[实用新型]一种新能源汽车电池热管理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源电动汽车技术领域,具体涉及一种新能源汽车电池热管理系统。

背景技术

随着社会的发展和节能减排的要求，纯电动车越来越普及。电动汽车电池的放电能力和充电快慢和电池温度有极大关系，电池温度过高或过低，都会导致动力电池无法充放电的故障。所以将电动车的电池维持在一定范围内，不仅可以提高电池的使用寿命，还能提高电动汽车行驶里程，缩短电动汽车单次充电时间。

现有电动车采用风冷方式对电池包进行冷却，在电池包外围布置风机，通过吸风方式将电池包内部的高温空气吸出电池包，此时在电池包内部会形成负压，在负压作用下，电池包外的自然空气会流入动力电池包，这样可以保证电池包内电池组的环境温度和外界自然环境一致，而且内部空气流动起来可以增强电芯与空气的对流换热系数，从而控制动力电池包温度，使动力电池包不至过温。

目前有部分电动汽车厂开始利用驾驶室空调中的制冷剂来冷却防冻液，再用防冻液来对电池包进行冷却。高温低压的气态制冷剂在驾驶空调系统压缩机的作用下压缩为高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂在冷凝器的作用下冷凝为高温高压的液态制冷剂，液态制冷剂在经过膨胀阀后转变为低温低压的气态制冷剂，一部分用于吸收驾驶室的热量实现空调作用，另一部分用于吸收防冻液中的热量实现电池包冷却。低温低压的气态制冷剂在吸收热量后变为高温低压的气态制冷剂，最后高温低压的气态制冷剂重新进入压缩机被压缩，进入下一个循环。

然而不论是现有的风冷系统还是液冷系统都只能对动力电池包进行简单的冷却作用，不具备加热功能，车辆无法在严寒地区正常行驶。尽管从理论上讲液冷系统的空调系统也可以进行制热对防冻液加热，然而在实际应用中，压缩机的负荷过大，使用寿命急剧缩短，因此采用空调系统对防冻液进行加热的方案实际上不具备实用价值，必须寻求其他的方式进行改进。同时，现有的液冷系统中，防冻液在经过电池包后直接通入电池散热器进行处理，而没有结合其实时温度。这就导致，当环境温度高于电池散热器的进液温度时，电池散热器不仅对防冻液没有起到冷却的作用，反而起到加热的作用，要么导致散热性能降低，要么导致压缩机负荷增大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种环境适应性极强的、能保证电池稳定性的新能源汽车电池热管理系统。

为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种新能源汽车电池热管理系统，包括车载空调系统和电池冷却系统，所述车载空调系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器，所述压缩机、冷凝器和蒸发器通过制冷剂管依次连接构成制冷剂循环管路，所述电池冷却系统包括电池冷却器、循环泵、电池换热器、电池散热器和PTC加热器，所述电池冷却器、循环泵、电池换热器、电池散热器和PTC加热器通过防冻液管依次连接构成防冻液循环管路；

所述电池冷却器内构成防冻液和制冷剂进行热交换的场所，电池冷却器上设置制冷剂进口和制冷剂出口，电池冷却器的制冷剂进口和制冷剂出口接入制冷剂循环管路内，且电池冷却器与蒸发器构成并联；所述电池冷却器和蒸发器的制冷剂进口前端的制冷剂管上分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀；

所述电池散热器与电池换热器之间设置三通电磁阀，所述三通电磁阀的防冻液进口与电池换热器连接，三通电磁阀的两个防冻液出口中一个与电池散热器的防冻液进口连接，另一个与电池散热器和PTC加热器之间的防冻液管连接构成直流管路。

优选的，还包括控制系统，所述控制系统包括电池控制器BMS、空调控制器和整车控制器VCU，所述电池控制器BMS、空调控制器和整车控制器VCU通过CAN构成通讯连接；所述循环泵、三通电磁阀、PTC加热器和第一电磁阀均由电池控制器BMS进行控制；所述第二电磁阀和压缩机由整车控制器VCU进行控制。

优选的，还包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器安装在电池换热器的防冻液出口，所述第二温度传感器和第三温度传感器分别安装在PTC加热器的防冻液进口和防冻液出口；所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均与电池控制器BMS通讯连接。

优选的，所述电池冷却器包括中空的主体，所述主体内部构成换热腔，所述换热腔的两侧分别设置进气腔和出气腔；所述换热腔内均匀设置若干换热管，所述换热管的两端分别与进气腔和出气腔连接；所述换热腔内设置竖向的隔板，所述隔板将换热腔分隔为下部连通的两个换热室；所述电池冷却器的防冻液进口和防冻液出口分别位于两个换热室的顶部，电池冷却器的制冷剂进口和制冷剂出口分别位于进气腔下部和出气腔上部。