【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电动汽车领域，具体涉及电动汽车动力电池、电驱单元和座舱的温度控制，是一种电动汽车制冷剂直冷直热系统及压缩机的控制方法。
技术介绍
1、随着电动汽车产业的快速发展，其对动力电池的比能量和比功率要求越来越高，使得电动汽车动力电池逐渐向高镍化和大尺寸方向发展(如：麒麟电池)，由此引起动力电池在使用过程中的温度管控更为重要。温度过高不但加快电池性能衰退速率，而且易引发热失控等安全问题；温度过低将引起电池出现充电析锂和容量(或功率)缩水等问题。因此，开发高效的动力电池热管理系统成为未来电动汽车产业发展的关键技术之一。
2、目前，电动汽车动力电池的冷却方法主要包括空气冷却、液体冷却、相变材料冷却和制冷剂直冷，而加热方法主要有空气加热、液体加热、相变材料加热和热电效应加热(如：加热膜)。其中，基于制冷剂冷却的直冷技术因其结构紧凑、冷却效率高、附加零部件少、系统安全性高等优点，而在上述直冷系统的基础上发展而成的电池直热技术，可实现电池低温状态下的制冷剂直热，其在加热模式下的能效系数是传统电池加热膜的2-3倍。因此，电动汽车动力电池的制冷剂直冷直热技术已成为未来最具发展潜力的电池热管理技术，对提高动力电池温控效率和安全性均具有重要意义。
3、然而，现有的动力电池制冷剂直冷和直热系统存在以下问题：1.集成电池直冷和直热的热管理系统较少，且目前存在电池直冷直热集成系统的零部件过多，制冷剂管路过于复杂；2.电池温度均匀性较差，沿制冷剂流动方向电池温度存在较大梯度，易引起电池充放电过程的不一致问题；3.电动汽车座舱、
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种电动汽车制冷剂直冷直热系统及压缩机的控制方法，解决现有技术中动力电池制冷剂直冷和直热系统集成度差、热量管理效率低及均温性差的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
3、一种制冷剂直冷直热的电池热管理系统，包括一号四通换向阀，所述的一号四通换向阀的a端连接有一号三通比例阀的a端，所述的一号四通换向阀的b端依次连接有压缩机和气液分离结构，所述的一号四通换向阀的c端连接有室外冷凝器的一端，所述的一号四通换向阀的d端连接有二号四通换向阀的b端；
4、所述的一号三通比例阀的b端连接有室内换热器的一端，所述的一号三通比例阀的c端连接有二号四通换向阀的a端；
5、所述的气液分离结构上并联连接有第二换热器的第一端和一号三通换向阀的c端；
6、所述的室外冷凝器的第二端上连接有二号三通比例阀的c端；
7、所述的二号四通换向阀的c端连接有二号三通比例阀的a端，所述的二号四通换向阀的d端连接有动力电池组的一端；所述的动力电池组的第二端与所述的一号三通换向阀的a端和室内换热器的第二端共同连接于第一共同连接点，所述的一号三通换向阀的b端与所述的第二换热器第二端和二号三通比例阀的b端共同连接于第二共同连接点；
8、所述的第二换热器的第三端上连接有电驱单元，所述的电驱单元上并联连接有散热器一端和二号三通换向阀的c端；所述的散热器第二端与所述的二号三通换向阀的a端连接，所述的二号三通换向阀的b端与所述的第二换热器第四端连接；
9、所述的气液分离结构和所述的第二换热器的第一端之间设置有第二单向阀；所述的室外冷凝器的第二端与所述的二号三通比例阀的c端之间设置有第一膨胀阀；所述的室内换热器的第二端和所述的第一共同连接点之间设置有第三单向阀；所述的动力电池组的第二端与所述的第一共同连接点之间设置有第一单向阀；所述的一号三通换向阀的b端和所述的第二共同连接点之间设置有第二膨胀阀；
10、所述的室外冷凝器的第二端与所述的第一膨胀阀之间分别设有温度传感器和压力传感器。
11、本专利技术还包括以下技术特征：
12、所述的室内换热器包括依次设置的风机、第一换热器和座舱用ptc加热器，所述的第一换热器的一端与所述的一号三通比例阀的b端连接，所述的第一换热器的第二端与所述的动力电池组的第二端和所述的一号三通换向阀的a端共同连接。
13、所述的电驱单元包括依次设置的逆变器、马达和水泵，所述的水泵与所述的第二换热器的第三端连接；所述的逆变器上并联连接有散热器一端和二号三通换向阀的c端。
14、所述的动力电池组的底部设置有电池用ptc加热膜。
15、所述的第一膨胀阀和第二膨胀阀均采用大口径电子膨胀阀。
16、所述的动力电池组包括冷板和电池，所述的冷板和电池之间设置有l型均温板。
17、所述的l型均温板包括的l型壳体，所述的l型壳体的中间开设有真空腔，所述的真空腔内部垂直设置有支撑柱，所述的真空腔的内壁上设置有吸液芯层。
18、一种压缩机的控制方法，具体包括以下步骤：
19、步骤一，压缩机启动，并以一定工作转速工作一段时间；
20、步骤二，ecu根据接收到的bms信号、ac信号和电驱单元信号判断得到压缩机的电压信号；
21、所述的bms信号包括电池制冷、制热需求、高倍率、低倍率工况、电池当前soc情况和电池温升速率；
22、所述的ac信号包括座舱的制冷制热需求；
23、所述的电驱单元信号包括电驱单元的制冷需求；
