CN117134037B - 一种电池热管理系统及压缩机电机温度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池热管理系统及压缩机电机温度调节方法。该系统包括：电池制冷回路、电机制冷回路和控制器；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；蒸发器的第一入口与电池冷板的出口连接，蒸发器的第一出口与电池冷板的入口连接；电机制冷回路包括第一支路；第一支路包括第一调节阀；第一调节阀的第一端与冷凝器的出口连接，第一调节阀的第二端与电机壳体冷却通道的入口连接，控制器与第一调节阀的控制端连接，控制器用于根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机的定子绕组的温度变化率控制第一调节阀的开度。本发明提高了压缩机电机的制冷效率，提高了压缩机电机温度调节的准确度。

Description

一种电池热管理系统及压缩机电机温度调节方法

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种电池热管理系统及压缩机电机温度调节方法。

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。

在风力发电等设备中，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，或者采用外部设备喷液冷却，成本较高。

发明内容

本发明提供了一种电池热管理系统及压缩机电机温度调节方法，以解决对压缩机电压冷却效率较低、成本较高的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种电池热管理系统，电池热管理系统包括：电池制冷回路、电机制冷回路和控制器；

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；

所述电机制冷回路包括第一支路；所述第一支路包括第一调节阀；

所述第一调节阀的第一端与所述冷凝器的出口连接，所述第一调节阀的第二端与电机壳体冷却通道的入口连接，所述控制器与所述第一调节阀的控制端连接，所述控制器用于根据所述电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及所述电机的定子绕组的温度变化率控制所述第一调节阀的开度，以对所述电机的温度进行调节。

可选地，所述电机制冷回路还包括第二支路；

所述第二支路的第一端与所述电机壳体冷却通道的出口连接，所述第二支路的第二端与所述蒸发器的第二入口连接。

可选地，所述压缩机还包括轴承；所述轴承包括陶瓷轴承；所述电池热管理系统还包括轴承制冷支路；

所述压缩机上还设置有轴承制冷剂入口；

所述轴承制冷支路的第一端与所述经济器的第一出口连接，所述轴承制冷支路的第二端与所述轴承制冷剂入口连接。

可选地，所述轴承制冷支路包括制冷剂泵和第一单向阀；

所述制冷剂泵的第一端与所述经济器的第一出口连接，所述制冷剂泵的第二端与所述轴承制冷剂入口连接，所述制冷剂泵的控制端与所述控制器连接，所述控制器用于在所述压缩机的入口流量与所述压缩机的出口流量的差值小于流量阈值时，控制所述制冷剂泵运行；

所述第一单向阀的第一端与所述经济器的第一出口连接，所述第一单向阀的第二端与所述轴承制冷剂入口连接。

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内设置有多个喷流孔；多个所述喷流孔位于电机壳体的上半部分。

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。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机电机温度调节方法，所述压缩机应用于本发明任一实施例所述的电池热管理系统中，所述压缩机电机温度调节方法由控制器执行；所述方法包括：

根据所述电池热管理系统的冷凝温度和所述压缩机的频率确定目标温度值；

根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及所述电机的定子绕组的温度变化率控制所述第一调节阀的开度，以对所述电机的温度进行调节。

可选地，根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及所述电机的定子绕组的温度变化率控制所述第一调节阀的开度，包括：

根据比例增益值与所述差异值的乘积、微分增益值与所述温度变化率的乘积、及积分增益值与所述差异值的乘积控制所述第一调节阀的开度。

可选地，所述压缩机还包括轴承；所述轴承包括陶瓷轴承；所述电池热管理系统还包括轴承制冷支路；所述压缩机上还设置有轴承制冷剂入口；所述轴承制冷支路包括制冷剂泵和第一单向阀；所述制冷剂泵的第一端与所述经济器的第一出口连接，所述制冷剂泵的第二端与所述轴承制冷剂入口连接，所述制冷剂泵的控制端与所述控制器连接；

所述方法还包括：

在所述压缩机的入口流量与所述压缩机的出口流量的差值小于流量阈值时，控制所述制冷剂泵运行。

本发明实施例的技术方案，通过利用电机制冷回路，在电机制冷回路的第一支路的第一调节阀开启时，第一支路将冷凝器的高温高压的过冷制冷剂液体传输至电机壳体冷却通道中，为压缩机的电机进行制冷。如此，采用电池制冷回路中一部分的制冷剂为电机制冷，可以及时为电机进行制冷，提升电机的运行效率和运行可靠性，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，且无需额外设置喷液设备进行制冷，降低了成本。并且，控制器根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机的定子绕组的温度变化率控制第一调节阀的开度，可以根据电机温度变化趋势确定电机需要的制冷剂温度，从而根据电机需要的制冷剂温度控制第一调节阀的开度，实现准确控制第一调节阀的开度，进而准确调节电机的温度。

