[发明专利]一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统

说明书

本发明属于电动汽车应用技术领域，提供了一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统。电动汽车运行时，利用氟化液的潜热和显热吸收箱体内电池组热量，形成的氟化液蒸气被直流压缩机压缩，进入冷凝器冷凝，经电磁膨胀阀节流降温，循环至电池组箱体内。冷启动时，利用四通换向阀使直流压缩机出口处的高温氟化液蒸气通入箱体内，在电池表面液化放出相变潜热，使电池组均匀升温。相比于传统电动汽车冷却系统与冷启动系统具有以下优点：电池组冷却与冷启动系统为同一系统，利用四通换向阀改变蒸气流向，实现两个系统的切换，简化电动汽车内部结构；浸没式液冷系统无需额外的冷凝循环系统。冷启动时，循环将外界的热量泵入箱体内，节省能量。

技术领域

本发明属于电动汽车应用技术领域，具体涉及一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统。

背景技术

随着电动汽车领域的快速发展，目前电动汽车所应用的领域愈发广泛，电池组作为电动汽车的核心部件之一，电池组的工作温度直接影响到电动汽车的续航里程和寿命。当外界环境温度过低时，会导致电池组放电深度降低，当电池组在工作过程中冷却条件过差，电池组温度分布不均匀，会导致电池组寿命缩短。因此设计一种高效可靠的电池组冷启动系统和冷却系统是提升电动汽车续航里程、延长电池组寿命的必要条件。

目前电动汽车中电池组冷却系统所采用的方式主要有：风冷散热、液冷散热以及目前倍受学者关注的两相浸没式液冷。例如肖和柏等人在“一种风冷式电动汽车锂电池箱”专利中(专利号：201921031095.8)提出通过在锂电池箱体一侧安装风冷散热组件，通入外界的空气，利用强迫对流实现电池组进行散热。该装置结构简单，占用车体空间较小，便于安装和维修。

例如宋林霏等人在“一种集成液冷功能的锂电池模组”专利中(专利号：202110216487.7)设计了一种集成液冷供能的锂电池模组，通过在液冷板中通入冷却液，通过在液冷板与电池之间均匀的涂抹导热胶来传递热量，循环的冷却液将电池表面传递至液冷板上的热量带走，以此来冷却电池组。该装置利用具有高比热容的冷却液对电池组进行冷却，冷却效果好。

例如张建明等人在“一种浸没式液冷电池包”专利中(专利号：201911126078.7)提出将电池浸没在具有低相变点的冷却介质中，利用冷却介质的显热和潜热来吸收电池组在工作过程中吸收的热量。该装置结构简单，可以实现对电池组的均匀冷却，装置可靠。

但是传统的电池组冷却方式存在一些不足，风冷散热受到外界环境温度的影响较大，并且空气的比热容较低，当电动汽车处于高功率运行时，风冷散热无法对电池组进行充分的冷却。液冷散热的冷却液循环系统较为复杂，不利于电动汽车向小型化，轻量化发展。浸没式液冷系统对电池组的冷却效果好，但是该系统需要一套额外的冷凝系统，极大的增加了系统的复杂性。

目前电动汽车冷启动系统主要采用的预热方式主要有：电加热、热泵加热。例如田恩平等人在“一种纯电动汽车电池包预加热系统”专利中(专利号：201910619273.7)提出利用覆盖在电池包表面的电池包电加热膜对电动汽车电池包进行预热，利用导热将温度传至整个电池组，实现对整个电池组的预热。该系统结构简单，节省车辆内部空间，维修便捷。

例如董维平等人在“一种电动汽车热泵空调与电池组热管理系统”专利中(专利号：201510515777.6)提出利用电动汽车空调热泵将环境的热量通过暖风传递至电池组，实现在低温环境中电池组的均匀升温。该系统结构简单，可以实现电池组的均匀升温，且耗电量小。

但是传统的电动汽车冷启动系统存在一些不足，利用电加热对电池组进行预热，会导致电池组温度分布不均，造成温差热应力较大，缩短电池组的寿命。利用热泵加热的方式对电池组进行预热，由于空气的比热容较小，因此电池组升温速度缓慢，无法实现电动汽车的快速冷启动。

目前大多数电动汽车的冷却系统和冷启动系统是独立的两个系统，这极大的增加了电动汽车内部系统的复杂程度，增加了电动汽车的重量，从而降低了电动汽车的续航里程，阻碍电动汽车朝着小型化、轻量化发展。

发明内容