24、步骤三，pi控制器根据步骤二得到的压缩机的电压信号调控pwm信号的占空比，控制压缩机的输出转速。
25、本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
26、(ⅰ)本专利技术利用两个四通换向阀实现了电动汽车11种热管理工作模式的制冷剂回路控制，显著提高了整车热管理系统的集成度及其管路系统的利用效率。通过两个三通比例阀的设置实现了对座舱、动力电池和电驱单元的制冷剂流量的准确调节，有效避免各元件出现过冷或过热现象，解决了现有技术中动力电池制冷剂直冷直热系统集成度差和元件易出现过冷/过热的技术问题。
27、(ⅱ)本专利技术提供的电池制冷剂直冷直热热管理系统，可实现对座舱、动力电池和电驱单元三个元件的温度管控，有效保障各元件工作在适宜的温度范围。同时，在制热模式下，可利用电驱单元的发热量对电池或座舱进行加热，有效降低了整车能耗，从而解决现有技术中动力电池制冷剂直冷直热系统热管理效率低的技术问题。
28、(ⅲ)本专利技术中的膨胀阀采用大口径电子膨胀阀，在系统中可替代电子膨胀阀、电磁阀和单向阀，兼具三者功能的同时，有利于简化热管理系统中的零部件组成，减少不必要的阀和管路连接，同时有利于提高系统的耐高压性能。
29、(iv)本专利技术提供的动力电池组中的均温板具有导热性高、均温性好、机械强度高且符本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制冷剂直冷直热的电池热管理系统，包括一号四通换向阀(2)，其特征在于，所述的一号四通换向阀(2)的A端连接有一号三通比例阀(1)的A端，所述的一号四通换向阀(2)的B端依次连接有压缩机(12)和气液分离结构(13)，所述的一号四通换向阀(2)的C端连接有室外冷凝器(16)的一端，所述的一号四通换向阀(2)的D端连接有二号四通换向阀(3)的B端；
2.如权利要求1所述的制冷剂直冷直热的电池热管理系统，其特征在于，所述的室内换热器包括依次设置的风机(20)、第一换热器(21)和座舱用PTC加热器(22)，所述的第一换热器(21)的一端与所述的一号三通比例阀(1)的B端连接，所述的第一换热器(21)的第二端与所述的动力电池组(18)的第二端和所述的一号三通换向阀(9)的A端共同连接。
3.如权利要求1所述的制冷剂直冷直热的电池热管理系统，其特征在于，所述的电驱单元包括依次设置的逆变器(25)、马达(26)和水泵(14)，所述的水泵(14)与所述的第二换热器(19)的第三端连接；所述的逆变器(25)上并联连接有散热器(15)一端和二号三通换向阀(6)的C端
4.如权利要求1所述的制冷剂直冷直热的电池热管理系统，其特征在于，所述的动力电池组(18)的底部设置有电池用PTC加热膜(17)。
5.如权利要求1所述的制冷剂直冷直热的电池热管理系统，其特征在于，所述的第一膨胀阀(4)和第二膨胀阀(7)均采用大口径电子膨胀阀。
6.如权利要求1所述的制冷剂直冷直热的电池热管理系统，其特征在于，所述的动力电池组(18)包括冷板(1801)和电池(1803)，所述的冷板1801和电池(1803)之间设置有L型均温板(1802)。
7.如权利要求1所述的制冷剂直冷直热的电池热管理系统，其特征在于，所述的L型均温板18包括的L型壳体(180201)，所述的L型壳体(180201)的中间开设有真空腔(180202)，所述的真空腔(180202)内部垂直设置有支撑柱(180203)，所述的真空腔(180202)的内壁上设置有吸液芯层(180204)。
8.一种压缩机的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种制冷剂直冷直热的电池热管理系统，包括一号四通换向阀(2)，其特征在于，所述的一号四通换向阀(2)的a端连接有一号三通比例阀(1)的a端，所述的一号四通换向阀(2)的b端依次连接有压缩机(12)和气液分离结构(13)，所述的一号四通换向阀(2)的c端连接有室外冷凝器(16)的一端，所述的一号四通换向阀(2)的d端连接有二号四通换向阀(3)的b端；
2.如权利要求1所述的制冷剂直冷直热的电池热管理系统，其特征在于，所述的室内换热器包括依次设置的风机(20)、第一换热器(21)和座舱用ptc加热器(22)，所述的第一换热器(21)的一端与所述的一号三通比例阀(1)的b端连接，所述的第一换热器(21)的第二端与所述的动力电池组(18)的第二端和所述的一号三通换向阀(9)的a端共同连接。
3.如权利要求1所述的制冷剂直冷直热的电池热管理系统，其特征在于，所述的电驱单元包括依次设置的逆变器(25)、马达(26)和水泵(14)，所述的水泵(14)与所述的第二换热器(19)的第三端连接；所述的逆变器(25)上并联连接有散...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨乃兴，陈世龙，王琼，杨元龙，赵剑坤，张学锋，许世维，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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