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又一种电池热管理系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种压缩机的结构示意图；

图5是图4沿A1-A2方向的剖视图；

图6是本发明实施例提供的一种接线盒的位置示意图；

图7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；

图8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9是本发明实施例提供的一种压缩机电机温度调节方法的流程图；

图10是本发明实施例提供的又一种压缩机电机温度调节方法的流程图。

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。

针对压缩机中电机冷却效率较低、成本较高的问题，本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和控制器30；电池制冷回路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包括第一支路210；第一支路210包括第一调节阀211；第一调节阀211的第一端与冷凝器120的出口连接，第一调节阀211的第二端与电机壳体冷却通道150的入口B1连接，控制器30与第一调节阀211的控制端连接，控制器30用于根据电机160所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机160的定子绕组的温度变化率控制第一调节阀211的开度，以对电机160的温度进行调节。

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的第一入口连接，经济器130的第一出口与蒸发器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，在电机制冷回路20的第一支路210的第一调节阀211开启时，第一支路210将冷凝器120排出的高温高压的过冷制冷剂液体传输至电机壳体冷却通道150中，为压缩机110的电机160进行制冷。如此，可以及时为电机160进行制冷，提升电机160的运行效率和运行可靠性，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，且无需额外设置喷液设备进行制冷，降低了成本。

其中，电机160例如包括三个定子绕组，在每个定子绕组上设置两个温度传感器，则采集定子绕组的当前温度时可以获取六个温度值，电机160的定子绕组的最高温度为六个温度值中的最大值。示例性的，六个温度值分别为T_A1、T_A2、T_B1、T_B2、T_C1和T_C2，则最高温度为max(T_A1，T_A2，T_B1，T_B2，T_C1，T_C2)，其中，定子绕组的当前温度为当前控制周期采集的温度。所有定子绕组的平均温度为所有定子绕组的当前温度的平均值，即六个温度值的平均值，平均温度为定子绕组的温度变化率例如为所有定子绕组的当前温度的平均值相对所有定子绕组的上一温度的平均值的变化率，也可以为指定定子绕组的当前温度相对该定子绕组的上一温度的变化率，也可以为所有定子绕组的当前温度的最高温度相对所有定子绕组的上一温度的最高温度的变化率，本实施例并不进行限定。上一温度的平均值例如为T_{a_i}，当前温度的平均值例如为T_{a_i+1}，则温度变化率为dt(T_avg)＝(T_{a_i+1}-T_{a_i})/Δt。

具体地，控制器30根据电机160所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值可以确定定子绕组的平均温度和目标温度值相差是否过多，根据电机160的定子绕组的温度变化率，可以确定定子绕组的温度是升高趋势还是下降趋势，根据所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值和定子绕组温度的变化趋势，可以确定电机160需要较低温度的制冷剂，还是需要较高温度的制冷剂，从而确定第一调节阀211的开度较大还是较小，实现对第一调节阀211的控制，进而实现对电机160温度的调节。由于制冷剂为两相状态(液态和气态)，第一调节阀211的开度改变时，不仅会改变流向电机壳体冷却通道150的制冷剂的流量，还会改变制冷剂的温度，所以根据定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机160的定子绕组的温度变化率可以实时对第一调节阀211的开度进行调节，有利于实现电机160温度的准确调节。

本实施例的技术方案，通过利用电机制冷回路，在电机制冷回路的第一支路的第一调节阀开启时，第一支路将冷凝器的高温高压的过冷制冷剂液体传输至电机壳体冷却通道中，为压缩机的电机进行制冷。如此，采用电池制冷回路中一部分的制冷剂为电机制冷，可以及时为电机进行制冷，提升电机的运行效率和运行可靠性，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，且无需额外设置喷液设备进行制冷，降低了成本。并且，控制器根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机的定子绕组的温度变化率控制第一调节阀的开度，可以根据电机温度变化趋势确定电机需要的制冷剂温度，从而根据电机需要的制冷剂温度控制第一调节阀的开度，实现准确控制第一调节阀的开度，进而准确调节电机的温度。

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，电机制冷回路20还包括第二支路220；第二支路220的第一端与电机壳体冷却通道150的出口B2连接，第二支路220的第二端与蒸发器140的第二入口连接。

