CN117013140B - 一种电池热管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池热管理系统。该电池热管理系统包括：电池制冷回路、电机制冷回路和电机温度调节回路；电池制冷回路包括依次串联连接的压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器；蒸发器用于为电池提供冷却水溶液，以为电池制冷；电机制冷回路用于将蒸发器输出的冷却水溶液传输至电机壳体冷却通道，以对压缩机的电机进行冷却；电机温度调节回路包括第一调节阀，第一调节阀用于在电池热管理系统满足预设条件时开启，并将电机壳体冷却通道输出的冷却水溶液与蒸发器输出的冷却水溶液输出至电机壳体冷却通道，以对电机进行温度调节。本发明的技术方案提高了压缩机的电机冷却的效率，可以更好的对电机进行温度调节。

Description

一种电池热管理系统

技术领域

本发明涉及热管理技术领域，尤其涉及一种电池热管理系统。

背景技术

热管理是根据具体对象的要求，利用加热或冷却手段对其温度或温差进行调节和控制的过程。

在风力发电或其他发电设备中，采用电池进行储能，需要对电池进行热管理。热管理系统一般包括压缩机、冷凝器和蒸发器，压缩机将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压的气体制冷剂过热蒸气，冷凝器将高温高压的气体制冷剂过热蒸气冷凝后排出常温高压液体制冷剂，蒸发器将常温高压液体制冷剂蒸发为低温低压的过热蒸气，并传输至压缩机，以形成制冷循环，蒸发器将常温高压液体制冷剂蒸发为低温低压的过热蒸气的过程中吸热，从而进行制冷。

但是压缩机运行时，压缩机内部的电机容易发热，目前对压缩机的电机冷却时通常是通过风扇散热，但是散热效率较低；或者制冷剂喷液冷却，利用制冷剂的潜热吸热量冷却电机，容易导致电机温度过低，无法较好的调节电机的温度。

发明内容

本发明提供了一种电池热管理系统，以解决对压缩机的电机冷却时冷却效率较低、无法较好的调节电机的温度的问题。

本发明提供了一种电池热管理系统，电池冷却热管理系统包括：电池制冷回路、电机制冷回路和电机温度调节回路；

所述电池制冷回路包括依次串联连接的压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器；所述蒸发器的第一入口与电池冷板的出口连接，所述蒸发器的第一出口与所述电池冷板的入口连接，所述蒸发器用于为所述电池冷板提供冷却水溶液，以为电池制冷；

所述电机制冷回路连接于所述蒸发器的第一出口与所述压缩机的电机壳体冷却通道的入口之间，所述电机制冷回路用于将所述蒸发器输出的冷却水溶液传输至所述电机壳体冷却通道，以对所述压缩机的电机进行冷却；

所述电机温度调节回路包括第一调节阀，所述第一调节阀的第一端与所述电机壳体冷却通道的出口连接，所述第一调节阀的第二端与所述蒸发器的第一出口连接，所述第一调节阀的第三端与所述电机壳体冷却通道的入口连接；所述第一调节阀用于在所述电池热管理系统满足预设条件时开启，并将所述电机壳体冷却通道输出的冷却水溶液与所述蒸发器输出的冷却水溶液输出至所述电机壳体冷却通道，以对所述电机进行温度调节。

可选地，所述电池热管理系统还包括控制器；

所述控制器与所述第一调节阀的控制端连接，所述控制器用于在所述电池热管理系统满足预设条件时，控制所述第一调节阀开启；

其中，所述电池热管理系统满足预设条件包括以下至少一种：所述电机的温度小于预设温度阈值，所述蒸发器输出的冷却水溶液的温度小于预设值，所述电机壳体冷却通道输出的冷却水溶液的温度小于或等于环境露点温度。

可选地，所述电机制冷回路包括第二调节阀，所述第二调节阀的第一端与所述蒸发器的第一出口连接，所述第二调节阀的第二端与所述电机壳体冷却通道的入口连接；

所述控制器与所述第二调节阀的控制端连接，所述控制器用于在所述电池热管理系统满足预设条件时，控制所述第二调节阀的开度减小。

可选地，所述压缩机为二级离心式压缩机；所述压缩机包括两个叶轮，两个所述叶轮位于所述压缩机的同一侧，或者两个所述叶轮位于所述压缩机的不同侧；

或者，所述压缩机为三级离心式压缩机，所述压缩机包括三个叶轮，三个所述叶轮位于所述压缩机的同一侧，或者两个所述叶轮位于所述压缩机的第一侧、另外一个所述叶轮位于所述压缩机的第二侧。

