[發明專利]基于壓縮空氣的動力電池的蓄能型熱管理系統和方法

有效

• 申請號: 201810873835.6
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109244601B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 果晶晶;李運澤;解海濱
• 申請（專利權）人: 邢臺職業技術學院
• 主分類號: H01M10/63
• 分類號: H01M10/63;H01M10/613;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/6564;H01M10/6565;B60L58/24
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

1.一種基于壓縮空氣的電動汽車動力電池的蓄能型熱管理系統，其特征在于包括：

動力電池散熱及再循環系統，

冷熱氣流調質系統，

能量回收系統，

氣源儲能系統，

其中：

所述的動力電池散熱及再循環系統包括動力電池散熱系統和再循環系統；其中：

所述的動力電池散熱系統包括與混合閥(6)連接的動力電池(8)，用于實現對動力電池的熱管理，保證電池始終工作在理想的溫度范圍；

所述的再循環系統包括在動力電池(8)的進氣管路上加裝的文丘里管(7)，其中通過第一切斷閥(14)將文丘里管(7)的引射口與動力電池(8)的出風口相連接，實現排氣循環再利用，

所述的冷熱氣流調質系統包括熱氣流傳遞系統和冷氣流傳遞系統；其中

所述的熱氣流傳遞系統用于為動力電池的熱管理系統提供高溫壓縮空氣，并包括兩條路徑：

一條路徑包括連接的蓄氣罐(3)、第二切斷閥(15)、混合閥(6)；

另一條路徑包括連接的空氣壓縮機(2)、第三切斷閥(16)，混合閥(6)，其中當蓄氣罐(3)中的空氣量不足時，通過控制第三切斷閥(16)使空氣壓縮機(2)直接給管路供給高溫壓縮空氣；

所述的冷氣流傳遞系統包括連接的蓄氣罐(3)、第四切斷閥(12)、冷卻器(4)、第五切斷閥(13)、膨脹渦輪機(5)、混合閥(6)，用于為動力電池的熱管理系統提供低溫壓縮空氣，

所述的能量回收系統是包括通過一根連接軸(9)連接的膨脹渦輪機(5)和發電機(10)，用于將能量儲存在超級電容器(17)，實現在電動汽車在低負荷運行時儲存能量、高負荷運行時釋放能量，

所述的氣源儲能系統包括：

與空氣壓縮機(2)連接的電動機(1)，和

通過第六切斷閥(11)與空氣壓縮機(2)連接的所述蓄氣罐(3)，其中：

蓄氣瓶用于儲氣蓄能，

空氣壓縮機(2)經第三切斷閥(16)直接與混合閥(6)連通，通過氣源儲能系統為動力電池的熱管理系統提供高溫壓縮空氣。

2.根據權利要求1所述的電動汽車動力電池的蓄能型熱管理系統，其特征在于：

所述的動力電池散熱及再循環系統包括文丘里管(7)、動力電池(8)、第一切斷閥(14)；

冷熱氣流調質系統包括蓄氣罐(3)、第四切斷閥(12)、第五切斷閥(13)和第二切斷閥(15)、冷卻器(4)、膨脹渦輪機(5)、混合閥(6)；

能量回收系統包括膨脹渦輪機(5)、連接軸(9)、發電機(10)、超級電容器(17)；

氣源儲能系統包括電動機(1)、空氣壓縮機(2)、第六切斷閥(11)和第三切斷閥(16)、蓄氣罐(3)。

3.根據權利要求1所述的電動汽車動力電池的蓄能型熱管理系統，其特征在于：

所述的動力電池的熱管理系統具有三種熱管理模式，即動力電池低溫加熱模式、開放空氣制冷模式、精確控溫模式，并能夠在該三種熱管理模式之間切換，以滿足動力電池的冷卻或加熱需求，

其中

所述動力電池低溫加熱模式由電動機(1)、空氣壓縮機(2)、第六切斷閥(11)、蓄氣罐(3)、第二切斷閥(15)、第三切斷閥(16)、混合閥(6)、動力電池(8)提供，用于實現對動力電池的加熱，

所述開放空氣制冷模式由蓄氣罐(3)、第四切斷閥(12)、冷卻器(4)、第五切斷閥(13)、膨脹渦輪機(5)、混合閥(6)、動力電池(8)提供，用于實現對動力電池的強制冷卻，

膨脹渦輪機(5)在降溫的同時對外輸出軸功，從而將能量儲存在超級電容器(17)中，完成蓄能，

所述精確控溫模式是動力電池低溫加熱模式和開放空氣制冷模式的疊加，其中通過控制混合閥(6)的開度，精確調整動力電池所需要的冷卻量。