CN220842121U - 一种可平衡热量分配的电池热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可平衡热量分配的电池热管理系统，包括实现室内换热的空调系统和电池换热系统，所述电池换热系统包括相互连接的电池换热管路和电池换热器；在所述空调系统的制冷模式的制冷剂流向下，所述电池换热管路的进口端与所述空调系统的蒸发器与冷凝器之间的管路连接，出口端与所述空调系统的压缩机进口端的管路连通；还包括调整所述电池换热器热量分配的旁通管路，所述旁通管路的一端与所述电池换热管路的进口与所述蒸发器之间的管路连接，另一端与所述换热管路的进口端与所述电池换热器的进口之间的管路连接，所述旁通管路上设置有控制制冷剂流向的电磁阀。

Description

一种可平衡热量分配的电池热管理系统

技术领域

本实用新型属于空调暖通技术领域，具体地说，涉及一种可平衡热量分配的电池热管理系统。

背景技术

车载电池在运行过程中会产生大量的热，为避免产生的运行热导致电池故障，如电池寿命下降、电池罢工等，需对电池进行降温，为解决这个问题，通常为电池配套水冷换热系统，对电池进行水冷降温；但这种方式的降温效果有限，尤其是夏天，气温本身较高，水冷效果不明显，电池温度居高不下，存在安全隐患。

为此，为彻底解决电池散热问题，为电池系统配备专门的空调系统，给电池降温，同时，在冬季也可为电池加热，提供电池启动必备的温度。

然而，单独设置空调系统为电池降温，空调成本较高，势必增加产品成本，而且空调运行也会有能源消耗，不满足节能减排的要求。而且，当采用定频空调系统时，电池获得的冷量相对恒定，不利于电池的恒温运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可平衡热量分配的电池热管理系统，在常规空调上引入电池换热管路，在实现室内换热的同时实现电池的热管理，降低热管理系统的整体能源消耗，并通过旁通管路，调整电池换热系统的热量分配。

为实现实用新型目的，本实用新型提供了一种可平衡热量分配的电池热管理系统，采用的技术方案是：

一种可平衡热量分配的电池热管理系统，包括实现室内换热的空调系统和电池换热系统，所述电池换热系统包括相互连接的电池换热管路和电池换热器；在所述空调系统的制冷模式的制冷剂流向下，所述电池换热管路的进口端与所述空调系统的蒸发器与冷凝器之间的管路连接，出口端与所述空调系统的压缩机进口端的管路连通；还包括调整所述电池换热器热量分配的旁通管路，所述旁通管路的一端与所述电池换热管路的进口与所述蒸发器之间的管路连接，另一端与所述换热管路的进口端与所述电池换热器的进口之间的管路连接，所述旁通管路上设置有控制制冷剂流向的电磁阀。

进一步的，所述旁通管路上的电磁阀为单向阀，控制制冷剂从蒸发器流向所述电池换热器。

进一步的，所述电池换热管器的进口端设置有第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀的两端各设有一个过滤器。

进一步的，所述电池换热器出口端的电池换热管路的末端包括第一支路和第二支路，所述第一支路与蒸发器出口的管路连通；所述第二支路与所述空调系统的四通阀与压缩机之间的管路连接。

进一步的，所述第一支路和第二支路上分别设置有一个控制支路通断的电磁阀。

进一步的，所述冷凝器与所述蒸发器之间顺序设置有干燥过滤器和第一电子膨胀阀，所述电池换热管路的进口端设置在所述干燥过滤器和第一电子膨胀阀之间。

进一步的，所述电池换热管路上设置有电磁阀，所述旁通管路一端与所述电磁阀和电池换热器之间的管路连接，另一端与所述第一电子膨胀阀与蒸发器之间的管路连接。

进一步的，还包括提高所述电池换热器换热效率的分流支路，所述分流支路一端与所述冷凝器的进口端管路连通，另一端所述蒸发器的出口端的管路连通。

进一步的，所述分流支路上设置有调整制冷剂流量分配的流量调节阀。

进一步的，当仅电池需降温时，所述蒸发器关闭，制冷剂经所述冷凝器后进入所述电池换热管路，并经所述电池换热器换热后回到所述空调系统的压缩机；

当仅电池需加热时，制冷剂直接进入所述电池换热管路，并经所述电池换热器换热后，经冷凝器后回到压缩机；

当电池需降温，且室内制热量大于电池散热所需的制冷量时，从蒸发器出来的制冷剂分两路，一路经所述旁通管路进入所述电池换热管路，与所述电池换热器换热后经另一段所述电池换热管路回流到所述压缩机；另一路所述冷凝器后回流到所述压缩机；

