一种热管理器、换热方法和新能源车技术

本申请实施例提供一种热管理器、换热方法和新能源车，涉及动力电池热管理技术领域。该热管理器包括：同中心轴的外筒、中筒和内筒。外翅片、中筒和外筒形成平行于中心轴的多个外流道。内翅片、中筒和内筒形成平行于中心轴的多个内流道。中筒上设置有多个射流孔。换热介质可从外筒一端进入外流道，以射流冲击的方式进入内流道，从内流道两端流出。综合了微通道控温和射流冲击控温两种技术的优点，具有反应快捷、控温精确、压降损耗小、均温性能良好、运行安全稳定的优点。安全稳定的优点。安全稳定的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种热管理器、换热方法和新能源车


[0001]本申请涉及动力电池热管理
，尤其涉及一种热管理器、换热方法和新能源车。

技术介绍

[0002]随着化石燃料的枯竭和大气环境污染问题的日益严峻，传统以化石燃料为动力的汽车行业发展受到限制。新能源电动汽车，因其摆脱了对传统化石燃料的依赖，且在使用过程中清洁无污染的优点越来越受到人们的青睐。电池作为新能源电动汽车的核心部件之一，其在使用过程中，充放电性能会受到温度的极大影响。适宜的温度不仅能够提高电池的发电效率还能够延长其使用寿命，从而提升新能源电动汽车的整体性能。
[0003]目前，传统的针对新能源电动汽车电池热管理的方法，面临着压降损耗大，控温均温效果差，系统沉重，反应慢等问题。
[0004]因此，如何设计高效的电池热管理系统，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种热管理器、换热方法和新能源车，以解决现有技术中如何设计高效的电池热管理系统的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例采取了如下技术方案。
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种热管理器，包括：同中心轴的外筒、中筒和内筒。
[0008]内筒内用于容纳目标换热件。在外筒和中筒之间的外环状腔体内设置有多个外翅片，外翅片连接外筒和中筒，外翅片、中筒和外筒形成平行于中心轴的多个外流道。
[0009]在内筒和中筒之间的内环状腔体内设置有多个内翅片，内翅片连接内筒和中筒，内翅片、中筒和内筒形成平行于中心轴的多个内流道。
[0010]中筒上设置有多个射流孔，以使外流道的换热介质以射流冲击的方式进入内流道。
[0011]可选地，外筒、中筒和内筒均为圆筒，外翅片之间的夹角、内翅片之间的夹角均相等，每个外翅片都有一个对应的内翅片在同一平面。
[0012]可选地，射流孔沿中筒的轴向布置，且位于相邻的两个外翅片中间。
[0013]可选地，内筒内容纳有目标换热件，在内筒和目标换热件之间填充有导热硅脂。
[0014]可选地，热管理器还包括第一出口箱、第二出口箱和入口箱。第一出口箱和第二出口箱均与所有内流道连通，第一出口箱和第二出口箱分别位于内筒轴向的两端。入口箱与所有外流道连通，位于外筒轴向的任一端。
[0015]可选地，热管理器还包括排气箱，排气箱与所有外流道连通，位于外筒的远离入口箱的一端。排气箱设置有管口，管口与外流道连通，且管口用于排出不凝性气体以使换热介质填充热管理器。
[0016]可选地，入口箱设置有管口，管口与外流道连通，且管口用于排出不凝性气体以使
换热介质填充热管理器。
[0017]可选地，热管理器还包括气液分离装置、压缩机、外换热装置、节流装置和、第一四通阀和第二四通阀；压缩机的出口和第一四通阀的第一端口连接，外置换热器输入端和第一四通阀的第二端口连接，外置换热器的输出端通过节流装置和第二四通阀的第一端口连接，第二四通阀的第二端与入口箱连接，第一出口箱和第二出口箱均与第二四通阀的第三端口连接，第二四通阀的第四端口与第一四通阀的第三端口连接，第一四通阀的第四端口通过气液分离装置与压缩机的入口连接。
[0018]在制冷时，第一四通阀的第一端口和第二端口连通，第一四通阀的第三端口和第四端口连通，第二四通阀的第一端口和第二端口连通，第二四通阀的第三端口和第四端口连通。
[0019]在制热时，第一四通阀的第一端口和第三端口连通，第一四通阀的第二端口和第四端口连通，第二四通阀的第一端口和第三端口连通，第二四通阀的第二端口和第四端口连通。
[0020]可选地，内筒内容纳有目标换热件，目标换热件壁面上设置有温度传感器，热管理器中设置有压力传感器，压力传感器和温度传感器用于与控制器电连接，以根据温度传感器所测量的温度和压力传感器所反馈的压力控制热管理器中的压力，从而将目标换热器的温度控制在工作温度之内。
[0021]第二方面，本申请实施例提供一种新能源车，包括第一方面的热管理器。
[0022]第三方面，本申请实施例提供一种换热方法，用于第一方面的热管理器。换热方法包括：使换热介质从外筒和中筒之间形成的外环状腔体沿轴向的一端流入，经过射流孔并通过射流的方式进入内流道，与内筒热交换之后，从在内筒和中筒之间的内环状腔体沿内筒轴向从内流道两端流出。