可选地，所述电机壳体冷却通道围绕所述电机设置；

所述电机壳体冷却通道的入口位于所述压缩机的第三侧，所述电机壳体冷却通道的出口位于所述压缩机的第四侧。

可选地，所述电机壳体冷却通道内设置有多个凸起；所述凸起为圆形、半圆形或环形。

可选地，所述压缩机还包括接线盒、接线板和多个接线柱，所述接线柱和所述接线板位于所述接线盒中；所述压缩机的电机通过所述接线柱连接外部电源；

所述接线盒位于所述压缩机的第三侧，所述接线盒至少部分位于所述电机壳体冷却通道上。

可选地，所述压缩机还包括轴承、变频器和控制板；

所述变频器与所述电机连接，所述变频器位于第一铝冷板上，所述变频器和所述第一铝冷板位于所述压缩机的第五侧；

所述控制板与所述轴承连接，所述控制板位于第二铝冷板上，所述控制板和所述第二铝冷板位于所述压缩机的第六侧；

所述变频器、所述第一铝冷板、所述控制板和所述第二铝冷板位于所述电机壳体冷却通道上。

可选地，所述轴承为无油润滑轴承；

所述轴承为陶瓷轴承、气浮轴承、气箔轴承或磁悬浮轴承。

可选地，所述冷却水溶液为乙二醇水溶液。

本发明实施例的技术方案，通过利用电机制冷回路，将蒸发器为电池制冷的冷却水溶液传输至电机的电机壳体冷却通道，使得冷却水溶液吸收电机的热量，为电机冷却。如此，比风扇强制冷却电机速度快，运行范围宽广，提高了制冷效率，且无需额外为电机进行制冷剂喷液冷却，降低了成本和系统复杂性。且通过设置电机温度调节回路，电机温度调节回路的第一调节阀在电池热管理系统满足预设条件时开启，将电机壳体冷却通道输出的水溶液与蒸发器输出的冷却水溶液输出至电机壳体冷却通道，从而将电机壳体冷却通道输出的较高温度的水溶液与蒸发器输出的冷却水溶液混合输出至电机壳体冷却通道，避免冷却水溶液的温度过低，对电机的电气绝缘性能造成损坏，从而更好对电机的温度进行调节，避免制冷过度，使电机温度降低过多而影响电机的电气绝缘性能。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电池热管理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的又一种电池热管理系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种压缩机的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种压缩机的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种压缩机的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种压缩机的结构示意图；

图7是图6沿A1-A2方向的剖视图；

图8是本发明实施例提供的一种接线盒的位置示意图；

图9是本发明实施例提供的一种变频器和控制板的位置示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

针对压缩机的电机冷却时冷却效率较低、无法较好的调节电机的温度的问题，本发明实施例提供了一种电池热管理系统。图1是本发明实施例提供的一种电池热管理系统的结构示意图，参考图1，电池热管理系统包括：电池制冷回路10、电机制冷回路20和电机温度调节回路30；电池制冷回路10包括依次串联连接的压缩机110、冷凝器120、经济器130和蒸发器140；蒸发器140的第一入口与电池410的电池冷板420的出口连接，蒸发器140的第一出口与电池冷板420的入口连接，蒸发器140用于为电池冷板420提供冷却水溶液，以为电池410制冷；电机制冷回路20连接于蒸发器140的第一出口与压缩机110的电机壳体冷却通道150的入口之间，电机制冷回路20用于将蒸发器140输出的冷却水溶液传输至电机壳体冷却通道150，以对压缩机110的电机160进行冷却；电机温度调节回路30包括第一调节阀310，第一调节阀310的第一端与电机壳体冷却通道150的出口连接，第一调节阀310的第二端与蒸发器140的第一出口连接，第一调节阀310的第三端与电机壳体冷却通道150的入口连接；第一调节阀310用于在电池热管理系统满足预设条件时开启，并将电机壳体冷却通道150输出的冷却水溶液与蒸发器140输出的冷却水溶液输出至电机壳体冷却通道150，以对电机160进行温度调节。

其中，压缩机110的出口与冷凝器120的入口连接，冷凝器120的出口与经济器130的入口连接，经济器130的出口与蒸发器140的第二入口连接，蒸发器140的第二出口连接压缩机110，从而实现压缩机110、冷凝器120、经济器130和蒸发器140的串联连接。在电池热管理系统工作时，压缩机110吸入低温低压的制冷剂气体，并通过压缩将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体进入冷凝器120中。在冷凝器120中，制冷剂气体和强制对流的空气进行热量交换，制冷剂将热量释放给外界空气环境后，高温高压的制冷剂气体相变冷凝为高温高压的过冷制冷剂液体，高温高压的过冷制冷剂液体进入经济器130。在经济器130中，高温高压的过冷制冷剂液体可以与中间压力的制冷剂液体进行热交换，制冷剂液体的温度进一步降低，制冷剂液体从蒸发器140的第二入口进入蒸发器140中，蒸发器140可以是水侧板式蒸发器也可以是壳管式蒸发器。蒸发器140一侧为制冷剂液体，另一侧为冷却水溶液，蒸发器140吸收水溶液的热量，将制冷剂液体蒸发为低温低压的过热的制冷剂气体，制冷剂的气化过程中会吸收大量的热量，从而使得冷却水溶液的温度降低，输出冷却水溶液至电池410的电池冷板420的入口，对电池410进行冷却。蒸发器140输出低温低压的过热的制冷剂气体至压缩机110，便于完成制冷循环。

