[发明专利]基于自循环气液相变冷板的电动汽车热管理系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于自循环气液相变冷板的电动汽车热管理系统及方法，顶盖、第一换热器、电池箱隔断及电池箱底板自上到下依次布置，第一换热器的上部换热面与顶盖之间形成顶部换热腔；电池箱隔断为方波状结构，电池箱隔断的顶部与第一换热器的下部换热面之间形成工质腔，工质腔内部填充有气液相变工质，电池箱隔断的底部与电池箱底板之间形成若干电池腔，该系统及方法具有结构简单、成本低，并能够满足高效均匀的温控需求。

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种基于自循环气液相变冷板的电动汽车热管理系统及方法。

背景技术

电动汽车的热管理系统要在耗功尽量少的情况下使电池组温度均匀地维持在合理水平，同时还要给乘员舱提供适宜的温度。现有的空冷和液冷热管理系统依赖工质显热换热，制冷时辅助以空调系统，制热时主要依赖效率较低的PTC加热，无论在均温型还是能效上都难以满足未来需求。为了解决这些问题，一些新的原理和方法正逐步得到推广应用：在电池组温度控制方面，利用气液相变工质沸腾和冷凝的潜热换热，能从原理上满足高效均匀的温控需求；在能效提升方面，通过吸收环境热量从而提高制热效率的热泵系统在电动汽车领域的渗透率越来越高，具有较好的应用前景。专利CN108215923A“一种电动汽车热管理系统”即提出了一种结合气液相变工质和热泵空调的热管理系统，但该系统的热泵并不是从环境中吸热，而是吸收车辆内部的热量，且系统结构较为复杂，给控制带来了难度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于自循环气液相变冷板的电动汽车热管理系统及方法，该系统及方法具有结构简单、成本低，并能够满足高效均匀的温控需求。

为达到上述目的，本发明所述的基于自循环气液相变冷板的电动汽车热管理系统包括顶盖、第一换热器、电池箱隔断、电池箱底板、两位四通阀、压缩机、第二换热器、膨胀阀、第一风道、第二风道、第一风门及第二风门；

顶盖、第一换热器、电池箱隔断及电池箱底板自上到下依次布置，第一换热器的上部换热面与顶盖之间形成顶部换热腔；

第一换热器的一端经两位四通阀的第一开口相连通，两位四通阀的第二开口经压缩机与两位四通阀的第三开口相连通，两位四通阀的第四开口经第二换热器及膨胀阀与第二换热器的另一端相连通；

顶部换热腔的入口与第一风道的出口及外部环境通过第一风门连通，顶部换热腔的出口与第二风道的入口及外部环境通过第二风门连通，第一风道的入口及第二风道的出口均与乘员舱连通；

电池箱隔断为方波状结构，电池箱隔断的顶部与第一换热器的下部换热面之间形成工质腔，工质腔内部填充有气液相变工质，电池箱隔断的底部与电池箱底板之间形成若干电池腔，各电池腔内均设置电池组，相邻电池组之间通过导线相连接。

顶部换热腔的入口处设有风扇。

电池箱隔断为横向间距宽窄交替的方波状结构。

电池箱隔断的表面上铺设有毛细导液芯，毛细导液芯位于工质腔内，气液相变工质的液位高于毛细导液芯的上表面。

第一换热器包含流道板及上部换热面的第一附属翅片以及下部换热面的第二附属翅片和导热肋板，其中，第二附属翅片不与工质腔中的液态工质接触，而导热肋板则需深入液态工质中。

电池箱隔断的侧壁上设置有用于供导线穿过的过线孔。

毛细导液芯为多孔介质结构。

气液相变工质为水、HFE-7000或HFO-1336mzz(Z)。

一种基于自循环气液相变冷板的电动汽车热管理方法包括以下步骤：