[发明专利]一种汽车电池热管理系统及方法

说明书

本发明涉及一种汽车电池热管理系统及方法，该系统包括电池冷却器、PTC水加热器和空调系统；电池冷却器上形成有冷却液入口和出口以及制冷剂入口和出口，空调系统并联在电池冷却器的制冷剂入口和出口之间；电池冷却器的冷却液出口通过第一水泵连接动力电池的换热板入口，换热板出口通过第一电磁三通阀分别连接电池冷却器的冷却液入口和PTC水加热器的入口；PTC水加热器的出口通过第二水泵和第二电磁三通阀分别连接换热板入口和空调系统；该方法可以实现电池冷却、电池加热、乘员舱制热和共同制热四种模式不同工况时的切换运行。本发明不仅控制逻辑清晰、控制方式简单，而且冷却回路与加热回路互不影响，能够有效的检测出动力电池内部温度。

技术领域

本发明涉及一种汽车零部件，尤其涉及一种用于新能源汽车的电池热管理系统及方法。

背景技术

在节能减排的大环境下，新能源汽车已大势所趋，而新能源车上的动力电池需要在合理的温度下才能正常工作。目前，市场上普遍对动力电池进行热管理，利用空调压缩机、冷凝器、蒸发器及节流元件组成空调系统制冷剂循环回路对动力电池进行冷却。同时，PTC水加热器与动力电池串联，在冬季给动力电池进行加热，但此种连接方式存在以下缺陷：

1)动力电池与PTC水加热器串联，动力电池冷却与加热共用一套水路回路，默认冷却模式不加热，加热模式不冷却，控制逻辑虽然简单，但是风险较高；同时在冬季给电池加热完毕后，水路中的水温仍然相对较高，而此时动力电池工作时，温度较高的水与动力电池本身发热叠加，导致难以精准掌握电池的工作温度，难以判断是否有热堆积；

2)动力电池在被冷却时，冷却水会经过动力电池和PTC水加热器，而此时PTC水加热器只是通水，无其他用处，无形中增加系统水阻，增大水泵负荷；

3)空调系统与电池加热系统分别使用两个PTC水加热器，成本相对较高；

4)加热模式和冷却模式混用，控制逻辑容易混乱、不清晰，不能做到精确控制动力电池温度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于新能源汽车的电池热管理系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种汽车电池热管理系统，包括电池冷却器、PTC水加热器和空调系统；其中，所述电池冷却器上形成有冷却液入口、制冷剂入口、冷却液出口和制冷剂出口，所述空调系统并联在所述电池冷却器的制冷剂入口和制冷剂出口之间；所述电池冷却器的冷却液出口通过第一水泵连接所述动力电池内部的换热板入口，所述动力电池内部的换热板出口通过第一电磁三通阀分别连接所述电池冷却器的冷却液入口和所述PTC水加热器的入口；所述PTC水加热器的出口通过第二水泵和第二电磁三通阀分别连接所述动力电池内部的换热板入口和所述空调系统；由此，所述电池冷却器与所述动力电池之间形成电池冷却回路，所述PTC水加热器与所述动力电池之间形成电池加热回路，所述空调系统与所述电池冷却器和PTC水加热器之间分别形成制冷剂换热回路和冷却液换热回路。

所述的汽车电池热管理系统，优选的，所述空调系统包括：空调冷凝器，通过电动压缩机连接在所述电池冷却器的制冷剂入口和制冷剂出口之间；HVAC总成，主要由蒸发器和暖风芯体组成，且所述蒸发器并联在所述空调冷凝器和电池冷却器之间，所述暖风芯体的出口连接所述PTC水加热器的入口，所述PTC水加热器的出口通过所述第二电磁三通阀连接所述暖风芯体的入口。

所述的汽车电池热管理系统，优选的，该汽车电池热管理系统还包括副水箱，所述副水箱的出口分别并联所述第一水泵和第二水泵的入口，同时所述副水箱通过排气管路分别连接所述电池冷却回路和电池加热回路。

所述的汽车电池热管理系统，优选的，在所述蒸发器的入口和所述电池冷却器的制冷剂入口上均设置有电子膨胀阀。

一种汽车电池热管理方法，基于上述的汽车电池热管理系统，该方法包括：