蒸发器140输出冷却水溶液进入电池410的电池冷板420的入口后，冷却水溶液吸收电池410的热量，为电池410冷却后输出较高温度的水溶液，电池冷板420的出口输出较高温度的冷却水溶液至蒸发器140的第一入口，便于形成电池冷却的冷却液回路循环，形成管内水溶液流动的水力系统。也就是说，电池热管理系统包括一路制冷剂回路，还包括为电池进行冷却的冷却液回路。

具体地，通过利用电机制冷回路20，将蒸发器140为电池410制冷的冷却水溶液传输至电机160的电机壳体冷却通道150，使得冷却水溶液吸收电机160的热量，为电机160冷却，从而可以及时为电机160冷却，提升电机160的运行效率和运行可靠性。冷却水溶液吸收电机160的热量后从电机壳体冷却通道150的出口输出较高温度的冷却水溶液。通过采用蒸发器140为电池410制冷的冷却水溶液为电机160冷却，比风扇强制冷却电机速度快，运行范围宽广，提高了制冷效率，且无需额外为电机160制冷剂喷液冷却，降低了成本和系统复杂性。

电池热管理系统满足预设条件例如为电机160的温度小于预设温度阈值，在电机160的温度小于预设温度阈值时，电机温度过低，可能无法正常运行，或无法以较好的状态运行，甚至对电机造成损坏。电池热管理系统满足预设条件例如为冷却水溶液的温度小于预设值，此时冷却水溶液的温度过低，会导致电机温度过低，可能对电机造成损坏。电池热管理系统满足预设条件例如为电机壳体冷却通道150输出的水溶液的温度小于或等于环境露点温度，此时电机壳体表面存在结露风险，可能对电机的电气绝缘性能造成损坏。电池热管理系统满足预设条件例如为电池410的目标冷却温度小于目标阈值，此时冷却水溶液的温度会过低，会导致电机温度过低，可能对电机造成损坏。电池热管理系统满足预设条件也可以为同时满足上述至少两个条件。通过设置电机温度调节回路30，电机温度调节回路30的第一调节阀310在电池热管理系统满足预设条件时开启，将电机壳体冷却通道150输出的水溶液与蒸发器140输出的冷却水溶液输出至电机壳体冷却通道150，从而将电机壳体冷却通道150输出的较高温度的水溶液与蒸发器140输出的冷却水溶液混合输出至电机壳体冷却通道150，避免冷却水溶液的温度过低，对电机的电气绝缘性能造成损坏，从而更好对电机160的温度进行调节，避免电机冷却过度，使电机160温度降低过多而影响电机160的电气绝缘性能。

本实施例的技术方案，通过利用电机制冷回路，将蒸发器为电池制冷的冷却水溶液传输至电机的电机壳体冷却通道，使得冷却水溶液吸收电机的热量，为电机冷却。如此，比风扇强制冷却电机速度快，运行范围宽广，提高了制冷效率，且无需额外为电机160进行制冷剂喷液冷却，降低了成本和系统复杂性。且通过设置电机温度调节回路，电机温度调节回路的第一调节阀在电池热管理系统满足预设条件时开启，将电机壳体冷却通道输出的水溶液与蒸发器输出的冷却水溶液输出至电机壳体冷却通道，从而将电机壳体冷却通道输出的较高温度的水溶液与蒸发器输出的冷却水溶液混合输出至电机壳体冷却通道，避免冷却水溶液的温度过低，对电机的电气绝缘性能造成损坏，从而更好对电机的温度进行调节，避免制冷过度，使电机温度降低过多而影响电机的电气绝缘性能。

在上述技术方案的基础上，如图1所示，电机壳体冷却通道150的出口还可以连接至蒸发器140的第一入口，便于形成冷却水路循环。

在上述技术方案的基础上，图2是本发明实施例提供的又一种电池热管理系统的结构示意图，可选地，参考图2，电池热管理系统还包括控制器170；控制器170与第一调节阀310的控制端连接，控制器170用于在电池热管理系统满足预设条件时，控制第一调节阀310开启；其中，电池热管理系统满足预设条件包括以下至少一种：电机的温度小于预设温度阈值，冷却水溶液的温度小于预设值，电机壳体冷却通道输出的水溶液的温度小于或等于环境露点温度。

