[发明专利]一种基于涡流加热的两相浸没式液冷电动汽车冷启动系统

权利要求书

1.一种基于涡流加热的两相浸没式液冷电动汽车冷启动系统，其特征在于，该基于涡流加热的两相浸没式液冷电动汽车冷启动系统包括方形电池组模块、冷启动模块和蒸气压缩式制冷模块；

方形电池组模块包括方形电池(1)、氟化液(2)、箱体(3)、硅油油膜(4)和温度传感器(5)；箱体(3)中装有氟化液(2)，氟化液(2)表面上覆盖有一层硅油油膜(4)避免氟化液(2)的蒸发；多个方形电池(1)成间隔固定于箱体(3)底部，并且全部浸没在氟化液(2)中；方形电池(1)表面与氟化液(2)中布有温度传感器(5)，用于实时监控车辆在冷启动过程中方形电池(1)与氟化液(2)的温度，反馈给冷启动模块用于实时调整加热过程；

冷启动模块包括涡流线圈(6)、金属多孔介质(7)、隔热棉(8)、单片机(9)、逆变器(10)、泵(11)、电磁阀Ⅰ(12)、电磁阀Ⅱ(13)、电磁阀Ⅲ(14)、电磁阀Ⅳ(15)和储液罐(16)；单片机(9)根据温度传感器(5)的信息一方面控制逆变器(10)的开启与关闭，另一方面控制电磁阀的通断；电磁阀Ⅰ(12)位于储液罐(16)与蒸气压缩式制冷模块相连的管路上，电磁阀Ⅱ(13)位于箱体(3)与储液罐(16)相连的一分支管路上，电磁阀Ⅲ(14)位于箱体(3)与储液罐(16)相连的另一分支管路上，电磁阀Ⅳ(15)位于涡流加热装置与储液罐(16)相连的管路上；电磁阀Ⅲ(14)和电磁阀Ⅳ(15)汇合处的管路上连接有泵(11)；涡流线圈(6)、金属多孔介质(7)和隔热棉(8)组成涡流加热装置，涡流加热装置与箱体(3)相连通；涡流线圈(6)缠绕在金属多孔介质(7)外端，隔热棉(8)包裹在涡流线圈(6)外部；金属多孔介质(7)中含有多个微流道，用于将氟化液(2)分散成小液滴，从而使氟化液(2)被均匀加热；设置多个孔隙率不同的金属多孔介质(7)作为加热极，快速对氟化液(2)进行加热，避免温度过高导致氟化液(2)汽化；

方形电池(1)和氟化液(2)温度低于0℃时，冷启动模块开始工作；逆变器(10)将电动汽车的直流电转化成为高频交变电流，高频交变电流通入涡流线圈(6)中，在金属多孔介质(7)上产生涡流，涡流的热效应均匀加热金属多孔介质(7)；电磁阀Ⅰ(12)、电磁阀Ⅲ(14)关闭，电磁阀Ⅱ(13)、电磁阀Ⅳ(15)打开；泵(11)正常运行，阻断氟化液(2)流入蒸气压缩式制冷模块；连通箱体(3)与储液罐(16)中的氟化液(2)，通过保温管道和泵(11)形成一个循环；泵(11)给氟化液(2)提供动力流过具有均匀温度场的金属多孔介质(7)，使氟化液(2)均匀加热；加热后的氟化液(2)均匀加热方形电池组；当氟化液(2)与方形电池(1)的温度升至20℃时，单片机(9)控制逆变器(10)停止对氟化液(2)的加热；电磁阀Ⅱ(13)和电磁阀Ⅳ(15)关闭，电磁阀Ⅰ(12)和电磁阀Ⅲ(14)打开，电动汽车正常启动；

蒸气压缩式制冷模块包括电磁阀Ⅰ(12)、电磁阀Ⅱ(13)、电磁阀Ⅲ(14)、电磁阀Ⅳ(15)、储液罐(16)、风扇(17)、热端换热盘管(18)、冷端换热盘管(19)、膨胀阀(20)、热端换热器(21)和压缩机(22)；蒸气压缩式制冷模块一端通过管道与箱体(3)相连，相连处位于硅油油膜(4)上方；热端换热盘管(18)与冷端换热盘管(19)上下布置，二者之间布置风扇(17)；冷端换热盘管(19)、膨胀阀(20)、热端换热器(21)和压缩机(22)闭路相连，形成蒸气压缩式制冷循环；电动汽车正常工作时，电磁阀Ⅱ(13)、电磁阀Ⅳ(15)关闭，将电磁阀Ⅰ(12)、电磁阀Ⅲ(14)打开；泵(11)正常运行，阻断氟化液(2)流入冷启动模块；方形电池(1)产生的热量令氟化液(2)相变，氟化液蒸气通过管道进入蒸气压缩式制冷模块中的热端换热盘管(18)，热量通过风扇(17)的强迫对流传递给冷端换热盘管(19)中的低温制冷剂，通过蒸气压缩式循环将制冷剂中的热量传递给外界环境；冷凝后的氟化液(2)通过电磁阀Ⅰ(12)流进储液罐(16)中，储液罐(16)中的氟化液(2)通过泵(11)，经过电磁阀Ⅲ(14)流入箱体(3)内，对方形电池(1)进行浸没式液冷形成循环。

2.根据权利要求1所述的一种基于涡流加热的两相浸没式液冷电动汽车冷启动系统，其特征在于，所述金属多孔介质(7)设有多级，每级金属多孔介质(7)孔隙率均不相同，沿流向方向孔隙率逐渐减小。