[發(fā)明專利]一種電動(dòng)汽車(chē)熱管理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010156089.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111319424B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方心騎;畢祥宇;周文杰;甘智華;潘慶瑤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B60H1/00
• 分類(lèi)號(hào): B60H1/00;B60H1/32
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 黃燕

本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)熱管理系統(tǒng)，包括用于為汽車(chē)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的空調(diào)溫控子系統(tǒng)以及對(duì)電池包溫度進(jìn)行調(diào)整的電池包溫控子系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于實(shí)現(xiàn)空調(diào)子溫控系統(tǒng)和電池包溫控子系統(tǒng)之間換熱的換熱器；所述換熱器以及與其串聯(lián)的膨脹閥II構(gòu)成的換熱支路與空調(diào)子溫控系統(tǒng)中的室內(nèi)換熱支路并聯(lián)，所述室內(nèi)換熱支路包括串聯(lián)設(shè)置的艙內(nèi)換熱器和膨脹閥I。采用本發(fā)明可以滿足汽車(chē)制冷系統(tǒng)高可靠性、低振動(dòng)、低噪聲和長(zhǎng)壽命的需求，還可以更好地冷卻動(dòng)力電池，減小電池包的體積、重量，滿足汽車(chē)部件輕巧、緊湊的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車(chē)熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種電動(dòng)汽車(chē)熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

動(dòng)力電池作為純電動(dòng)汽車(chē)的唯一能量來(lái)源，其性能的優(yōu)劣直接影響整車(chē)性能，而溫度又是影響電池性能的主要因素之一，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)引起電池性能的衰減。動(dòng)力電池在使用過(guò)程中需要將大量單體串并聯(lián)連接起來(lái)，以滿足整車(chē)的能量和功率需求。同時(shí)電池在充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，如若電池包內(nèi)電池結(jié)構(gòu)布置較差，散熱性能較差時(shí)，充放電時(shí)電池包內(nèi)的熱量會(huì)不斷聚集，導(dǎo)致電池溫度持續(xù)上升，甚至引發(fā)熱失控，給整車(chē)安全帶來(lái)威脅。因此，在電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際使用過(guò)程，需要一套熱管理系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行溫度控制，當(dāng)電池溫度過(guò)高時(shí)進(jìn)行冷卻，當(dāng)電池溫度過(guò)低時(shí)進(jìn)行預(yù)先加熱。熱管理系統(tǒng)是由壓縮機(jī)-冷凝器-節(jié)流閥-換熱器等裝置構(gòu)成的循環(huán)回路。

換熱器是決定制冷系統(tǒng)能否有效冷卻電池的關(guān)鍵部件，目前汽車(chē)動(dòng)力電池冷卻系統(tǒng)的換熱器部分多采用冷卻板或者冷卻管的形式，換熱效果不理想且體積大、重量大，難以滿足汽車(chē)部件輕巧、緊湊的要求。微通道換熱器是指當(dāng)量直徑在1mm以下的換熱器。目前微通道換熱器廣泛應(yīng)用于汽車(chē)空調(diào)之中，與傳統(tǒng)的翅片管式換熱器相比，在相同換熱量下，微通道換熱器的體積、重量和制冷劑充注量大大減小。根據(jù)業(yè)界的需求，更可靠、體積小、重量輕、充注小的微通道換熱器，隨著電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，會(huì)有更大的發(fā)展空間。

此外，壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。其中壓縮機(jī)工作的穩(wěn)定性、工作過(guò)程中的長(zhǎng)壽命和壓縮機(jī)的體積是制冷系統(tǒng)和制冷機(jī)發(fā)展中的主要瓶頸。對(duì)于傳統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)系統(tǒng)，由于活塞與氣缸之間存在摩擦，產(chǎn)生了垂直于活塞運(yùn)動(dòng)方向的側(cè)向力，長(zhǎng)期工作在這種狀態(tài)下的活塞和氣缸容易產(chǎn)生較大的磨損，使得制冷機(jī)性能惡化，產(chǎn)生較大的振動(dòng)，限制了其在空間和紅外等領(lǐng)域的應(yīng)用。線性壓縮機(jī)采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將電磁力直接轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，避免了由曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化所帶來(lái)的損失，由于活塞運(yùn)動(dòng)方向和氣缸平行，不存在活塞和氣缸之間的側(cè)向力，因此，可使壓縮機(jī)工作壽命提高，振動(dòng)減小，噪聲相比旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)也有較大的降低。線性壓縮機(jī)采用新型的板彈簧支撐技術(shù)和無(wú)油潤(rùn)滑技術(shù)，為壓縮機(jī)穩(wěn)定工作提供可靠的保障。柔性板彈簧為活塞提供徑向支撐和軸向自由的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，較大的徑向剛度，使活塞運(yùn)動(dòng)中不會(huì)上下晃動(dòng)而產(chǎn)生徑向位移，避免了活塞和氣缸之間的直接接觸；板彈簧的軸向剛度遠(yuǎn)小于其徑向剛度，可以使活塞在氣缸中自由運(yùn)動(dòng)。間隙密封技術(shù)代替了傳統(tǒng)的活塞環(huán)部件，活塞和氣缸之間的無(wú)接觸避免了磨損的發(fā)生，同時(shí)運(yùn)動(dòng)中可保證壓縮腔和背壓腔之間的密封，使系統(tǒng)工作穩(wěn)定。因此，線性壓縮機(jī)可滿足高可靠性、低振動(dòng)、低噪聲和長(zhǎng)壽命的應(yīng)用要求。

在傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)中，由于汽車(chē)的能量來(lái)源為汽油，汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)無(wú)需特別考慮能效問(wèn)題，因此傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)上上多采用于傳統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，效率較低。但是，隨著電動(dòng)汽車(chē)的出現(xiàn)和流行，電動(dòng)汽車(chē)的能量來(lái)源來(lái)自于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池的能量密度不足仍然是電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)中的一項(xiàng)技術(shù)難題。因此，電動(dòng)汽車(chē)往往伴隨著“里程焦慮”等問(wèn)題，在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)需要特別考慮能效，所以考慮使用在效率上更占優(yōu)勢(shì)的線性壓縮機(jī)和微通道換熱器。與此同時(shí)，線性壓縮機(jī)在空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中存在一個(gè)技術(shù)難題：由于線性壓縮機(jī)利用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)活塞完成壓縮過(guò)程并且只有一個(gè)壓縮腔體，因此在線性壓縮機(jī)內(nèi)的工質(zhì)呈現(xiàn)出交變流場(chǎng)。在線性壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)用于汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中時(shí)，則面臨著將交變流動(dòng)轉(zhuǎn)化為直流流動(dòng)的技術(shù)難點(diǎn)。由于以上種種原因，線性壓縮機(jī)至今未被電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)所采用。

發(fā)明內(nèi)容