池，在冬季采暖的情况下，需要消耗大量的电能，严重降低汽车续航里程。目前针对动力电池的热管理方式主要有空气热管理、液体热管理和相变材料热管理等。车厢空气温度调节系统主要是压缩式空调系统。电池热管理系统和车厢空调系统独立的模式耗能高，无法实现热能的高效利用。因此，需要将动力电池热管理系统和电动汽车车厢空调系统进行有效整合，开发出节能、高效、方便的整车热管理系统，实现动力电池热量和车厢空气热量的高值利用，同时能满足不同气候环境下的热管理需求。
技术实现思路
为解决动力电池组的温度过高和温度不均匀的问题，同时降低车厢空调系统能耗，本专利技术提供一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统，包括具有全气候多模式切换功能的制冷/制热系统和电池组；所述制冷/制热系统包括空气压缩机、四通换向阀、气液分离器、膨胀阀、换热器、循环泵、电磁阀组、三通阀组、翅片换热器组和流量计，所述电磁阀组包括电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三和电磁阀四，所述三通阀组包括三通阀一、三通阀二、三通阀三和三通阀四，所述翅片换热器组包括翅片换热器一、翅片换热器二、翅片换热器三和翅片换热器四，所述四通换向阀设有A口、B口、C口、D口，所述三通阀一设有E口、F口、G口，所述三通阀二设有H口、I口、J口，所述三通阀三设有K口、L口、M口，所述三通阀四设有N口、O口、P口，所述空气压缩机的出口连接所述四通换向阀的A口，四通换向阀的C口连接所述气液分离器的入口，气液分离器的出口连接空气压缩机的进口，四通换向阀的B口与所述换热器、膨胀阀、翅片换热器三、四通换向阀的D口依次连接，所述循环泵的出液口连接所述三通阀四的N口，三通阀四的O口、电磁阀四、翅片换热器一、三通阀二的I口依次连接，三通阀二的J口连接所述流量计，三通阀二的H口连接三通阀一的F口，三通阀一的G口、换热器、三通阀三的L口依次连接，三通阀三的M口连接循环泵的进液口，三通阀一的E口、翅片换热器四、三通阀三的K口依次连接，电磁阀一与翅片换热器四连接，电池阀二与翅片换热组二连接，电磁阀三的一端与翅片换热器一连接，电磁阀三的另一端与循环泵的进液口连接，所述电池组包括电池箱体、均压分流复合器、均压器和汇流器，所述电池箱体内包含有若干个电池单体，所述电池单体的两侧分别设有一蓄热式主动/被动结合液体控温单元，所述蓄热式主动/被动结合液体控温单元包括由下到上依次放置的蓄热板、超薄折流板和超薄蒸发板，所述超薄蒸发板包括位于一侧底部的超薄蒸发板入口和位于另一侧顶部的超薄蒸发板出口，所述超薄折流板包括位于一侧底部的超薄折流板入口和位于另一侧底部的超薄折流板出口，超薄蒸发板入口和超薄折流板入口位于同一侧，所述均压分流复合器位于电池箱体一侧下部，所述汇流器位于电池箱体另一侧上部，所述均压器位于电池箱体另一侧下部，所述超薄蒸发板入口与均压分流复合器上部的分流腔接口密封连接，所述超薄蒸发板出口与汇流器接口Ⅱ密封连接，所述超薄折流板入口与均压分流复合器下部的均压腔接口密封连接，所述超薄折流板出口与均压器接口Ⅰ密封连接，所述均压分流复合器下接口与三通阀四的P口相连，均压分流复合器上接口分别与翅片换热器二和翅片换热器四相连，均压器接口Ⅱ与流量计相连，汇流器接口Ⅰ分别与电磁阀一和电磁阀二相连。作为本专利技术进一步改进的方案，所述超薄折流板中设有若干折流条，相邻折流条之间的流道宽度沿着流体的整体流动方向逐渐变小，折流条的长度沿着流体的整体流动方向逐渐变长。优选的，所述折流条垂直于流体的整体流动方向，且上下间隔交错排布。优选的，所述折流条平行于流体的整体流动方向，且左右间隔交错排布。作为本专利技术进一步改进的方案，所述超薄蒸发板中设有若干由垂直入口方向肋条分割的槽道，所述槽道平行等间距设置。作为本专利技术进一步改进的方案，所述蓄热式主动/被动结合液体控温单元与电池单体的侧面通过高导热硅胶贴合。作为本专利技术进一步改进的方案，所述电池组的安装位置低于翅片换热器二和翅片换热器四的安装位置。作为本专利技术进一步改进的方案，所述超薄蒸发板内部工质是沸点为40℃至50℃的高潜热液体；所述超薄折流板内部工质是低粘度、宽液程、高导热的液体；所述蓄热板中填充高导热和高潜热的复合相变材料，所述复合相变材料中间均匀分布电加热丝，在极端条件下快速预热动力电池。