具体地，电机的温度例如为电机定子绕组的温度。在电机的温度小于预设温度阈值时，电机温度过低，可能无法正常运行，或无法以较好的状态运行，甚至对电机造成损坏。在冷却水溶液的温度小于预设值时，冷却水溶液的温度过低，会导致电机的接线柱温度过低，可能对电机的电气绝缘性能造成损坏。电机壳体冷却通道150输出的水溶液的温度与电机壳体温度接近或相等，在电机壳体冷却通道150输出的水溶液的温度小于或等于环境露点温度时，表明电机壳体温度可能小于或等于环境露点温度，电机壳体表面存在结露风险，可能对电机的电气绝缘性能造成损坏。因此，在控制器170确定电池热管理系统满足预设条件时，控制第一调节阀310开启，使得电机壳体冷却通道150输出的较高温度的水溶液与蒸发器140输出的冷却水溶液混合输出至电机壳体冷却通道150，避免冷却水溶液的温度过低，对电机的电气绝缘性能造成损坏，从而更好对电机160的温度进行调节，避免冷却过度，使电机160温度降低过多而影响电机160的电气绝缘性能。

其中，可选地，环境露点温度为环境温度与温度补偿值的差值。

具体地，环境温度例如可以采用温度传感器检测得到，将环境温度与温度补偿值做差，即可得到环境露点温度。通过确定环境露点温度，便于根据环境露点温度判断电机壳体是否存在结露风险，从而对电机壳体存在结露风险时，及时调节输入至电机壳体冷却通道150的水溶液的温度，避免电机壳体结露，从而避免对电机壳体和电机160的电气绝缘性能造成损坏。

可选地，参考图2，电机制冷回路20包括第二调节阀210，第二调节阀210的第一端与蒸发器140的第一出口连接，第二调节阀210的第二端与电机壳体冷却通道150的入口连接；控制器170与第二调节阀210的控制端连接，控制器170用于在电池热管理系统满足预设条件时，控制第二调节阀210的开度减小。

具体地，在电池热管理系统满足预设条件时，控制器170控制第二调节阀210的开度减小，直至电池热管理系统不满足预设条件，即电机的温度大于或等于预设温度阈值，冷却水溶液的温度大于或等于预设值，且电机壳体冷却通道150输出的水溶液的温度大于环境露点温度。如此，避免流入至电机壳体冷却通道150的冷却水溶液过多，即避免电机壳体冷却通道150流进过多温度较低的水溶液，避免电机壳体和电机160的温度过低，达到更好的调节电机温度的效果。

示例性的，当第一调节阀310处于关闭状态时，通过电机制冷回路20后进入电机壳体冷却通道150时的冷却水溶液的温度T1为18℃，流量为2L/min，完成电机冷却后的水溶液的温度T2为25℃。冷却后，电机定子绕组的最高温度值为60℃，电机定子绕组温度的预设温度范围例如为55℃～65℃，预设温度阈值为55℃，则电机定子的温度控制在预设温度区间内，即电机温度大于预设温度阈值，此时电机冷却热交换传热温差为35℃。如果此时电池的充电功率增大，电池发热量增加，电池热管理系统要求提高制冷量，使得蒸发器140输出的冷却水溶液的温度从18℃降低到10℃，以达到快速冷却电池的目的。则进入电机壳体冷却通道150时的冷却水溶液的温度T1’也为10℃，完成冷却压缩机电机的水溶液的温度T2’为17℃。蒸发器140输出的冷却水溶液的温度较低，则此时可以开启第一调节阀310，将T2’=17℃的水溶液和T1’=10℃的水溶液进行混合，混合后的水溶液的温度为15℃，将水温为15℃的水溶液提供至电机壳体冷却通道150，从而对电机160的温度进行调节。进一步的还可以调节第二调节阀210，降低第二调节阀210的开度，使得水流量从2L/min降低到1.5L/min，从而避免电机壳体冷却通道150流进过多温度较低的冷却水溶液。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括第一单向阀510，第一单向阀510连接于压缩机110的出口与冷凝器120的入口之间。如此，保证压缩机110输出的高温高压的制冷剂气体单向流入冷凝器120，避免回流至压缩机110。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括干燥过滤器520，干燥过滤器520连接于冷凝器120的出口与经济器130的第一入口之间。干燥过滤器520可以对高温高压的过冷制冷剂液体进行干燥过滤，避免杂质进入经济器130。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括第一电子膨胀阀530，第一电子膨胀阀530连接于经济器130的第一出口与经济器130的第二入口之间，经济器130的第一出口与蒸发器140的第二入口连接。如此，经济器130可以引出一部分的制冷剂流经第一电子膨胀阀530并节流降压为中间压力的制冷剂液体和气体的混合物，该混合物在经济器130中与主流流量的高温高压的制冷剂过冷液体进行热量交换，大部分的制冷剂液体的温度进一步降低，即过冷度进一步降低以提高制冷量。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括第二单向阀540，第二单向阀540连接于经济器130的第二出口与压缩机110的低压级排气口（也就是高压级吸气口）之间，使得经济器130中引出的一部分制冷剂气化后流经第二单向阀540进入到压缩机110的高压级吸气口，实现对压缩机110的补气。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括第二电子膨胀阀550，第二电子膨胀阀550连接于经济器130的第一出口与蒸发器140的第二入口之间，使得经济器130输出的大部分制冷剂经过第二电子膨胀阀550输出至蒸发器140，便于蒸发器140将制冷剂蒸发为低温低压的过热制冷剂气体。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括气液分离器560，气液分离器560连接于蒸发器140的第二出口与压缩机110的入口之间，气液分离器560将蒸发器140输出的低温低压的过热制冷剂气体中的液体分离出去，从而将气体制冷剂输入至压缩机110。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括膨胀水箱430，膨胀水箱430与电池410的电池冷板420的出口连接，膨胀水箱430存储有水溶液，可以为蒸发器140提供水溶液，膨胀水箱430也可以存储电池冷板420流出的多余的水溶液。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括水溶液泵440，水溶液泵440连接于电池410的电池冷板420的出口与蒸发器140的第一入口之间，水溶液泵440抽取电池冷板420输出的较高温度的水溶液至蒸发器140，使得蒸发器140可以吸收较高温度的水溶液的热量，从而输出较低温度的冷却水溶液，便于再次为电池410制冷，形成循环。

