[發明專利]一種電池直冷直熱CO2

在審

• 申請號: 202210753536.5
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN114953918A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 殷翔;曹鋒;孫西峰;楊旭;宋昱龍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;東風汽車集團股份有限公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60L58/24;B60L58/26;B60L58/27
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.一種電池直冷直熱CO₂車輛熱管理系統，其特征在于，包括：壓縮機(1)、室外換熱器(2)、回熱器(3)、直冷直熱換熱冷板(9)、氣液分離器(14)、HVAC模塊(16)、室內風機(19)、室外風機(20)、第一連通管道、第二連通管道和第三連通管道；其中，所述HVAC模塊(16)包括：風道、室內主換熱器(6)和室內次換熱器(7)；所述風道設置有進風口和回風口，所述進風口處設置有所述室內風機(19)，所述回風口處設置有風門；

所述壓縮機(1)的出口依次經第一電磁閥(10)、室外換熱器(2)的第一換熱通道與回熱器(3)的第一換熱通道的進口相連通；所述回熱器(3)的第一換熱通道的出口分為兩路，一路依次經第一雙向全通節流閥(4)、室內主換熱器(6)的第一換熱通道、第六電磁閥(18)、氣液分離器(14)以及回熱器(3)的第二換熱通道與壓縮機(1)的進口相連通，另一路依次經第二雙向全通節流閥(5)、直冷直熱換熱冷板(9)、第三雙向全通節流閥(8)、室內次換熱器(7)的第一換熱通道以及第二電磁閥(11)與壓縮機(1)的出口相連通；

所述室外換熱器(2)的第二換熱通道的進口或出口處設置有所述室外風機(20)；

所述第一連通管道上設置有第五電磁閥(17)，所述第一連通管道的一端與第二電磁閥(11)和室內次換熱器(7)的第一換熱通道之間的連通管道相連通，另一端與第六電磁閥(18)和室內主換熱器(6)的第一換熱通道之間的連通管道相連通；

所述第二連通管道上設置有第四電磁閥(13)，所述第二連通管道的一端與第六電磁閥(18)和氣液分離器(14)之間的連通管道相連通，另一端與第二電磁閥(11)和所述第一連通管道之間的連通管道相連通；

所述第三連通管道上設置有第三電磁閥(12)，所述第三連通管道的一端與第一電磁閥(10)和室外換熱器(2)之間的連通管道相連通，另一端與第四電磁閥(13)和氣液分離器(14)之間的連通管道相連通。

2.一種權利要求1所述的電池直冷直熱CO₂車輛熱管理系統的控制方法，其特征在于，

乘員艙制冷且電池直冷模式時候：第一電磁閥(10)、第四電磁閥(13)、第五電磁閥(17)打開，第二電磁閥(11)、第三電磁閥(12)、第六電磁閥(18)關閉；CO₂工質經壓縮機(1)壓縮至高壓高溫狀態，依次流經室外換熱器(2)、回熱器(3)后分為兩路，一路通過第一雙向全通節流閥(4)節流至蒸發溫度進入室內主換熱器(6)對乘員艙進行降溫；另一路先通過第二雙向全通節流閥(5)節流至預設中間溫度，進入直冷直熱換熱冷板(9)實現對電池降溫，后經第三雙向全通節流閥(8)節流降溫至與室內主換熱器(6)內相同的蒸發溫度，流入室內次換熱器(7)對乘員艙進行降溫；兩路匯合后經第四電磁閥(13)、氣液分離器(14)以及回熱器(3)回到壓縮機(1)。

3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，乘員艙制冷且電池直冷模式下的控制方法包括以下步驟：

記直冷直熱換熱冷板(9)的出口兩相CO₂溫度為T2，電池溫度為T1，乘員艙HVAC模塊(16)的回風口的出風溫度為T3，室內主換熱器(6)靠近第一雙向全通節流閥(4)的一端工質溫度為T6，另一端工質溫度為T4，壓縮機(1)的排氣壓力為P；

壓縮機(1)與T3建立PID調節關系，T3為目標量，壓縮機轉速為控制量；

第二雙向全通節流閥(5)與T2建立PID調節關系，T2為目標量，第二雙向全通節流閥(5)的開度為控制量；

第一雙向全通節流閥(4)與T4的過熱度建立PID調節關系，過熱度為目標變量，第一雙向全通節流閥(4)的開度為控制量，且始終保證室內主換熱器(6)的出口過熱度為1；

第三雙向全通節流閥(8)與壓縮機排氣壓力P建立PID調節關系，P為目標量，第三雙向全通節流閥(8)的開度為控制量。