[发明专利]基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统和控制方法

说明书

本申请提供一种基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统和控制方法。处理器设置有多个级别压力差阈值，根据入口压力检测装置与出口压力检测装置的压力差值，实时协同出口冷媒阀门、压缩机转速、入口电磁膨胀阀，协同改变制冷剂的的流量和蒸发压力。通过综合调控制冷剂的显热换热能力与潜热换热能力，从而达到防控温度畸变的热安全防控目的。并且，通过所述基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统，可以实时监测压力差，并进行级别划分，调节过程直接高效，可以提升电池模组换热效率，及时进行换热，可延迟电池触发热失控的发生时间，有利于提升电池模组热安全设计中热失控蔓延的抑制性能。

技术领域

本申请涉及电池热安全防控技术领域，特别是涉及一种基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统和控制方法。

背景技术

为了保障人身安全及电动汽车安全性和可靠性，当前新能源汽车技术路线以动力电池单体、成组及系统为关注对象，展开了全寿命周期的热安全管理设计与应用研究。在保证电池正常工作温度范围工作的基础上，吸收安全防控技术，避免电池温升失效与危害的扩散。目前围绕动力电池单体、成组及系统开展全寿命周期的热安全管理设计与应用研究多集中在电池包换热结构设计、热管理体系建立和冷暖热控强化增效策略等。

其中，依靠冷媒两相流动的相变潜热吸收电池热量的直冷方式，因其避免额外中间换热介质，传热过程直接且封闭，受到车企及研究人员的关注。但是，传统的基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统，换热效率偏低，不能及时进行换热，导致不能达到防控温度畸变的热安全防控目的。

发明内容

基于此，有必要针对传统的基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统，换热效率偏低，不能及时进行换热的问题，提供一种基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统和控制方法。

本申请提供一种基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统。所述基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统包括压缩机、冷凝器、入口电磁膨胀阀、出口冷媒阀门、入口冷媒射喷器、入口压力检测装置、出口压力检测装置以及处理器。所述压缩机一端与所述冷凝器一端连接，所述冷凝器另一端与所述入口电磁膨胀阀一端连接，所述入口电磁膨胀阀另一端与所述入口冷媒射喷器连接，所述入口冷媒射喷器用于向电池模组箱体内喷射制冷剂饱和液体。

所述出口冷媒阀门设置于所述电池模组箱体，所述出口冷媒阀门与所述压缩机另一端连接。所述入口压力检测装置靠近所述入口冷媒射喷器设置，用于检测所述电池模组箱体入口侧的入口侧压力。所述出口压力检测装置靠近所述出口冷媒阀门设置，用于检测所述电池模组箱体出口侧的出口侧压力。所述处理器分别与所述入口压力检测装置和所述出口压力检测装置连接，用于获取所述入口侧压力和所述出口侧压力。所述处理器用于根据所述入口侧压力和所述出口侧压力，对所述出口冷媒阀门、所述压缩机和所述入口电磁膨胀阀进行控制。

本申请提供一种上述基于两相流动传热的动力电池组强制循环系统。通过所述压缩机、所述冷凝器、所述入口电磁膨胀阀、所述入口冷媒射喷器、所述电池模组箱体、所述出口冷媒阀门之间管路连接，可以形成一个循环回路。其中，所述入口压力检测装置与所述出口压力检测装置可以为压力传感器。所述入口冷媒射喷器用于向所述电池模组箱体内喷射所述制冷剂饱和液体，使得所述电池模组箱体内充注有所述制冷剂饱和液体，将所述电池模组箱体内的电池单体浸泡。

所述入口压力检测装置与所述出口压力检测装置实时监测入口侧压力和出口侧压力，并将压力值传输至所述处理器。预设多个级别压力差阈值，所述处理器获取入口侧压力和出口侧压力，并计算压力差值。同时，所述处理器根据多个级别压力差阈值，判断压力差值所属级别，进而对所述出口冷媒阀门、所述压缩机和所述入口电磁膨胀阀进行控制。此时，通过协同控制所述出口冷媒阀门、所述压缩机转速、所述入口电磁膨胀阀，协同改变制冷剂的的流量和蒸发压力，实现综合调控制冷剂的显热换热能力与潜热换热能力。