可选地，参考图2，电池制冷回路10还包括加热器450，加热器450连接于水溶液泵440与蒸发器140的第一入口之间，加热器450用于在水溶液泵440输出的温度小于预设阈值或电池410需要升温（电池410的目标温度大于其当前温度）时，对水溶液泵440输出的水溶液进行加热，从而使得电池410的温度在合适温度区间内，避免电池410温度过低或过高。

可知的，以上提及的器件之间的连接，除器件与控制器之间的连接外，其余器件之间的连接为通过管路连接。

可选地，参考图2，电池热管理系统还包括定子温度传感器601，定子温度传感器601例如设置在电机160的定子绕组上，定子温度传感器601与控制器170电连接，定子温度传感器601用于检测定子绕组的温度，即检测电机160的温度，并发送至控制器170。控制器170用于在电机的温度小于预设温度阈值时，控制第一调节阀310开启，使得电机壳体冷却通道150输出的较高温度的水溶液与蒸发器140输出的冷却水溶液混合输出至电机壳体冷却通道150，避免冷却水溶液的温度过低。需要说明的是，图2中只对定子温度传感器601的大致位置进行示意，但并不进行限定。

可选地，参考图2，电池热管理系统还包括环境温度传感器602，环境温度传感器602与控制器170电连接，环境温度传感器602用于检测环境温度，并发送至控制器170。电池热管理系统还包括电机回水温度传感器603，电机回水温度传感器603与控制器170电连接，电机回水温度传感器603设置在电机壳体冷却通道150的出口与第一调节阀310之间的管路上，电机回水温度传感器603用于检测电机壳体冷却通道150输出的水溶液的温度，并发送至控制器170。控制器170用于根据环境温度计算环境露点温度，并在电机壳体冷却通道150输出的水溶液的温度小于或等于环境露点温度时，控制第一调节阀310开启，使得电机壳体冷却通道150输出的较高温度的水溶液与蒸发器140输出的冷却水溶液混合输出至电机壳体冷却通道150，避免冷却水溶液的温度过低。

可选地，参考图2，电池热管理系统还包括电机供水温度传感器604，电机供水温度传感器604设置在第二调节阀210与电机壳体冷却通道150之间的管路上，电机供水温度传感器604与控制器170电连接，电机供水温度传感器604用于检测蒸发器140输出至电机壳体冷却通道150的冷却水溶液的温度，并发送至控制器170。控制器170用于在冷却水溶液的温度小于预设值时，控制第一调节阀310开启，使得电机壳体冷却通道150输出的较高温度的水溶液与蒸发器140输出的冷却水溶液混合输出至电机壳体冷却通道150，避免冷却水溶液的温度过低。

可选地，参考图2，电池热管理系统还包括压缩机吸气温度传感器605、压缩机吸气压力传感器606、压缩机低压级排气温度传感器607、压缩机低压级排气压力传感器608、压缩机高压级排气温度传感器609、压缩机高压级排气压力传感器610、制冷剂液相温度传感器611、制冷剂液相压力传感器612、补气温度传感器613、补气压力传感器614、水泵进口温度传感器615、水泵进口压力传感器616、水泵出口温度传感器617、水泵出口压力传感器618、电池供水温度传感器619和电池回水温度传感器620。控制器170分别与压缩机吸气温度传感器605、压缩机吸气压力传感器606、压缩机低压级排气温度传感器607、压缩机低压级排气压力传感器608、压缩机高压级排气温度传感器609和压缩机高压级排气压力传感器610连接，使得控制器170可以获取压缩机吸气温度、压缩机吸气压力、压缩机低压级排气温度、压缩机低压级排气压力、压缩机高压级排气温度和压缩机高压级排气压力，从而便于对压缩机110进行控制，判断压缩机110是否存在过热度不合适或存在液击风险，从而在压缩机110出现问题时及时采取措施。控制器170分别与制冷剂液相温度传感器611和制冷剂液相压力传感器612连接，使得控制器170可以获取冷凝器120输出的液态制冷剂的温度和压力，从而便于对冷凝器120进行控制。控制器170分别与补气温度传感器613和补气压力传感器614，使得控制器170可以获取经济器130输出至压缩机110的补气制冷剂的温度和压力，便于对经济器130进行控制。控制器170分别与水泵进口温度传感器615、水泵进口压力传感器616、水泵出口温度传感器617和水泵出口压力传感器618连接，使得控制器170可以获取水溶液泵440的进口压力、进口温度、出口压力和出口温度，便于对水溶液泵440进行控制。控制器170分别与电池供水温度传感器619和电池回水温度传感器620连接，便于对电池410的温度进行调节。需要说明的是，因绘图空间有限，图2中未示出控制器170与上述各传感器的连接关系。

