[发明专利]一种电动汽车热管理系统

说明书

本发明涉及一种电动汽车热管理系统，电池包通过相变换热技术进行温度控制。相变温度控制系统的冷凝器可以被串联于汽车空调系统的热交换器所取代。所述热交换器的左侧换热管路与汽车空调系统中的蒸发器并联，热交换器的右侧换热管路串接在电池包温度调节系统中。所述的电池包温度调节系统可以收集用于调节系统压力而排出的蒸发冷却工质蒸气。本发明另提出一种新型的汽车热泵空调系统，利用动力系统的余热为电动汽车的乘员舱提供暖风。本发明还提出在热管理系统中加入储能装置，实现电动汽车动力系统的余热储存和再利用。本发明所述的电动汽车动力系统还可以进一步扩展，实现多部件综合热管理，利用余热来直接加热电池包。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车热管理系统，属于汽车技术领域。

背景技术

在电动汽车技术日新月异的今天，电动汽车的驾驶乐趣、续航里程以及舒适度都在不断提升。而这些功能的实现离不开对电能的利用。动力电池和电机作为电动汽车的关键动力部件，尤其是作为电动汽车主要能量来源的动力电池，它们的性能成为制约电动汽车产业升级发展的关键之一。

虽然当前电池组的容量不断上升，电池的内阻不断减小，电池参数的一致性不断提高，但是其所散发的高热量却仍然不容小觑。热量的积累会造成电池的温度不断升高，引起电池失效、短路、失火甚至爆炸。针对电池冷却，已经发展出了空气冷却、液体冷却、固液相变材料冷却、热管冷却等多种形式。其中空气冷却方式受限于散热能力的不足而不适用于电池容量较高的纯电动汽车。液体冷却中的非接触式冷却存在液体泄漏后的腐蚀、短路等风险，而直接接触式冷却仅有油冷等少数工质可供选用。除此以外，液体冷却中液体的比热容有限，带走热量的能力难以进一步提升。相变材料利用其巨大的相变潜热而具有比单纯液冷更强的带热能力。目前的相变材料研究主要集中在固液相变材料领域，带来的问题是其流动性差，以及相变完成后难以进一步带走热量。热管技术具有快速转移热量的能力，但是仍然需要依靠其他风冷、液冷或者相变材料将热量进一步转移，且存在有效接触面积小，工艺复杂，失效率高的问题。

近年来兴起的复合冷却技术结合多种冷却方式的优点，实现优势互补，给电动汽车的热管理方案带来了新的希望。不过这些技术往往仅仅局限于电池包的冷却方面。

低温工况下电池的加热同样是电动汽车热管理的重点之一。目前已有的加热手段单一，大部分都是各种电加热材料直接接触电池，为其加热。这种加热无法保证加热的均匀性，同时电加热器要消耗大量的电能，降低了电动车的能源利用效率。

发明内容

本发明提供一种电动汽车热管理系统，基于电动汽车全车一体化相变温度控制方案，旨在解决电池冷却和加热的均匀性、解决冷却液的安全性和提高能源利用效率等问题。

所述全车一体化指的是采用该电动汽车热管理系统的汽车，其空调、动力系统的温度控制以及余热的储存再利用被统一地管理；其采用沸点可选的蒸发冷却工质通过液(气)-气(液)相变的过程实现电动汽车热管理部件的加热和冷却，采用固体-液体相变的固液相变材料将电动汽车的余热回收再利用，以维持电动汽车运行于最佳状态。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电动汽车热管理系统，包括依次串联的电池箱、出气管、冷凝器、进液管以及循环于所述热管理系统中的蒸发冷却工质；其中，电池在电池箱中被冷却，冷却方式包括：浸泡式蒸发冷却方式，表贴式蒸发冷却方式，管道内冷蒸发冷却方式，喷雾式蒸发冷却方式。

所述的浸泡式蒸发冷却方式，将发热部件浸没于蒸发冷却工质中，当蒸发冷却工质吸收热量后，温度上升，在沸点发生相变，通过气化潜热带走热量。

所述的表贴式蒸发冷却方式，发热部件紧贴于内部流动着蒸发冷却工质的液体通道(如液盒或者中空扁管道)的外表面，发热部件的热量通过热传导的方式穿过壁面传给蒸发冷却工质，当蒸发冷却工质吸收热量后，温度上升，在沸点发生相变，通过气化潜热带走热量。