基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，包括：第一换热装置，被配置为与冷却液循环回路连通，并向第二换热装置、第一目标设备和第二目标设备提供冷却液；第二换热装置，被配置为分别与冷却液循环回路和制冷剂循环回路连通，并向第三换热装置和第四换热装置提供制冷剂；第三换热装置，被配置为与制冷剂循环回路连通，并向第一目标设备提供冷却液；第四换热装置，被配置为与制冷剂循环回路连通，并向第二目标设备提供制冷剂；第一目标设备和第二目标设备，被配置为与冷却液循环回路连通；以及高速气浮离心压缩机，被配置为与制冷剂循环回路连通，以对制冷剂进行压缩。剂进行压缩。剂进行压缩。

【技术实现步骤摘要】
基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统


[0001]本专利技术涉及热管理
，特别涉及一种基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统。

技术介绍

[0002]热管理，是指对总系统、分立部件或其环境的温度进行管理和控制，其目的是维护各部件的正常运行或提高其性能或寿命。热管理是电化学储能系统的所必需的，因为它对储能系统的性能、寿命、安全性都有显著影响。由于液冷热管理系统的换热能力强，使用液冷热管理系统可以保证电芯温差在3℃以内，因此相对于风冷热管理系统其可以显著提升储能系统的寿命。
[0003]目前用于储能系统的液冷热管理系统所需的制冷量通常在100kW及以下，而这种小冷量的制冷循环采用的压缩机主要为涡旋压缩机。涡旋压缩机多采用油循环，这会降低压缩机与液冷热管理系统的可靠性。此外，涡旋压缩机的轴承通常为接触式球轴承，容易磨损，其寿命通常会是液冷热管理系统寿命的瓶颈。同时，涡旋压缩机的体积与质量较大，不利于储能系统能量密度提升，尤其随着储能系统功率密度的增加，制冷量需求显著增加，涡旋压缩机这方面的劣势会更加显著。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，以解决现有的涡旋压缩机不利于储能系统能量密度提升的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，包括：
[0006]第一换热装置，被配置为与冷却液循环回路连通，并向第二换热装置、第一目标设备和第二目标设备提供冷却液；
[0007]第二换热装置，被配置为分别与冷却液循环回路和制冷剂循环回路连通，并向第三换热装置和第四换热装置提供制冷剂；
[0008]第三换热装置，被配置为与制冷剂循环回路连通，并向第一目标设备提供冷却液；
[0009]第四换热装置，被配置为与制冷剂循环回路连通，并向第二目标设备提供制冷剂；
[0010]第一目标设备和第二目标设备，被配置为与冷却液循环回路连通；以及
[0011]高速气浮离心压缩机，被配置为与制冷剂循环回路连通，以对制冷剂进行压缩。
[0012]可选的，在所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统中，所述第一换热装置为安装有电子风扇的散热器；所述第二换热装置为水冷冷凝器；所述第三换热装置为板式换热器；所述第四换热装置为安装有鼓风机的蒸发器；
[0013]所述第一目标设备为车用电池包，所述第二目标设备为车用电驱。
[0014]可选的，在所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统中，
[0015]在制冷剂循环回路中，高速气浮离心压缩机的输出端连接水冷冷凝器的第一输入
端，水冷冷凝器的第一输出端通过第一电子膨胀阀连接板式换热器的第一输入端，以及通过第二电子膨胀阀连接蒸发器的输入端；板式换热器的第一输出端和蒸发器的输出端连接至高速气浮离心压缩机的输入端；
[0016]板式换热器的第二输出端依次通过第二三通阀和第二水泵连接至车用电池包；车用电池包的输出端通过第三三通阀连接至板式换热器的第二输入端。
[0017]可选的，在所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统中，在冷却液循环回路中，散热器的输出端依次通过第一三通阀和第一水泵连接至水冷冷凝器的第二输入端，以及依次通过第二三通阀和第二水泵连接至车用电池包的输入端，以及通过第三水泵连接至车用电驱的输入端；
[0018]水冷冷凝器的第二输出端连接至散热器的输入端；
[0019]车用电池包的输出端通过第三电子三通阀连接至散热器的输入端；
[0020]车用电驱的输出端连接至散热器的输入端。
[0021]可选的，在所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统中，
[0022]在制冷剂循环回路中，高速气浮离心压缩机作为系统内制冷剂循环的动力源，对制冷剂采用离心的方式进行压缩，压缩后的高温制冷剂通过管路到达水冷冷凝器，在水冷冷凝器中，经过散热器冷却后的冷却液与制冷剂进行热交换，带走制冷剂中的热量，冷凝后的制冷剂分成两路，一路到达板式换热器前的第一电子膨胀阀，一路到达蒸发器前的第二电子膨胀阀。
[0023]可选的，在所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统中，
[0024]第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀根据车用电池包冷却需求和乘客舱制冷需求实时控制第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的开启状态和开启程度；
[0025]当板式换热器前的第一电子膨胀阀开启时，第一电子膨胀阀对流进的制冷剂进行节流，节流后的制冷剂迅速膨胀并进入板式换热器，在板式换热器中，经过节流的制冷剂通过板式换热器从冷却液中吸收热量，从而使冷却液降到预期的温度，以满足车用电池包冷却的需求；
