【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车用动力电池热管理领域，具体为一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统。
技术介绍
1、随着电驱系统的技术进步和“双碳”战略的实施，电气化成为了未来车辆的重要发展方向。电驱系统由于响应快、动力性强等特点，正逐渐被用于车辆的动力系统中，再加上车辆内部的用电需求呈现越来越大的趋势，往往需要高能量密度的电池进行存储。锂离子电池具有较高的能量密度、较长的循环寿命、较小的自放电速率、较低的运行维修成本、较宽的工作温度范围和优秀的可靠性等优点，已经成为了应用最广泛的新能源车辆动力电池。
2、对于长期在寒冷条件下运行的车辆来讲，通常装备燃油驻车加热器等设备，在车辆低温启动时，利用加热器产生的热量给发动机预热。由于燃油加热器的温度通常较高，无法直接为动力电池预热，而动力电池若不进行预热，在低温下会出现内阻增大、容量变小的现象，甚至在极端条件下会导致电解液冻结、电池无法放电等情况，电池系统低温性能受到很大影响，造成电动车辆动力输出性能衰减和续驶里程减少。
3、再则，在动力电池工作一段时间后，电池内部由于电化学反应会产生大量的热，而电池包的结构较为紧凑，很难将多余的热散出去，轻则影响电池的寿命，重则容易引起电池起火爆炸，造成安全事故。
4、进一步的，我国经纬度跨度大，气候复杂多样，电动车辆在冬季通常将面临零下的气温，动力电池的充放电性能急剧下滑，而在电池产热时又很难进行有效的散热，导致动力电池不同工况下无法维持其合适的工作温度区间，在很大程度上制约了电动车辆的性能。
技
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，目的在于解决车辆内部的能量管理问题，提供一种寒冷工况下车辆中动力电池和燃油驻车加热器之间的动力电池一体化热管理系统。
3、燃油加热器为发动机的冷启动提供热量的同时，利用耐高温的导热油带出热量，作为热电器件的热端进行发电，使用加热后冷端的冷却液为动力电池快速加热，以达到车辆动力电池的正常工作温度。在不需要燃烧器充当热源时的电池加热工况，热电器件也可以作为热泵，为动力电池进行低温加热。而在动力电池需散热时，热电器件可通入电流作为制冷器，通过相关阀门的开闭，对电池组进行散热，以维持动力电池最合适的工作温度区间。
4、技术方案
5、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统：包括燃油加热器、热电器件和及与其贯通闭合的两套循环管路，两套所述循环管路中流动不同工质，左侧所述循环管路依次连通有燃油加热器附带的管式换热器、储液罐一、工质泵一，右侧所述循环管路依次连通有电池包液冷套、储液罐、工质泵二，所述电池包液冷套内设置动力电池，电池热管理系统还包括辅助电池、控制模块，所述热电器件、工质泵一、工质泵二与控制模块电性连接，所述控制模块控制工质泵一、工质泵二驱动工质在两套循环管路中流动，以维持动力电池最合适的工作温度区间。
6、优选的，所述热电器件包括若干热端集热器、冷端集热器，所述热端集热器、冷端集热器均设置有进液口、出液口，左侧所述循环管路首位端与所述热端集热器的进液口、出液口连通，右侧所述循环管路首位端与所述冷端集热器的进液口、出液口连通。
7、优选的，若干所述热端集热器与冷端集热器交替设置，所述热端集热器与冷端集热器之间设置有热电片。
8、优选的，所述热电器件的集热器需要在外表面布置隔热材料，以防止热量的损失。
9、优选的，左侧所述循环管路中还贯通并联有风冷散热器一，所述风冷扇热器一与左侧所述循环管路的贯通处分别设置电磁三通阀一、电磁三通阀二，所述电磁三通阀一和电磁三通阀二与控制模块电性连接，所述控制模块控制电磁三通阀一和电磁三通阀二的开闭，实现左侧循环管路中工质的流向。
10、优选的，右侧所述循环管路中还贯通并联有风冷散热器二，所述风冷扇热器二与右侧所述循环管路的贯通处分别设置电磁三通阀三、电磁三通阀四，所述电磁三通阀三和电磁三通阀四与控制模块电性连接，所述控制模块控制电磁三通阀三和电磁三通阀四的开闭，实现右侧循环管路中工质的流向。
11、优选的，右侧所述循环管路中还设置有流量调节阀，所述流量调节阀连通与工质泵二与储液罐二之间，所述流量调节阀与控制模块电性连接。
12、优选的，左侧所述循环管路中流通的工质采用导热液体。
13、优选的，右侧所述循环管路中流通的工质采用冷却液。
14、优选的，所述热电器件中连通的两套循环管路内液体流动方向相反。
15、(二)有益效果
16、本专利技术提供了一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统。具备以下有益效果：
17、该集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，通过电磁阀门的改变，改变燃油加热器、热电器件、动力电池之间不同的换热管路，使热电器件可以发电和制冷两用，对动力电池进行热管理；在车辆启动时，可以利用燃油加热器的热量通过热电器件进行发电，冷端余热用于电池组的低温加热；在动力电池需要散热时，热电器件利用帕尔贴效应进行制冷，降低电池组温度；同时，热电器件还可以作为加热器件，为燃油加热器不启动工况下的电池组进行低温加热，提供动力电池的预热、散热、加热管理，使动力电池在不同工况下维持其合适的工作温度区间，提高动力电池使用寿命。