还需要说明的是，图1和图2中的箭头表示制冷剂和水溶液的流向，箭头的大小不表示流量的多少。

在上述各技术方案的基础上，下面对上述的压缩机进行说明，但不作为对本申请的限定。

在一些实施方式中，压缩机110为二级离心式压缩机；压缩机110包括两个叶轮111。图3是本发明实施例提供的一种压缩机的结构示意图，如图3所示，两个叶轮111位于压缩机110的同一侧，或者，图4是本发明实施例提供的又一种压缩机的结构示意图，如图4所示，两个叶轮111位于压缩机110的不同侧；

具体地，在一种实施方式中，如图3所示，两个叶轮111位于压缩机110的第一侧（例如为压缩机110的低压侧），两个叶轮111串联连接。如此，两个叶轮111之间的回流通道可以设置在压缩机110内部，无需在压缩机110外设置回流通道，从而简化压缩机110的结构，降低成本，并且便于压缩机110与其他器件的连接。在另一种实施方式中，如图4所示，两个叶轮111位于压缩机110的不同侧，即一个叶轮111位于压缩机110的第一侧，另一个叶轮111位于压缩机110的第二侧，也就是背靠背布局。其中，第一侧与第二侧相对，第一侧例如为压缩机110的低压侧，第二侧例如为压缩机110的高压侧。如此，使得压缩机110的轴承受力较均匀，便于保证轴向力的平衡，从而提升压缩机110结构的可靠性。

在一些实施方式中，压缩机110为三级离心式压缩机，压缩机110包括三个叶轮111，图5是本发明实施例提供的又一种压缩机的结构示意图，如图5所示，三个叶轮111位于压缩机110的同一侧，或者，图6是本发明实施例提供的又一种压缩机的结构示意图，如图6所示，两个叶轮111位于压缩机110的第一侧、另外一个叶轮111位于压缩机110的第二侧。

具体地，在一种实施方式中，如图5所示，三个叶轮111位于压缩机110的同一侧，例如位于压缩机110的第一侧（压缩机110的低压侧），三个叶轮111串联连接。如此，三个叶轮111之间的回流通道可以设置在压缩机110内部，无需在压缩机110外设置回流通道，从而简化压缩机110的结构，降低成本，并且便于压缩机110与其他器件的连接。在另一种实施方式中，如图6所示，两个叶轮111位于压缩机110的第一侧、另外一个叶轮111位于压缩机110的第二侧，在第一侧的两个叶轮111串联连接。如此，使得压缩机110的轴承受力较均匀，便于保证轴向力的平衡。在其他一些实施方式中，也可以设置一个叶轮111位于压缩机110的第一侧、另外两个叶轮111位于压缩机110的第二侧。

综上，通过设置压缩机110为二级离心式压缩机或三级离心式压缩机，可以提升压缩机110的压缩能力，便于输出较高压力的制冷剂，满足制冷需求。且压缩机110未超过三级，级别不会过高，不会增加压缩机110的设计难度，并且可以保证轴承和压缩机110结构的可靠性。

示例性的，20ft的集装箱储能柜的电量可高达34MWh，储能柜内嵌入式安装的电池热管理系统的制冷量需求可达40-50kW；当4-8台储能柜采用单机组外置集中式安装的电池热管理系统时，单个电池热管理系统的制冷量需求可达160kW～320kW之间。例如按照160kW制冷量设计，冷却水溶液的温度按照15-20℃设计，冷凝器120按照室外风冷冷凝器设计，环境温度最高50℃满载的设计需求，则设计压缩机110运行的蒸发温度区间Te=10～18℃，压缩机110运行的冷凝温度区间Tc=35℃～70℃。离心式压缩机的最高压头可达60℃左右，这种类型的离心式压缩机属于超高压头超高转速离心压缩机设计，单机两级压缩或者单机三级压缩设计的离心压缩机的叶轮的大径约在80mm左右（具体设计视具体情况而定），单机两级压缩或者单机三级的离心压缩机的叶轮的转速会高达40000rpm～10000rpm左右，即离心压缩机的叶轮较小，且转速较高，若使用油润滑，油容易形成胶质，因此采用无油润滑，本实施方案的离心式压缩机满足无油润滑，高速直驱的设计需求。