具体地，通过设置第二支路220，制冷剂为电机冷却后，从第二支路220排出至蒸发器140，便于形成电机的制冷回路。并且，蒸发器140对电机壳体冷却通道150排出的制冷剂蒸发为低温低压的过热的制冷剂气体，吸收冷却水溶液的热量，实现制冷剂的再利用，避免浪费。

可选地，压缩机110还包括轴承；轴承包括陶瓷轴承；参考图2，电池热管理系统还包括轴承制冷支路230；压缩机110上还设置有轴承制冷剂入口B3；轴承制冷支路230的第一端与经济器130的第一出口连接，轴承制冷支路230的第二端与轴承制冷剂入口B3连接。

其中，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，从而轴承可以采用无油润滑，即可以采用制冷剂进行润滑。

具体地，经济器130可以将冷凝器120排出的制冷剂进一步降温，便于对轴承进行制冷。通过设置轴承制冷支路230，经济器130的第一出口排出的制冷剂经过轴承制冷支路230进入压缩机上的轴承制冷剂入口B3，制冷剂受重力作用流向轴承，对轴承进行制冷。制冷剂吸收轴承的热量后从电机壳体冷却通道150的出口B2排出，从而形成轴承制冷的回路。

在上述技术方案的基础上，图3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3，轴承制冷支路230包括制冷剂泵231和第一单向阀232；制冷剂泵231的第一端与经济器130的第一出口连接，制冷剂泵231的第二端与轴承制冷剂入口B3连接，制冷剂泵231的控制端与控制器30连接，控制器30用于在压缩机110的入口流量与压缩机110的出口流量的差值小于流量阈值时，控制制冷剂泵231运行；第一单向阀232的第一端与经济器130的第一出口连接，第一单向阀232的第二端与轴承制冷剂入口B3连接。

具体地，通过设置第一单向阀232，在压缩机110的入口流量与压缩机110的出口流量的差值大于或等于流量阈值时，控制器30控制制冷剂泵231不运行，经济器130的第一出口排出的制冷剂经过第一单向阀232流向轴承制冷剂入口B3，避免制冷剂回流，实现为轴承制冷。在压缩机110的入口流量与压缩机110的出口流量的差值小于流量阈值时，表明轴承制冷支路230的制冷剂流量较小，控制器30控制制冷剂泵231运行，制冷剂泵231可以抽取经济器130的第一出口排出的制冷剂，有利于增大轴承制冷支路230的制冷剂流量，提高对轴承的制冷效率。

在上述各技术方案的基础上，图4是本发明实施例提供的一种压缩机的结构示意图，图5是图4沿A1-A2方向的剖视图，可选地，参考图4和图5，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内设置有多个喷流孔151；多个喷流孔151位于电机壳体600的上半部分。

其中，电机壳体600的上半部分是指压缩机110位于地面或其他平面上时，电机壳体600的上半部分。

具体地，通过设置多个喷流孔151，并且多个喷流孔151位于电机壳体600的上半部分，使得电机壳体冷却通道150内的制冷剂受重力作用向下流经喷流孔151进入电机壳体600内，对电机的定子和转子进行冷却。

可选地，压缩机110为二级离心式压缩机；压缩机包括两个叶轮，两个叶轮位于压缩机的同一侧，或者两个叶轮位于压缩机的不同侧。或者，压缩机为三级离心式压缩机，压缩机包括三个叶轮，三个叶轮位于压缩机的同一侧，或者两个叶轮位于压缩机的第一侧、另外一个叶轮位于压缩机的第二侧。

当所有的叶轮位于压缩机的同一侧时，所有的叶轮串联连接，叶轮之间的回流通道可以设置在压缩机内部，无需在压缩机外设置回流通道，从而简化压缩机的结构，降低成本，并且便于压缩机与其他器件的连接。叶轮位于压缩机的不同侧时，也就是背靠背布局时，可以使得压缩机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。

如图4所示，图4对压缩机110为三级离心式压缩机，压缩机110包括三个叶轮111，两个叶轮111位于压缩机110的第一侧、另外一个叶轮111位于压缩机110的第二侧的情况进行了示意，但并不进行限定。

在上述各技术方案的基础上，图6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6，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中的制冷剂，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7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4和图7，压缩机110还包括轴承115、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；控制板117与轴承115连接，控制板117位于第二铝冷板119上；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，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。电机壳体冷却通道150中的制冷剂，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115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为变频器116和控制板117进行制冷，进一步降低了成本。

