一种集成式动力电池冷却系统、冷却控制方法及电动汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种集成式动力电池冷却系统、冷却控制方法及电动汽车。本发明专利技术提供的一种集成式动力电池冷却系统，通过在空调制冷系统的出液口、出气口分别设置第一三通阀、第二三通阀，利用第一三通阀和第二三通阀从空调制冷系统中引出一条冷媒流通支路应用于电池冷却系统，能够在空调制冷系统上集成电池冷却系统，节省整车安装空间及整车制造成本，实现关联控制电池冷却和空调制冷。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式动力电池冷却系统、冷却控制方法及电动汽车
本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种集成式动力电池冷却系统、冷却控制方法及电动汽车。
技术介绍
动力电池因其能量密度高、性能优异、零排放等优点被广泛应用于电动汽车。由于电动汽车多配置大型化、成组化的锂离子动力电池，动力电池在充放电过程中会产生大量热量，直接影响到动力电池的性能，因此需要将动力电池的温度控制在合理范围内。在现有技术中，通常采用独立液冷机组对动力电池进行温度冷却，电动汽车电池冷却和空调制冷基本上都是采用各自独立的一套系统来实现各自的功能，两套系统互不影响，互不关联。在配置空调制冷系统的基础上，另外配置独立液冷机组作为电池冷却系统会占用整车安装空间及增加整车制造成本，且无法关联控制电池冷却和空调制冷，不利于整车控制。
技术实现思路
本专利技术提供一种集成式动力电池冷却系统、冷却控制方法及电动汽车，能够在空调制冷系统上集成电池冷却系统，节省整车安装空间及整车制造成本，实现关联控制电池冷却和空调制冷。为了解决上述技术问题，第一方面，本专利技术一实施例提供一种集成式动力电池冷却系统，包括空调制冷系统和电池冷却系统；所述空调制冷系统包括压缩机、冷凝器、第一三通阀、第二三通阀、驾驶舱制冷装置，所述电池冷却系统包括冷却器、水冷板、水泵；所述压缩机的出气口与所述冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的出液口与所述第一三通阀的进液口连接，所述第一三通阀的一出液口与所述驾驶舱制冷装置的进液口连接，所述驾驶舱制冷装置的出气口与所述第二三通阀的一进气口连接，所述第二三通阀的出气口与所述压缩机的进气口连接；所述第一三通阀的另一出液口通过电子膨胀阀与所述冷却器的进液口连接，所述冷却器的出水口与所述水冷板的进水口连接，所述水冷板的出水口与所述水泵的进水口连接，所述水泵的出水口与所述冷却器的进水口连接，所述冷却器的出气口与所述第二三通阀的另一进气口连接；其中，所述水冷板的进水口设置有第一温度传感器，所述水冷板的出水口设置有第二温度传感器，所述冷却器的出气口设置有第三温度传感器和压力传感器；所述压缩机、所述水泵、所述电子膨胀阀、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述压力传感器分别与电池冷却控制器连接。进一步地，所述驾驶舱制冷装置包括冷媒电磁阀、热力膨胀阀、驾驶舱蒸发器；所述驾驶舱制冷装置的进液口与所述冷媒电磁阀的进液口连接，所述冷媒电磁阀的出液口与所述热力膨胀阀的进液口连接，所述热力膨胀阀的出液口与所述驾驶舱蒸发器的进液口连接，所述驾驶舱蒸发器的出气口与所述驾驶舱制冷装置的出气口连接；其中，所述冷媒电磁阀与所述电池冷却控制器连接。进一步地，所述集成式动力电池冷却系统，还包括电子风扇；所述电子风扇设置在所述冷凝器周围；其中，所述电子风扇与所述电池冷却控制器连接。进一步地，所述水冷板设置在动力电池包下方。