在上述各技术方案的基础上，图7是图6沿A1-A2方向的剖视图，可选地，参考图7，电机壳体冷却通道150围绕电机160设置；电机壳体冷却通道150的入口B1位于压缩机110的第三侧，电机壳体冷却通道150的出口B2位于压缩机110的第四侧。

具体地，压缩机110的第三侧与压缩机110的第四侧相对，电机壳体冷却通道150的入口B1位于压缩机110的第三侧，电机壳体冷却通道150的出口B2位于压缩机110的第四侧，避免与压缩机110的吸气入口（位于压缩机110的第一侧，即低压侧）与排气出口（位于压缩机110的第二侧，即高压侧）的位置冲突，便于水溶液进入电机壳体冷却通道150，且便于水溶液从电机壳体冷却通道150中排出。电机壳体冷却通道150围绕电机160设置，便于带走电机160的热量，为电机160快速散热，较好的调节电机160的温度。

可选地，参考图7，电机壳体冷却通道150内设置有多个凸起151；凸起151为圆形、半圆形或环形。

具体地，通过在电机壳体冷却通道150内设置多个凸起151，有助于提高水溶液在电机壳体冷却通道150内流动时的局部流动速率，流动速率的局部提高有助于提高流动雷诺数，以提高换热效果。设置多个凸起151还可以多次改变水溶液在电机壳体冷却通道150内的局部流动方向，可以提高水溶液在电机壳体冷却通道150内的驻留时间，通过高热流密度和高比热容的水溶液来更充分的吸收压缩机110的电机160的热量，更好的降低压缩机110的电机160的热量，避免电机160温度累积，从而更好的调节电机160的温度。

在上述各技术方案的基础上，图8是本发明实施例提供的一种接线盒的位置示意图，可选地，参考图8，压缩机110还包括接线盒112、接线板113和多个接线柱114，接线柱114和接线板113位于接线盒112中；压缩机110的电机160通过接线柱114连接外部电源；接线盒112位于压缩机110的第三侧，接线盒112至少部分位于电机壳体冷却通道150上。

具体地，电机160例如为三相电机，则需要通过三个接线柱114来连接三相电源电压，还可以设置用于接地的接线柱114，则接线柱114例如为四个。通过将接线盒112至少部分设置在电机壳体冷却通道150上，使得蒸发器140输出至电机壳体冷却通道150中的冷却水溶液，在为电机160冷却的同时，还可以为接线柱114和接线板113进行冷却，避免电压过高或接电时间过长时造成接线柱114和接线板113温度过高，从而无需设置其他散热装置或喷洒制冷剂为接线柱114和接线板113进行制冷，降低了成本。

在上述各技术方案的基础上，图9是本发明实施例提供的一种变频器和控制板的位置示意图，可选地，参考图8和图9，压缩机110还包括轴承、变频器116和控制板117；变频器116与电机160连接，变频器116位于第一铝冷板118上，变频器116和第一铝冷板118位于压缩机110的第五侧；控制板117与轴承连接，控制板117位于第二铝冷板119上，控制板117和第二铝冷板119位于压缩机110的第六侧；变频器116、第一铝冷板118、控制板117和第二铝冷板119位于电机壳体冷却通道150上。

具体地，压缩机110的第五侧与第六侧相对。通过将变频器116和第一铝冷板118设置在压缩机110的第五侧，将控制板117和第二铝冷板119设置于压缩机110的第六侧，使得变频器116、第一铝冷板118、控制板117和第二铝冷板119可以集成在压缩机110上，从而可以将变频器116、第一铝冷板118、控制板117和第二铝冷板119位于电机壳体冷却通道150上。如此，蒸发器140输出至电机壳体冷却通道150中的冷却水溶液，在为电机160冷却的同时，还可以为变频器116、第一铝冷板118、控制板117和第二铝冷板119进行冷却，避免变频器116和轴承的控制板117温度过高而影响压缩机110运行，从而无需设置其他散热装置或喷液冷却为变频器116和控制板117进行制冷，进一步降低了成本。

在上述各技术方案的基础上，可选地，轴承为无油润滑轴承；轴承为陶瓷轴承、气浮轴承、气箔轴承或磁悬浮轴承。

具体地，压缩机110为离心式压缩机，离心式压缩机不带有任何内置和外置齿轮增速装置，离心式压缩机的离心叶轮为超高转速设计，采用强制流动的润滑油设计会由于高转速小间隙产生局部润滑油膜温升过高，摩擦阻力损失，增大抱轴的风险，因此轴承为无油润滑轴承，可以采用电池制冷回路10中的制冷剂气体进行润滑和电机轴承载。轴承为陶瓷轴承、气浮轴承、气箔轴承或磁悬浮轴承，陶瓷轴承为采用制冷剂液体直接润滑和电机轴承载的陶瓷轴承或非强制润滑油循环的陶瓷轴承。