作为本专利技术进一步改进的方案，所述制冷/制热系统还包括散热风扇一和散热风扇二，所述翅片换热器一、翅片换热器二分别与所述散热风扇一进行强制对流换热，所述翅片换热器三、翅片换热器四分别与所述散热风扇二进行强制对流换热；通过调整散热风扇的转速，可以控制散热效果和散冷效果。与现有技术相比，本专利技术提供一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统，将动力电池热管理系统和电动汽车车厢空调系统进行合理有效整合，既能在一些工况下实现动力电池热量和车厢空气热量的高值利用，又能在一些极端条件下满足电池系统的控温需求和车厢环境的舒适性，总的来说，该系统能满足炎热、寒冷等不同气候环境下车厢和电池的热管理需求，具有结构紧凑、节能、高效、方便的特点。在寒冷条件下，动力电池进行预热可以根据条件选择电加热(快速、耗能)或热泵加热(慢、节能)模式。车辆运行初期，车厢的供热选择热泵供暖模式；当车辆处于稳定运行时，车厢的供热可选择热泵和动力电池组产热联合供暖模式；当车辆处于高功率运行时，车厢的供热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，包括具有全气候多模式切换功能的制冷/制热系统和电池组(12)；/n所述制冷/制热系统包括空气压缩机(1)、四通换向阀(2)、气液分离器(3)、膨胀阀(4)、换热器(5)、循环泵(8)、电磁阀组、三通阀组、翅片换热器组和流量计(11)，所述电磁阀组包括电磁阀一(6a)、电磁阀二(6b)、电磁阀三(6c)和电磁阀四(6d)，所述三通阀组包括三通阀一(7a)、三通阀二(7b)、三通阀三(7c)和三通阀四(7d)，所述翅片换热器组包括翅片换热器一(9a)、翅片换热器二(9b)、翅片换热器三(9c)和翅片换热器四(9d)，所述四通换向阀(2)设有A口、B口、C口、D口，所述三通阀一(7a)设有E口、F口、G口，所述三通阀二(7b)设有H口、I口、J口，所述三通阀三(7c)设有K口、L口、M口，所述三通阀四(7d)设有N口、O口、P口，/n所述空气压缩机(1)的出口连接所述四通换向阀(2)的A口，四通换向阀(2)的C口连接所述气液分离器(3)的入口，气液分离器(3)的出口连接空气压缩机(1)的进口，四通换向阀(2)的B口与所述换热器(5)、膨胀阀(4)、翅片换热器三(9c)、四通换向阀(2)的D口依次连接，所述循环泵(8)的出液口连接所述三通阀四(7d)的N口，三通阀四(7d)的O口、电磁阀四(6d)、翅片换热器一(9a)、三通阀二(7b)的I口依次连接，三通阀二(7b)的J口连接所述流量计(11)，三通阀二(7b)的H口连接三通阀一(7a)的F口，三通阀一(7a)的G口、换热器(5)、三通阀三(7c)的L口依次连接，三通阀三(7c)的M口连接循环泵(8)的进液口，三通阀一(7a)的E口、翅片换热器四(9d)、三通阀三(7c)的K口依次连接，电磁阀一(6a)与翅片换热器四(9d)连接，电池阀二(6b)与翅片换热组二(9b)连接，电磁阀三(6c)的一端与翅片换热器一(9a)连接，电磁阀三(6c)的另一端与循环泵(8)的进液口连接；/n所述电池组(12)包括电池箱体(12c)、均压分流复合器(12d)、均压器(12e)和汇流器(12f)，所述电池箱体(12c)内包含有若干个电池单体(12a)，所述电池单体(12a)的两侧分别设有一蓄热式主动/被动结合液体控温单元(12b)，所述蓄热式主动/被动结合液体控温单元(12b)包括由下到上依次放置的蓄热板(12b-3)、超薄折流板(12b-2)和超薄蒸发板(12b-1)，所述超薄蒸发板(12b-1)包括位于一侧底部的超薄蒸发板入口(12b-4)和位于另一侧顶部的超薄蒸发板出口(12b-7)，所述超薄折流板(12b-2)包括位于一侧底部的超薄折流板入口(12b-5)和位于另一侧底部的超薄折流板出口(12b-6)，超薄蒸发板入口(12b-4)和超薄折流板入口(12b-5)位于同一侧，所述均压分流复合器(12d)位于电池箱体(12c)一侧下部，所述汇流器(12f)位于电池箱体(12c)另一侧上部，所述均压器(12e)位于电池箱体(12c)另一侧下部，所述超薄蒸发板入口(12b-4)与均压分流复合器(12