第二方面，本专利技术一实施例提供一种集成式动力电池冷却控制方法，适用于如上所述的集成式动力电池冷却系统，包括：当所述空调制冷系统未启动或正在运行，且所述电池冷却系统未启动时，实时获取动力电池包的实际温度，并在当前所述动力电池包的实际温度大于或等于第一预设温度时，启动所述电池冷却系统；控制所述压缩机以目标制冷功率运行，并控制所述电子膨胀阀的阀门开度缓慢增加直至当前所述冷却器的实际过热度大于或等于预设过热度阈值；其中，所述目标制冷功率是根据当前所述第一温度传感器和所述第二温度传感器采集的冷却水进出水温度，及所述动力电池包的目标温度得到的，所述冷却器的实际过热度是根据当前所述第三温度传感器采集的冷媒温度和所述压力传感器采集的冷媒压力得到的；根据当前所述冷却器的实际过热度与所述冷却器的目标过热度的比较结果，调节所述电子膨胀阀的阀门开度，直至在当前所述冷却器的实际过热度等于所述冷却器的目标过热度时，控制所述电子膨胀阀保持当前的阀门开度。进一步地，所述集成式动力电池冷却控制方法，还包括：当所述空调制冷系统未启动且所述电池冷却系统正在运行时，等待接收所述空调制冷系统的启动信号，并在接收到所述空调制冷系统的启动信号时，控制所述电子膨胀阀在预设时间内保持最小阀门开度；控制所述压缩机以所述目标制冷功率运行，并控制所述电子膨胀阀的阀门开度缓慢增加直至当前所述冷却器的实际过热度大于或等于所述预设过热度阈值；根据当前所述冷却器的实际过热度与所述冷却器的目标过热度的比较结果，调节所述电子膨胀阀的阀门开度，直至在当前所述冷却器的实际过热度等于所述冷却器的目标过热度时，控制所述电子膨胀阀保持当前的阀门开度。进一步地，在所述根据当前所述冷却器的实际过热度与所述冷却器的目标过热度的比较结果，调节所述电子膨胀阀的阀门开度之前，还包括：在当前所述动力电池包的实际温度小于第二预设温度时，设定所述冷却器的目标过热度为第一目标过热度，否则设定所述冷却器的目标过热度为第二目标过热度；其中，所述第二预设温度小于所述第一预设温度，所述第一目标过热度大于所述第二目标过热度。进一步地，所述根据当前所述冷却器的实际过热度与所述冷却器的目标过热度的比较结果，调节所述电子膨胀阀的阀门开度，具体为：在所述冷却器的实际过热度大于所述冷却器的目标过热度时，控制所述电子膨胀阀的阀门开度增加，否则控制所述电子膨胀阀的阀门开度减小。进一步地，所述空调制冷系统的运行状态是通过VCU整车控制器获取的，所述动力电池包的实际温度是通过BMS电池管理系统获取的。第三方面，本专利技术一实施例提供一种电动汽车，包括如上所述的集成式动力电池冷却系统。相比于现有技术，本专利技术的实施例，具有如下有益效果：通过将压缩机的出气口与冷凝器的进气口连接，将冷凝器的出液口与第一三通阀的进液口连接，将第一三通阀的一出液口与驾驶舱制冷装置的进液口连接，将驾驶舱制冷装置的出气口与第二三通阀的一进气口连接，将第二三通阀的出气口与压缩机的进气口连接，形成空调制冷回路，并将第一三通阀的另一出液口通过电子膨胀阀与冷却器的进液口连接，将冷却器的出水口与水冷板的进水口连接，将水冷板的出水口与水泵的进水口连接，将水泵的出水口与冷却器的进水口连接，将冷却器的出气口与第二三通阀的另一进气口连接，形成电池冷却回路，设计集成式动力电池冷却系统。相比于现有技术，本专利技术的实施例通过在空调制冷系统的出液口、出气口分别设置第一三通阀、第二三通阀，利用第一三通阀和第二三通阀从空调制冷系统中引出一条冷媒流通支路应用于电池冷却系统，能够在空调制冷系统上集成电池冷却系统，节省整车安装空间及整车制造成本，实现关联控制电池冷却和空调制冷。附图说明图1为本专利技术第一实施例中的一种集成式动力电池冷却系统的结构示意图；图2为本专利技术第一实施例中优选实施例的一种集成式动力电池冷却系统的结构示意图；图3为本专利技术第一实施例中优选实施例的电池冷却控制器(TMS)的电气拓扑图；图4为本专利技术第二实施例中的一种集成式动力电池冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成式动力电池冷却系统，其特征在于，包括空调制冷系统和电池冷却系统；所述空调制冷系统包括压缩机、冷凝器、第一三通阀、第二三通阀、驾驶舱制冷装置，所述电池冷却系统包括冷却器、水冷板、水泵；/n所述压缩机的出气口与所述冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