图8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8，电池制冷回路10还包括第二单向阀510，第二单向阀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8，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。如图8所示，第一调节阀211的第一端可以与干燥过滤器520的出口连接，使得进入至电机壳体冷却通道150的制冷剂较干净。

可选地，参考图8，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8，电池制冷回路10还包括第三单向阀540，第三单向阀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三单向阀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8，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8，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8，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8，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8，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8，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30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30。如此，便于控制器30根据电机的定子绕组的温度控制第一调节阀211的开度。需要说明的是，图8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8，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30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30。可选地，参考图5，电池热管理系统还包括电机壳体温度传感器603，电机壳体温度传感器603位于电机壳体600上，电机壳体温度传感器603与控制器30连接，电机壳体温度传感器603用于检测电机壳体的温度，并发送至控制器30。控制器30用于根据环境温度计算环境露点温度，便于根据环境露点温度和电机壳体的温度对第一调节阀211的开度进行控制。例如在电机壳体600的温度小于或等于环境露点温度时，电机壳体和接线板113的温度较低，容易发生凝露风险，所以控制器30控制第一调节阀211的开度减小，减小电机壳体冷却通道150中的制冷剂，从而变电机壳体的温度较低。

可选地，参考图5，电机壳体600上设置有盲孔管口604，电机壳体温度传感器603位于盲孔管口604内，便于对电机壳体600的温度进行检测。

可选地，参考图8，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30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30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30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30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30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30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30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30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30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8中未示出控制器30与上述各传感器的连接关系。

还需要说明的是，图1、图2、图3和图8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。

本发明实施例还提供了一种压缩机电机温度调节方法，压缩机应用于上述任意实施方案提供的电池热管理系统中，压缩机电机温度调节方法由控制器执行；图9是本发明实施例提供的一种压缩机电机温度调节方法的流程图，参考图9，该方法包括：

S710、根据电池热管理系统的冷凝温度和压缩机的频率确定目标温度值。

具体地，电池热管理系统的冷凝温度为压缩机排气饱和温度。冷凝温度越高，说明压缩机输出的高温制冷剂温度越高，则压缩机频率越高。压缩机频率越高，定子绕组温度越高，则目标温度值越高。表1是冷凝温度、压缩机频率与目标温度值的对应关系。

表1冷凝温度、压缩机频率与目标温度值的对应关系

表1中示出了目标温度值的范围，在确定具体的目标温度值时，可以从表1的目标温度值范围中进行选取。

S720、根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机的定子绕组的温度变化率控制第一调节阀的开度，以对电机的温度进行调节。

具体地，电机例如包括三个定子绕组，每个定子绕组上设置有两个温度传感器。例如可以多次采集每个定子绕组的温度，每次采集得到六个温度值，平均温度为六个温度值的平均值。周期例如为温度的采集周期，也可以为第一调节阀和第二调节阀的控制周期。例如n为11，当前周期的平均温度例如为T_{avg_i}，其中，i为大于或等于13的正整数，则当前周期内定子绕组的平均温度与前n个周期内定子绕组平均温度的算术平均值(第一温度值)为前n+1个周期内的定子绕组平均温度的算术平均值(第二温度值)为。将第一温度值和第二温度值的差值与时间差的比值作为温度变化率，时间差例如为一个周期的时长。通过计算温度变化率，可以确定电机温度变化是否较大，并确定电机温度的变化趋势，即是温度升高还是温度降低，根据有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值可以确定电机需要调节多少的温度，从而便于对第一调节阀的开度进行控制，有利于对电机温度进行调节。并且，第一温度值和第二温度值采用多个周期的平均温度计算温度变化率，可以消除尖峰值，从而可以避免超调或欠调，实现对第一调节阀和第二调节阀的准确控制，进而准确调节电机温度。

在上述技术方案的基础上，可选地，根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机的定子绕组的温度变化率控制第一调节阀的开度，包括：

根据比例增益值与差异值的乘积、微分增益值与温度变化率的乘积、及积分增益值与差异值的乘积控制第一调节阀的开度。

具体地，例如根据比例积分微分(proportional-integral-derivative control，PID)控制对第一调节阀的开度进行调节，可以实现负反馈控制，使得所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值减小，并使得电机的定子绕组的温度变化率减小，有利于实现对第一调节阀的精准控制，从而实现对电机温度的准确调节。例如比例增益为K_P、微分增益为T_d、积分增益为T_i，所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值为ΔT_avg，定子绕组的温度变化率为dt(T_avg)。则第一调节阀的开度为(K_P·ΔT_avg)+(T_d·dt(T_avg))+(T_i·ΔT_avg)。