[0023]可选地，当第一温度高于第一预设温度时，控制器发送第一控制命令给第一四通阀和第二四通阀，使第一四通阀的第一端口和第二端口连通，第一四通阀的第三端口和第四端口连通，第二四通阀的第一端口和第二端口连通，第二四通阀的第三端口和第四端口连通；控制器还根据第一压力和第一温度生成第二控制命令发送给压缩机，以使压缩机根据第二控制命令，输出具有第二压力的换热介质到第一四通阀的第一端口，并使换热介质依次流过第一四通阀的第二端口、外置换热器、节流装置、第二四通阀的第一端口和第二端口、入口箱、外流道、内流道、第一出口箱和第二出口箱、第二四通阀的第三端口和第四端口、第一四通阀的第三端口和第四端口、气液分离装置，并由气液分离装置流回压缩机；
[0024]当第一温度低于第二预设温度时，控制器发送第三控制命令给第一四通阀和第二四通阀，使第一四通阀的第一端口和第三端口连通，第一四通阀的第二端口和第四端口连通，第二四通阀的第一端口和第三端口连通，第二四通阀的第二端口和第四端口连通；控制器还根据第一压力和第一温度生成第四控制命令发送给压缩机，以使压缩机根据第四控制命令，输出具有第三压力的换热介质到第一四通阀的第一端口，并使得换热介质依次流过第一四通阀的第三端口、第二四通阀的第四端口和第二端口、入口箱、外流道、内流道、第一出口箱和第二出口箱、第二四通阀的第三端口和第一端口、节流装置、外置换热器、第二四通阀的第二端口和第四端口、气液分离装置，并由气液分离装置流回压缩机。
[0025]相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：
[0026]本申请实施例提供的热管理器、换热方法和新能源车，通过射流孔实现换热介质以射流的方式进入内流道并与目标换热件换热，即微通道耦合射流换热技术，综合了微通道控温和射流冲击控温两种技术的优点，内流道作为微通道具有较大的比表面积，使得电池箱具有较大的有效换热面积，在内通道内添加射流，提高了微通道内流体的湍动程度，进一步增强了换热能力；微通道的存在，延缓了射流直接冲击区域之外的局部换热系数的降低，提高了换热均匀性。此外，充分利用微通道内相变传热原理，来完成对目标换热件的控温，且内流道允许轴向流出，避免了相邻射流之间存在相互干扰。具有反应快捷、控温精确、压降损耗小、均温性能良好、运行安全稳定等优点。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热管理器，其特征在于，包括：同中心轴的外筒、中筒和内筒；所述内筒内用于容纳目标换热件；在所述外筒和所述中筒之间的外环状腔体内设置有多个外翅片，所述外翅片连接所述外筒和所述中筒，所述外翅片、所述中筒和所述外筒形成平行于所述中心轴的多个外流道；在所述内筒和所述中筒之间的内环状腔体内设置有多个内翅片，所述内翅片连接所述内筒和所述中筒，所述内翅片、所述中筒和所述内筒形成平行于所述中心轴的多个内流道；所述中筒上设置有多个射流孔，以使所述外流道的换热介质以射流冲击的方式进入所述内流道。2.如权利要求1所述的热管理器，其特征在于，所述外筒、中筒和内筒均为圆筒，所述外翅片之间的夹角、所述内翅片之间的夹角均相等，每个外翅片都有一个对应的内翅片在同一平面。3.如权利要求2所述的热管理器，其特征在于，所述射流孔沿中筒的轴向布置，且位于相邻的两个外翅片中间。4.如权利要求1所述的热管理器，其特征在于，所述内筒内容纳有目标换热件，在所述内筒和所述目标换热件之间填充有导热硅脂。5.如权利要求1所述的热管理器，其特征在于，所述热管理器还包括第一出口箱、第二出口箱和入口箱；所述第一出口箱和所述第二出口箱均与所有所述内流道连通，所述第一出口箱和所述第二出口分别位于所述内筒轴向的两端；所述入口箱与所有所述外流道连通，位于所述外筒轴向的任一端。6.如权利要求5所述的热管理器，其特征在于，所述热管理器还包括排气箱，所述排气箱位于所述外筒的远离所述入口箱的一端，与所有所述外流道连通；所述排气箱设置有管口，所述管口与所述外流道连通，且所述管口用于排出不凝性气体以使换热介质填充热管理器。7.如权利要求5所述的热管理器，其特征在于，所述入口箱设置有管口，所述管口与所述外流道连通，且所述管口用于排出不凝性气体以使换热介质填充热管理器。8.如权利要求5所述的热管理器，其特征在于，所述热管理器还包括气液分离装置、压缩机、外换热装置、节流装置和、第一四通阀和第二四通阀；所述压缩机的出口和所述第一四通阀的第一端口连接，所述外置换热器输入端和所述第一四通阀的第二端口连接，所述外置换热器的输出端通过所述节流装置和所述第二四通阀的第一端口连接，所述第二四通阀的第二端与所述入口箱连接，所述第一出口箱和所述第二出口箱均与所述第二四通阀的第三端口连接，所述第二四通阀的第四端口与所述第一四通阀的第三端口连接，所述第一四通阀的第四端口通过所述气液分离装置与所述压缩机的入口连接；在制冷时，所述第一四通阀的第一端口和第二端口连通，所述第一四通阀的第三端口和第四端口连通，所述第二四通阀的第一端口和第二端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张衍俊，刘珠明，陈志涛，
申请(专利权)人：广东省科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：