[0026]当蒸发器前的第二电子膨胀阀开启时，第二电子膨胀阀对流进的制冷剂进行节流，节流后的制冷剂迅速膨胀并进入蒸发器，鼓风机将空气吸入经过蒸发器，经过节流膨胀的制冷剂与蒸发器的空气进行热交换，制冷剂吸收空气中的热量，从而使空气降到预期的温度，实现制冷的效果，经过蒸发吸热后的制冷剂继续通过管路再次回到高速气浮离心压缩机。
[0027]可选的，在所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统中，还包括：
[0028]第一高压传感器和第一高温传感器，被配置为设置在高速气浮离心压缩机出口管路处；
[0029]第一低压传感器和第一低温传感器，被配置为设置在板式换热器出口管路处；
[0030]第二低压传感器和第二低温传感器，被配置为设置在蒸发器出口管路处；
[0031]上述传感器用于电池包和乘客舱制冷需求的计算以及系统运行的保护。
[0032]可选的，在所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统中，在冷却液循环回路中，包括并联结构大循环以及内部小循环；
[0033]散热器、水冷冷凝器、车用电池包和车用电驱形成并联结构大循环；
[0034]车用电池包与板式换热器在第二电子三通阀和第三电子三通阀的控制下，形成内部小循环；
[0035]在新能源汽车中，通过多个三通阀结构，将车用电驱和车用电池包并入散热器回路，在不同模式中，实现车用电驱或车用电池包通过散热器进风冷散热；
[0036]第一电子三通阀、第二电子三通阀和第三电子三通阀为三个出口均可独立控制的比例阀，第一水泵和第二水泵作为冷却液循环的动力源，根据需求进行流量调节。
[0037]可选的，在所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统中，
[0038]当水冷冷凝器需要散热时，第一电子三通阀与第一水泵连通，第一水泵运行将水冷冷凝器的热量送入散热器进行散热，此时水冷冷凝器在制冷剂循环中对蒸发器和车用电池包进行冷却；
[0039]当仅有车用电池包有散热需求时，并且在环境温度≤20℃时，第一电子三通阀、第二电子三通阀和第三电子三通阀连通车用电池包和散热器，第二水泵运行，将车用电池包中的热量送入散热器进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，其特征在于，包括：第一换热装置，被配置为与冷却液循环回路连通，并向第二换热装置、第一目标设备和第二目标设备提供冷却液；第二换热装置，被配置为分别与冷却液循环回路和制冷剂循环回路连通，并向第三换热装置和第四换热装置提供制冷剂；第三换热装置，被配置为与制冷剂循环回路连通，并向第一目标设备提供冷却液；第四换热装置，被配置为与制冷剂循环回路连通，并向第二目标设备提供制冷剂；第一目标设备和第二目标设备，被配置为与冷却液循环回路连通；以及高速气浮离心压缩机，被配置为与制冷剂循环回路连通，以对制冷剂进行压缩。2.如权利要求1所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，其特征在于：所述第一换热装置为安装有电子风扇的散热器；所述第二换热装置为水冷冷凝器；所述第三换热装置为板式换热器；所述第四换热装置为安装有鼓风机的蒸发器；以及所述第一目标设备为车用电池包，所述第二目标设备为车用电驱。3.如权利要求2所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，其特征在于，在制冷剂循环回路中，高速气浮离心压缩机的输出端连接水冷冷凝器的第一输入端，水冷冷凝器的第一输出端通过第一电子膨胀阀连接板式换热器的第一输入端，以及通过第二电子膨胀阀连接蒸发器的输入端；板式换热器的第一输出端和蒸发器的输出端连接至高速气浮离心压缩机的输入端；板式换热器的第二输出端依次通过第二三通阀和第二水泵连接至车用电池包；车用电池包的输出端通过第三三通阀连接至板式换热器的第二输入端。4.如权利要求2所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，其特征在于，在冷却液循环回路中，散热器的输出端依次通过第一三通阀和第一水泵连接至水冷冷凝器的第二输入端，以及依次通过第二三通阀和第二水泵连接至车用电池包的输入端，以及通过第三水泵连接至车用电驱的输入端；水冷冷凝器的第二输出端连接至散热器的输入端；车用电池包的输出端通过第三电子三通阀连接至散热器的输入端；车用电驱的输出端连接至散热器的输入端。5.如权利要求2所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，其特征在于，在制冷剂循环回路中，高速气浮离心压缩机作为系统内制冷剂循环的动力源，对制冷剂采用离心的方式进行压缩，压缩后的高温制冷剂通过管路到达水冷冷凝器，在水冷冷凝器中，经过散热器冷却后的冷却液与制冷剂进行热交换，带走制冷剂中的热量，冷凝后的制冷剂分成两路，一路到达板式换热器前的第一电子膨胀阀，一路到达蒸发器前的第二电子膨胀阀。
6.如权利要求2所述的基于高速气浮离心压缩机的间冷式汽车热管理系统，其特征在于，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀根据车用电池包冷却需求和乘客舱制冷需求实时控制第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的开启状态和开启程度；当板式换热器前的第一电子膨胀阀开启时，第一电子膨胀阀对流进的制冷剂进行节流，节流后的制冷剂迅速膨胀并进入板式换热器，在板式换热器中，经过节流的制冷剂通过板式换热器从冷却液中吸收热量，从而使冷却液降到预期的温度，以满足车用电池包冷却的需求；当蒸发器前的第二电子膨胀阀开启时，第二电子膨胀阀对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学松，冯福金，宋云建，舒涛，
申请(专利权)人：华涧新能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：