d)上部的分流腔接口(12d-2)密封连接，所述超薄蒸发板出口(12b-7)与汇流器接口Ⅱ(12f-2)密封连接，所述超薄折流板入口(12b-5)与均压分流复合器(12d)下部的均压腔接口(12d-3)密封连接，所述超薄折流板出口(12b-6)与均压器接口Ⅰ(12e-1)密封连接，所述均压分流复合器下接口(12d-4)与三通阀四(7d)的P口连接，均压分流复合器上接口(12d-1)分别与翅片换热器二(9b)和翅片换热器四(9d)连接，均压器接口Ⅱ(12e-2)与流量计(11)连接，汇流器接口Ⅰ(12f-1)分别与电磁阀一(6a)和电磁阀二(6b)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有全气候多模式切换功能的新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，包括具有全气候多模式切换功能的制冷/制热系统和电池组(12)；
所述制冷/制热系统包括空气压缩机(1)、四通换向阀(2)、气液分离器(3)、膨胀阀(4)、换热器(5)、循环泵(8)、电磁阀组、三通阀组、翅片换热器组和流量计(11)，所述电磁阀组包括电磁阀一(6a)、电磁阀二(6b)、电磁阀三(6c)和电磁阀四(6d)，所述三通阀组包括三通阀一(7a)、三通阀二(7b)、三通阀三(7c)和三通阀四(7d)，所述翅片换热器组包括翅片换热器一(9a)、翅片换热器二(9b)、翅片换热器三(9c)和翅片换热器四(9d)，所述四通换向阀(2)设有A口、B口、C口、D口，所述三通阀一(7a)设有E口、F口、G口，所述三通阀二(7b)设有H口、I口、J口，所述三通阀三(7c)设有K口、L口、M口，所述三通阀四(7d)设有N口、O口、P口，
所述空气压缩机(1)的出口连接所述四通换向阀(2)的A口，四通换向阀(2)的C口连接所述气液分离器(3)的入口，气液分离器(3)的出口连接空气压缩机(1)的进口，四通换向阀(2)的B口与所述换热器(5)、膨胀阀(4)、翅片换热器三(9c)、四通换向阀(2)的D口依次连接，所述循环泵(8)的出液口连接所述三通阀四(7d)的N口，三通阀四(7d)的O口、电磁阀四(6d)、翅片换热器一(9a)、三通阀二(7b)的I口依次连接，三通阀二(7b)的J口连接所述流量计(11)，三通阀二(7b)的H口连接三通阀一(7a)的F口，三通阀一(7a)的G口、换热器(5)、三通阀三(7c)的L口依次连接，三通阀三(7c)的M口连接循环泵(8)的进液口，三通阀一(7a)的E口、翅片换热器四(9d)、三通阀三(7c)的K口依次连接，电磁阀一(6a)与翅片换热器四(9d)连接，电池阀二(6b)与翅片换热组二(9b)连接，电磁阀三(6c)的一端与翅片换热器一(9a)连接，电磁阀三(6c)的另一端与循环泵(8)的进液口连接；
所述电池组(12)包括电池箱体(12c)、均压分流复合器(12d)、均压器(12e)和汇流器(12f)，所述电池箱体(12c)内包含有若干个电池单体(12a)，所述电池单体(12a)的两侧分别设有一蓄热式主动/被动结合液体控温单元(12b)，所述蓄热式主动/被动结合液体控温单元(12b)包括由下到上依次放置的蓄热板(12b-3)、超薄折流板(12b-2)和超薄蒸发板(12b-1)，所述超薄蒸发板(12b-1)包括位于一侧底部的超薄蒸发板入口(12b-4)和位于另一侧顶部的超薄蒸发板出口(12b-7)，所述超薄折流板(12b-2)包括位于一侧底部的超薄折流板入口(12b-5)和位于另一侧底部的超薄折流板出口(12b-6)，超薄蒸发板入口(12b-4)和超薄折流板入口(12b-5)位于同一侧，所述均压分流复合器(12d)位于电池箱体(12c)一侧下部，所述汇流器(12f)位于电池箱体(12c)另一侧上部，所述均压器(12e)位于电池箱体(12c)另一侧下部，所述超薄蒸发板入口(12b-4)与均压分流复...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵佳腾，王增鹏，饶中浩，周寿斌，姜庆海，吴战宇，
申请(专利权)人：中国矿业大学，华富江苏锂电新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32