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1.一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：包括燃油加热器(1)、热电器件(10)和及与其贯通闭合的两套循环管路，两套所述循环管路中流动不同工质，左侧所述循环管路依次连通有燃油加热器(1)附带的管式换热器(2)、储液罐一(3)、工质泵一(9)，右侧所述循环管路依次连通有电池包液冷套(15)、储液罐(14)、工质泵二(12)，所述电池包液冷套(15)内设置动力电池，电池热管理系统还包括辅助电池(4)、控制模块(5)，所述热电器件(10)、工质泵一(9)、工质泵二(12)与控制模块(5)电性连接，所述控制模块(5)控制工质泵一(9)、工质泵二(12)驱动工质在两套循环管路中流动，以维持动力电池最合适的工作温度区间。
2.根据权利要求1所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：所述热电器件(10)包括若干热端集热器(101)、冷端集热器(102)，所述热端集热器(101)、冷端集热器(102)均设置有进液口(103)、出液口(104)，左侧所述循环管路首位端与所述热端集热器(101)的进液口(103)、出液口(104)连通，右侧所述循环管
3.根据权利要求2所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：若干所述热端集热器(101)与冷端集热器(102)交替设置，所述热端集热器(101)与冷端集热器(102)之间设置有热电片(105)。
4.根据权利要求2所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：所述热电器件(10)的集热器需要在外表面布置隔热材料(18)，以防止热量的损失。
5.根据权利要求1所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：左侧所述循环管路中还贯通并联有风冷散热器一(7)，所述风冷扇热器一(7)与左侧所述循环管路的贯通处分别设置电磁三通阀一(6)、电磁三通阀二(8)，所述电磁三通阀一(6)和电磁三通阀二(8)与控制模块(5)电性连接，所述控制模块(5)控制电磁三通阀一(6)和电磁三通阀二(8)的开闭，实现左侧循环管路中工质的流向。
6.根据权利要求1所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：右侧所述循环管路中还贯通并联有风冷散热器二(17)，所述风冷扇热器二(12)与右侧所述循环管路的贯通处分别设置电磁三通阀三(11)、电磁三通阀四(16)，所述电磁三通阀三(11)和电磁三通阀四(16)与控制模块(5)电性连接，所述控制模块(5)控制电磁三通阀三(11)和电磁三通阀四(16)的开闭，实现右侧循环管路中工质的流向。
7.根据权利要求1所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：右侧所述循环管路中还设置有流量调节阀(13)，所述流量调节阀(13)连通与工质泵二(12)与储液罐二(14)之间，所述流量调节阀(13)与控制模块(5)电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：左侧所述循环管路中流通的工质采用导热液体。
9.根据权利要求1所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：右侧所述循环管路中流通的工质采用冷却液。
10.根据权利要求1-8任一所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：所述热电器件(10)中连通的两套循环管路内液体流动方向相反。
...【技术特征摘要】
1.一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：包括燃油加热器(1)、热电器件(10)和及与其贯通闭合的两套循环管路，两套所述循环管路中流动不同工质，左侧所述循环管路依次连通有燃油加热器(1)附带的管式换热器(2)、储液罐一(3)、工质泵一(9)，右侧所述循环管路依次连通有电池包液冷套(15)、储液罐(14)、工质泵二(12)，所述电池包液冷套(15)内设置动力电池，电池热管理系统还包括辅助电池(4)、控制模块(5)，所述热电器件(10)、工质泵一(9)、工质泵二(12)与控制模块(5)电性连接，所述控制模块(5)控制工质泵一(9)、工质泵二(12)驱动工质在两套循环管路中流动，以维持动力电池最合适的工作温度区间。
2.根据权利要求1所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：所述热电器件(10)包括若干热端集热器(101)、冷端集热器(102)，所述热端集热器(101)、冷端集热器(102)均设置有进液口(103)、出液口(104)，左侧所述循环管路首位端与所述热端集热器(101)的进液口(103)、出液口(104)连通，右侧所述循环管路首位端与所述冷端集热器(102)的进液口(103)、出液口(104)连通。
3.根据权利要求2所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：若干所述热端集热器(101)与冷端集热器(102)交替设置，所述热端集热器(101)与冷端集热器(102)之间设置有热电片(105)。
4.根据权利要求2所述的一种集成热电发电和制冷装置的电池热管理系统，其特征在于：所述热电器件(10)的集热器需要在外表面布置隔热材料(18)，以防止热量的损失。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，邵帅跃，左正兴，冯慧华，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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