的出液口与所述第一三通阀的进液口连接，所述第一三通阀的一出液口与所述驾驶舱制冷装置的进液口连接，所述驾驶舱制冷装置的出气口与所述第二三通阀的一进气口连接，所述第二三通阀的出气口与所述压缩机的进气口连接；/n所述第一三通阀的另一出液口通过电子膨胀阀与所述冷却器的进液口连接，所述冷却器的出水口与所述水冷板的进水口连接，所述水冷板的出水口与所述水泵的进水口连接，所述水泵的出水口与所述冷却器的进水口连接，所述冷却器的出气口与所述第二三通阀的另一进气口连接；/n其中，所述水冷板的进水口设置有第一温度传感器，所述水冷板的出水口设置有第二温度传感器，所述冷却器的出气口设置有第三温度传感器和压力传感器；所述压缩机、所述水泵、所述电子膨胀阀、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述压力传感器分别与电池冷却控制器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成式动力电池冷却系统，其特征在于，包括空调制冷系统和电池冷却系统；所述空调制冷系统包括压缩机、冷凝器、第一三通阀、第二三通阀、驾驶舱制冷装置，所述电池冷却系统包括冷却器、水冷板、水泵；
所述压缩机的出气口与所述冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的出液口与所述第一三通阀的进液口连接，所述第一三通阀的一出液口与所述驾驶舱制冷装置的进液口连接，所述驾驶舱制冷装置的出气口与所述第二三通阀的一进气口连接，所述第二三通阀的出气口与所述压缩机的进气口连接；
所述第一三通阀的另一出液口通过电子膨胀阀与所述冷却器的进液口连接，所述冷却器的出水口与所述水冷板的进水口连接，所述水冷板的出水口与所述水泵的进水口连接，所述水泵的出水口与所述冷却器的进水口连接，所述冷却器的出气口与所述第二三通阀的另一进气口连接；
其中，所述水冷板的进水口设置有第一温度传感器，所述水冷板的出水口设置有第二温度传感器，所述冷却器的出气口设置有第三温度传感器和压力传感器；所述压缩机、所述水泵、所述电子膨胀阀、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述压力传感器分别与电池冷却控制器连接。


2.如权利要求1所述的集成式动力电池冷却系统，其特征在于，所述驾驶舱制冷装置包括冷媒电磁阀、热力膨胀阀、驾驶舱蒸发器；
所述驾驶舱制冷装置的进液口与所述冷媒电磁阀的进液口连接，所述冷媒电磁阀的出液口与所述热力膨胀阀的进液口连接，所述热力膨胀阀的出液口与所述驾驶舱蒸发器的进液口连接，所述驾驶舱蒸发器的出气口与所述驾驶舱制冷装置的出气口连接；其中，所述冷媒电磁阀与所述电池冷却控制器连接。


3.如权利要求1所述的集成式动力电池冷却系统，其特征在于，还包括电子风扇；
所述电子风扇设置在所述冷凝器周围；其中，所述电子风扇与所述电池冷却控制器连接。


4.如权利要求1所述的集成式动力电池冷却系统，其特征在于，所述水冷板设置在动力电池包下方。


5.一种集成式动力电池冷却控制方法，适用于如权利要求1～4任一项所述的集成式动力电池冷却系统，其特征在于，包括：
当所述空调制冷系统未启动或正在运行，且所述电池冷却系统未启动时，实时获取动力电池包的实际温度，并在当前所述动力电池包的实际温度大于或等于第一预设温度时，启动所述电池冷却系统；
控制所述压缩机以目标制冷功率运行，并控制所述电子膨胀阀的阀门开度缓慢增加直至当前所述冷却器的实际过热度大于或等于预设过热...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈日旺，李建文，江鹏，徐小红，郭葵，覃记荣，马秋香，王善超，曹永利，展新，
申请(专利权)人：东风柳州汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45