在上述各技术方案的基础上，可选地，冷却水溶液为乙二醇水溶液。

具体地，乙二醇水溶液例如是40%～55%的质量浓度范围的乙二醇水溶液，并添加了抑制腐蚀的抑蚀剂、PH酸碱调节剂、荧光剂等，使其冰点维持在-35℃～-45℃范围内，不易滋生细菌，不易产生沉淀。对于离心式压缩机应用于电池热管理系统的设计，此压缩机110的结构尺寸远远小于中央空调的离心式压缩机，因此压缩机110一半采用铸铝的壳体，尺寸结构非常紧凑，采用乙二醇水路通道的方式可以减小壁厚，降低总重量，更加适用于铸铝的壳体。且乙二醇水溶液的比热容较大，散热能力强，有利于提升电机的制冷效率。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池热管理系统，其特征在于，包括：电池制冷回路、电机制冷回路和电机温度调节回路；

所述电池制冷回路包括依次串联连接的压缩机、冷凝器、经济器和蒸发器；所述蒸发器的第一入口与电池冷板的出口连接，所述蒸发器的第一出口与所述电池冷板的入口连接，所述蒸发器用于为所述电池冷板提供冷却水溶液，以为电池制冷；

所述电机制冷回路连接于所述蒸发器的第一出口与所述压缩机的电机壳体冷却通道的入口之间，所述电机制冷回路用于将所述蒸发器输出的冷却水溶液传输至所述电机壳体冷却通道，以对所述压缩机的电机进行冷却；

所述电机温度调节回路包括第一调节阀，所述第一调节阀的第一端与所述电机壳体冷却通道的出口连接，所述第一调节阀的第二端与所述蒸发器的第一出口连接，所述第一调节阀的第三端与所述电机壳体冷却通道的入口连接；所述第一调节阀用于在所述电池热管理系统满足预设条件时开启，并将所述电机壳体冷却通道输出的冷却水溶液与所述蒸发器输出的冷却水溶液输出至所述电机壳体冷却通道，以对所述电机进行温度调节；

所述电池热管理系统还包括控制器；所述控制器与所述第一调节阀的控制端连接，所述控制器用于在所述电池热管理系统满足预设条件时，控制所述第一调节阀开启；

其中，所述电池热管理系统满足预设条件包括以下至少一种：所述电机的温度小于预设温度阈值，所述蒸发器输出的冷却水溶液的温度小于预设值，所述电机壳体冷却通道输出的冷却水溶液的温度小于或等于环境露点温度；

所述电机制冷回路包括第二调节阀，所述第二调节阀的第一端与所述蒸发器的第一出口连接，所述第二调节阀的第二端与所述电机壳体冷却通道的入口连接；

所述控制器与所述第二调节阀的控制端连接，所述控制器用于在所述电池热管理系统满足预设条件时，控制所述第二调节阀的开度减小。

2.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述压缩机为二级离心式压缩机；所述压缩机包括两个叶轮，两个所述叶轮位于所述压缩机的同一侧，或者两个所述叶轮位于所述压缩机的不同侧；

或者，所述压缩机为三级离心式压缩机，所述压缩机包括三个叶轮，三个所述叶轮位于所述压缩机的同一侧，或者两个所述叶轮位于所述压缩机的第一侧、另外一个所述叶轮位于所述压缩机的第二侧。

3.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述电机壳体冷却通道围绕所述电机设置；

所述电机壳体冷却通道的入口位于所述压缩机的第三侧，所述电机壳体冷却通道的出口位于所述压缩机的第四侧。

4.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述电机壳体冷却通道内设置有多个凸起；所述凸起为圆形、半圆形或环形。

5.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，

所述压缩机还包括接线盒、接线板和多个接线柱，所述接线柱和所述接线板位于所述接线盒中；所述压缩机的电机通过所述接线柱连接外部电源；

所述接线盒位于所述压缩机的第三侧，所述接线盒至少部分位于所述电机壳体冷却通道上。

6.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述压缩机还包括轴承、变频器和控制板；

所述变频器与所述电机连接，所述变频器位于第一铝冷板上，所述变频器和所述第一铝冷板位于所述压缩机的第五侧；

所述控制板与所述轴承连接，所述控制板位于第二铝冷板上，所述控制板和所述第二铝冷板位于所述压缩机的第六侧；

所述变频器、所述第一铝冷板、所述控制板和所述第二铝冷板位于所述电机壳体冷却通道上。

7.根据权利要求6所述的电池热管理系统，其特征在于，所述轴承为无油润滑轴承；

所述轴承为陶瓷轴承、气浮轴承、气箔轴承或磁悬浮轴承。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电池热管理系统，其特征在于，所述冷却水溶液为乙二醇水溶液。