[发明专利]车辆热交换系统

说明书

本发明提供了车辆热交换系统，该系统内的电池热交换器通过制冷剂的相变与电池组的热交换，实现为电池组加热、制冷、温度均衡等。通过压缩机将低压气态制冷剂压缩为高压气态制冷剂，重新输送至需要进行热交换的位置。而且，当需要与外界环境进行隔热时，使电池热交换器内只存在稀薄的气态制冷剂，此时，电池热交换器实现热阻隔能力，阻断热量在电池单体之间传导，防止热失控现象在电池单体之间蔓延。当电池组的温度接近或达到热失控临界温度时，制冷剂储存罐内的高压低温液态制冷剂从制冷剂喷雾装置喷出，对电池热交换器和电池单体进行降温，实现对电池组的热安全管理。

技术领域

本发明属于新能源汽车的热交换技术领域，尤其涉及车辆热交换系统。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的控制和驱动方面的先进技术形成的汽车。其中，新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车等。

对于将蓄电池(或，电池组)作为储能动力的新能源汽车，电池组的热交换效果直接决定其使用性能、寿命及安全性。电池组温度过低时，其内阻较大，且低温充电会影响电池的使用安全。电池组温度过高时，可能发生电极和电解液分解等有害反应，对电池内部结构造成永久性破坏，极限条件下电池组可能会发生爆炸。此外，电池组中的温度不均匀将会降低电池组的使用性能，严重时还会导致热失控。新能源汽车的动力电池事故均是由于电池组中某一电池单体发生热失控后引发周围电池单体热失控。但是，目前尚未有一套热交换系统能够同时解决电池组需要解决的上述热交换问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车辆热交换系统，以实现同时解决电池组面临的上述热交换问题，其具体的技术方案如下：

本发明提供了一种车辆热交换系统，包括：电池热交换器、制冷剂储存罐、膨胀阀、压缩机、外换热器、制冷剂喷雾装置和控制器；

所述制冷剂储存罐的进口分别连接第一单向阀和第三单向阀，且所述制冷剂储存罐的出口连接所述膨胀阀的入口，所述膨胀阀的出口分别连接第二单向阀的进口及第四单向阀的进口；

所述电池热交换器的第一制冷剂进出口经由第一截止阀分别与所述第一单向阀的进口及所述第二单向阀的出口连接；所述电池热交换器的第二制冷剂进出口经由第二截止阀和四通换向阀与所述压缩机连接；

所述外换热器的第三制冷剂进出口分别与所述第三单向阀的进口、所述第四单向阀的出口连接；所述外换热器的第四制冷剂进出口通过所述四通换向阀与所述压缩机连接，其中，所述压缩机的排气口与所述四通换向阀的主阀连接，所述第二截止阀连接所述四通换向阀的一个导阀，所述第四制冷剂进出口连接所述四通换向阀的另一个导阀；

所述制冷剂喷雾装置的进口通过第三截止阀与所述制冷剂储存罐的出口连接，所述制冷剂喷雾装置的出口位于电池组上方；

所述控制器，用于依据车辆的工况控制所述电池热交换器、所述外换热器及所述制冷剂喷雾装置处于相应的工作模式；

其中，所述电池热交换器包括至少一个热交换装置，每个所述热交换装置包括两个传热面，且在所述两个传热面之间形成容纳制冷剂的传热腔体，所述第一制冷剂进出口和所述第二制冷剂进出口与每个所述传热腔体连通；所述电池组内的各个电池单体分离贴合在所述传热面上。

在一种可能的实现方式中，所述热交换装置为两个或两个以上，所述电池单体平行设置，且与所述热交换装置交替设置，每个所述热交换装置的两个传热面的边缘固定在一起；

每个所述热交换装置上设置有与所述传热腔体连通的两个制冷剂进出口，所述至少两个热交换装置的制冷剂进出口分别串联或并联连接，以实现所述第一制冷剂进出口和所述第二制冷剂进出口与每个所述传热腔体连通。

在一种可能的实现方式中，任意一个所述传热面上均设置有泄压孔，且所述传热面的外侧壁上设置有与所述泄压孔连通的泄压槽；