[发明专利]一种电动汽车水冷板性能测试台及数据处理方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车水冷板性能测试台及数据处理方法，所述测试台包括冷却液回路及制冷剂回路两条回路，包括热泵空调系统、低温散热器冷却系统、数据采集及控制系统和水冷板测试台架，热泵空调系统包括压缩机、冷凝/蒸发散热器、四通阀、电子膨胀阀及板式换热器，通过四通阀实现制热与制冷的切换；低温散热器冷却系统包括水冷散热器、三通阀和储液罐，水冷散热器、三通阀和储液罐连接形成冷却液回路且制冷剂回路通过板式换热器与冷却液回路进行热交换，能够用于实现对水冷板试验台进行低温散热器性能实验。本发明能模拟真实电动汽车上水冷板的实际运行性能，能够测试水冷板的散热与加热能力，能测定在不同流量及不同温度下的压降或流阻。

技术领域

本发明涉及电动汽车水冷板领域，特别是，涉及一种用于电动车电池热管理的水冷板性能测试台及数据处理方法。

背景技术

由于严峻的能源和环境问题，节能和环保也成为汽车技术发展的新方向，为此产生了一系列新能源汽车。目前电动汽车是其较有潜力的发展方向之一，但也面临着许多问题，如冬季续航里程等。在续航里程上，主要取决于电池容量及其电池的热管理技术。

电池热管理涉及电池的加热及冷却，在电池加热上也有众多形式，也存在液体通过水冷板对电池加热的形式。而在电池冷却上常采用空气冷却、液体冷却等形式对锂电池组进行散热。由于目前使用的高能量密度和高功率密度的锂电池需要合适的工作温度，过高过低的工作温度对电池会造成一定的影响。针对锂电池合适工作温度，空气冷却方式已经不能满足其散热需求。液体冷却方式具有大的比热容及对流换热系数等优点，能有效地提高冷却效率和保证电池模组温度均匀性，而液体冷却系统中主要元器件之一是液冷板/水冷板。因此，对水冷板的加热及冷却性能的测试是很有必要的。

针对目前主流的液体冷却形式的部件水冷板，其内部流道结构多种多样，而评价其性能取决于其散热效率、水侧的压降及流阻。良好的散热能力及较低的流阻能一定程度上减少电动汽车能源消耗。但由于其散热能力的测试需要安装好电池进行整包的测试，导致整个测试周期时间会较长。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种电动汽车水冷板性能测试台及数据处理方法，并提出了符合该水冷板性能测试的测试方案，能够测试其散热性能、水侧的压降及流阻及对电池热管理系统控制方法的研究。

为了实现本发明目的，本发明提供的一种电动汽车水冷板性能测试台，包括冷却液回路及制冷剂回路两条回路，包括热泵空调系统、低温散热器冷却系统、数据采集及控制系统和水冷板测试台架，

热泵空调系统包括压缩机、冷凝/蒸发散热器、四通阀、电子膨胀阀及板式换热器，压缩机、冷凝/蒸发散热器、四通阀、电子膨胀阀及板式换热器连接形成制冷剂回路，通过四通阀实现制热与制冷的切换，为水冷板试验台架的输入提供冷热可控冷却液源；

低温散热器冷却系统包括电动风扇、水冷散热器、三通阀和储液罐，水冷散热器、三通阀和储液罐连接形成冷却液回路且制冷剂回路通过板式换热器与冷却液回路进行热交换，能够用于实现对水冷板试验台进行低温散热器性能实验；

水冷板测试台架包括被测水冷板、用于模拟电池发热的加热元件和用于测量水冷板表明温度分布的第二温度传感器，其中，被测水冷板与冷却液回路连通；

数据采集及控制系统与热泵空调系统和低温散热器冷却系统均连接。

进一步地，冷却液回路中设置有第一温度传感器。

通过冷却回路中的三通阀实现热泵空调系统、低温散热器冷却系统切换，即实现空冷/水冷冷却系统的切换。热泵空调系统采用四通阀实现制冷与制热的转换，再通过板式换热器对冷却液进行加热及冷却，电子膨胀阀控制冷却液温度，进而为水冷板实验台架的输入提供冷热可控冷却液源。结合冷却回路中的传感器，进而能测定在不同温度下的压降(或流阻)，也能结合台架中传感器，实现对水冷板上热量分布的均匀性测量。