在上述技术方案的基础上，图10是本发明实施例提供的又一种压缩机电机温度调节方法的流程图，参考图10，该方法包括：

S810、根据电池热管理系统的冷凝温度和压缩机的频率确定目标温度值。

S820、根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机的定子绕组的温度变化率控制第一调节阀的开度，以对电机的温度进行调节。

S830、在压缩机的入口流量与压缩机的出口流量的差值小于流量阈值时，控制制冷剂泵运行。

具体地，在压缩机的入口流量与压缩机的出口流量的差值小于流量阈值时，表明轴承制冷支路的制冷剂流量较小，控制器控制制冷剂泵运行，制冷剂泵可以抽取经济器的第一出口排出的制冷剂，有利于增大轴承制冷支路的制冷剂流量，提高对轴承的制冷效率。

本实施例的技术方案，通过设置电机制冷回路，电机制冷回路包括第一调节阀，控制器根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及电机的定子绕组的温度变化率控制第一调节阀的开度，以对电机的温度进行调节，便于实现对电机温度的准确调节。通过控制器在压缩机的入口流量与压缩机的出口流量的差值小于流量阈值时，控制制冷剂泵运行，保证了足够的制冷剂为轴承进行冷却，提升了制冷效率。并且通过设置电机制冷回路和轴承制冷支路，采用电池制冷回路中的制冷剂为压缩机的电机和轴承进行制冷，进一步提高了对电机和轴承制冷的效率。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

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 (9)

1.一种电池热管理系统，其特征在于，包括：电池制冷回路、电机制冷回路和控制器；

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；

所述电机制冷回路包括第一支路；所述第一支路包括第一调节阀；

所述第一调节阀的第一端与所述冷凝器的出口连接，所述第一调节阀的第二端与电机壳体冷却通道的入口连接，所述控制器与所述第一调节阀的控制端连接，所述控制器用于根据所述电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及所述电机的定子绕组的温度变化率控制所述第一调节阀的开度，以对所述电机的温度进行调节；

所述压缩机还包括轴承；所述轴承包括陶瓷轴承；所述电池热管理系统还包括轴承制冷支路；

所述压缩机上还设置有轴承制冷剂入口；

所述轴承制冷支路的第一端与所述经济器的第一出口连接，所述轴承制冷支路的第二端与所述轴承制冷剂入口连接。

2.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述电机制冷回路还包括第二支路；

所述第二支路的第一端与所述电机壳体冷却通道的出口连接，所述第二支路的第二端与所述蒸发器的第二入口连接。

3.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述轴承制冷支路包括制冷剂泵和第一单向阀；

所述制冷剂泵的第一端与所述经济器的第一出口连接，所述制冷剂泵的第二端与所述轴承制冷剂入口连接，所述制冷剂泵的控制端与所述控制器连接，所述控制器用于在所述压缩机的入口流量与所述压缩机的出口流量的差值小于流量阈值时，控制所述制冷剂泵运行；

所述第一单向阀的第一端与所述经济器的第一出口连接，所述第一单向阀的第二端与所述轴承制冷剂入口连接。

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围绕所述电机设置；

所述电机壳体冷却通道内设置有多个喷流孔；多个所述喷流孔位于电机壳体的上半部分。

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。

7.一种压缩机电机温度调节方法，其特征在于，所述压缩机应用于权利要求1-6任一项所述的电池热管理系统中，所述压缩机电机温度调节方法由控制器执行；所述方法包括：

根据所述电池热管理系统的冷凝温度和所述压缩机的频率确定目标温度值；

根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及所述电机的定子绕组的温度变化率控制所述第一调节阀的开度，以对所述电机的温度进行调节。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据电机所有定子绕组的平均温度和目标温度值的差异值、及所述电机的定子绕组的温度变化率控制所述第一调节阀的开度，包括：

根据比例增益值与所述差异值的乘积、微分增益值与所述温度变化率的乘积、及积分增益值与所述差异值的乘积控制所述第一调节阀的开度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压缩机还包括轴承；所述轴承包括陶瓷轴承；所述电池热管理系统还包括轴承制冷支路；所述压缩机上还设置有轴承制冷剂入口；所述轴承制冷支路包括制冷剂泵和第一单向阀；所述制冷剂泵的第一端与所述经济器的第一出口连接，所述制冷剂泵的第二端与所述轴承制冷剂入口连接，所述制冷剂泵的控制端与所述控制器连接；

所述方法还包括：

在所述压缩机的入口流量与所述压缩机的出口流量的差值小于流量阈值时，控制所述制冷剂泵运行。