本技术介绍了一种针对纯电动汽车的集成式热泵热管理系统,该系统通过制冷剂回路和冷却液回路实现对电池模组的高效冷却、加热及保温。系统包含压缩机等关键组件,旨在提升电池性能和延长使用寿命。
背景技术
随着电动汽车的快速普及,电池安全性问题受到广泛关注。锂离子动力电池,理想工作温度为25~40℃。温度过低会导致电池充放电功率下降及容量不可逆衰减,温度过高会导致电池性能衰减及循环寿命降低,特别是电池在高温下运行易引发热失控导致电池起火。同时为保证电池包内各电池单体性能的一致性,其最大温差应低于5℃。
电池快充技术可以大幅缩短电动汽车补能时间,缓解续航焦虑,但电池快充也会提高产热功率,如何应对电池快充热冲击,将电池温度控制在合适范围且保证电池温度均匀性,对电池热管理系统提出了更高的要求。
除了电池,舱室与电机及电控同样需要热管理。多套热管理系统必然造成结构复杂,不仅不能充分利用各部分的能量与发挥系统效能,还提高了成本增加了重量。
电动汽车空调系统作为保障乘客舒适性的重要部件,在舱室热管理中起到不可或缺的作用,因此集成式热管理系统必须结合空调系统。目前,已有采用chiller(制冷剂/冷却液-热交换器)将空调与电池液冷热管理系统结合的集成式系统结构,但是该系统热容大,对热冲击响应慢,不能很好的应对电池快充工况。
有研究人员提出利用制冷剂直接冷却(直冷)电池,直冷方法由于利用制冷剂潜热换热,拥有更大的传热系数,因此在应对热冲击时响应迅速。但是,进一步研究表明相较于液冷,直冷不仅存在更大的换热温差,而且由于需要保持一定出口过热度,会造成流道进出口附近电池单体间存在更大的温度差异。
在冬季电动汽车无法利用内燃机余热供暖,制热需消耗大量电池电量,提高系统制热效率,降低热管理系统能耗,对提高电动汽车冬季续航具有重要意义。
实现思路