[发明专利]一种电池包超冷热管理系统及方法

说明书

本发明提供了一种电池包超冷热管理系统及方法，涉及电池包热管理领域。该系统主要包括热管、预置制冷剂流道、制冷剂换热盒、电池包、热泵空调系统、第一PTC加热器、第二PTC加热器、第一电池包内循环均热风扇、第二电池包内循环均热风扇、若干温度传感器、车载控制器，实现了电池包内无主控流体的热管理系统，该系统将热泵空调系统、热管换热、制冷剂直冷、制冷剂喷注、PTC加热耦合在一起，实现了电池包全温度范围的热管理，满足了电池包对于轻量化、安全性、能源节约型的需求。

技术领域

本发明有关一种电池包热管理系统及热安全应用技术。

背景技术

随着全球能源、环境问题日益严重，世界各国都在积极寻求应对方案，电动汽车因其既符合节能减排的社会发展趋势，也符合环境保护的发展理念，现已成为世界各国汽车行业发展的重点，电池由于其高能量密度、系统简单和环境友好的特点，其被广泛应用于新能源汽车。温度是影响电池的重要因素。过低的温度会使电池的内阻增加、可充放电容量降低、减少电池的使用寿命；过高的温度则会使电池内部副反应增加、SEI膜分解、减少电池的循环寿命、甚至造成内短路，引起电池的燃烧和爆炸。为了保障新能源汽车的安全性，就需要对电池包进行安全防控，而电动汽车的电池热管理系统则是电池包安全防控的重中之重，精细化的温控系统才能保证电池的工作性能、安全性及使用寿命。

在现在广泛使用的技术中，电池包的热管理方案通常采用风冷、冷却液液冷、制冷剂直冷等方案。通常使用的风冷热管理方案的换热能力弱，在多数较极端的使用工况下，不能有效地将电池包的温度控制在最佳温度范围内，降低了电池包的安全性；冷却液液冷换热能力较强，在少数极端的使用工况下，不能起到应有的效果，并且电池包内需要布置冷却液流道，增加了电池包的制造工艺，大大增加了电池包的体积，另外电池包还存在由冷却液泄漏而造成的更严重的危害的风险；目前，鲜有使用的制冷剂直冷热管理方案通常是在电池包内布置制冷剂流动管道，通过制冷剂直接对电池包进行换热，换热能力强，但是由于制冷剂管路布置在电池包里面，增加了电池包的制造难度，也增加了电池包的维护难度及成本。同时，由于制冷剂的强换热能力，没有合理的均热结构通常会造成电池的温度分布不均匀。

另外，在目前广泛应用的热管理方案中，通常只能对电池进行冷却，而不能对电池进行预热；在有对电池预热的热管理方案中，通常只使用PTC加热器对电池进行预热，而PTC加热器的发热效率低，在低温环境下，大大浪费了电池包内的有限电量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种超冷热管理系统及方法，将热泵空调系统、热管换热、制冷剂直冷喷注、PTC加热耦合在一起，实现了电池包全温度范围的热管理，增效了电池热管理系统的应急热管理性能，延长了电池包的使用寿命，满足了电池包对于轻量化、安全性、能源节约型的需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：