当电池需降温，且室内制热量小于等于电池散热所需的制冷量时，制冷剂经从四通阀的出口分流，一路经所述冷凝器进入所述电池换热管路，另一路经分流支路进入所述蒸发器后进入所述电池换热管路。

综上所述，本实用新型提供的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，与现有技术相比具有以下有益效果：

1、利用为室内换热的空调系统为电池换热，利用热泵空调低耗的优点，降低整体热管理系统的能耗；

2、通过设置流量调节阀、单向阀及多个电磁阀，控制制冷剂流量，解决空调系统冷凝和蒸发热量不匹配的问题；

3、当电池换热量较大时，充分利用室外换热器(冷凝器)，不需额外增加换热器，降低热管理系统的成本，并降低能源消耗。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1：本实用新型提供的一种热管理系统组成示意图；

图2：本实用新型提供的一种热管理系统仅电池降温模式逻辑图；

图3：本实用新型提供的一种热管理系统仅电池加热模式逻辑图；

图4：本实用新型提供的一种热管理系统电池需降温室内同时换热模式逻辑图(蒸发器的散热量大于电池降温所需的吸热量时)；

图5：本实用新型提供的一种热管理系统电池需降温室内同时换热模式逻辑图(蒸发器的散热量小于电池降温所需的吸热量时)；

图6：本实用新型提供的一种热管理系统电池和室内同时降温模式逻辑图；

其中，压缩机1，单向阀2，截止阀3，高压开关4，四通阀5，第一电磁阀6，冷凝器7，冷凝风机8，干燥过滤器9，第四电磁阀10，第一电子膨胀阀11，过滤器12，蒸发器13，通风机14，流量调节阀15，截止阀16，气液分离器17，高压开关18，第二电磁阀19，第三电磁阀20，第二电子膨胀阀21，电池22，电池换热器23，水箱24，水泵25。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种可平衡热量分配的电池热管理系统，包括实现室内换热的空调系统和电池换热系统，电池换热系统包括相互连接的电池换热管路和电池换热器23；在空调系统的制冷模式的制冷剂流向下，电池换热管路的进口端与空调系统的蒸发器13与冷凝器7之间的管路连接，出口端与空调系统的压缩机1进口端的管路连通；还包括调整电池换热器23热量分配的旁通管路，旁通管路的一端与电池换热管路的进口与蒸发器13之间的管路连接，另一端与电池换热管路的进口端与电池换热器23的进口之间的管路连接，旁通管路上设置有控制制冷剂流向的电磁阀。

电池热管理系统包括空调系统和电池换热系统，空调系统可为热泵空调，用于给室内换热，如冬季制暖加热夏季除湿和/或制冷降温，电池换热系统为电池22换热，确保及时降低电池22的运行热，防止电池22出现高热。

如图1所示，电池换热系统包括电池22和水冷循环装置，水冷循环装置包括通过水管相互连通形成换热回路的水箱24、水泵25，水管上连接有电池换热器23，在水泵25的作用下，水箱24内的水管内的水与电池换热器23接触换热后，流向电池，与电池接触换热。

电池换热器23可为板管式换热器，水管内的水与电池换热器23接触换热包括但不限于水管与电池换热器23的表面相互贴合，或电池换热器23上设置有通道，水管插入到通道中，实现接触换热。使水管与电池换热器23插接连接，增大水管与电池换热器23的接触面积，提高换热效率。

同样的，水管与电池22接触换热，包括但不限于，水管至少贴覆在电池22的一侧外表面，或水管缠绕在电池22的外表面，或电池22置于水冷箱中，与电池换热器23换热后的水经水管进入到水冷箱中，由水冷箱对电池22进行换热。设置水冷箱，可提高电池22的换热效率。

电池换热系统还包括加热器，在冬季环境温度较低，低于电池启动的温度下限时，加热器启动，对电池进行加热，确保电池22可正常启动。当电池22启动后一定时间后，电池运行热达到预定温度后，加热器停止加热。当电池运行热达到另一预定温度后，表示电池运行热较高需进行散热，由空调系统与电池换热系统换热，以降低电池温度。

在实际应用中，由于电池22启动所需的温度一般较低，也可不设置加热器，由空调系统向电池换热系统供热，提高电池22的温度，确保电池22可顺利启动。

空调系统包括通过制冷管路连接的压缩机1、四通阀5、冷凝器7和蒸发器13，其中，冷凝器7为室外换热器，冷凝器7处设置有冷凝风机8，加大冷凝器7的换热效率；蒸发器13为室内换热器，为室内提供换热量，以实现室内温度调节，在蒸发器13处设置通风机14，以增大蒸发器13的换热效率。

以制冷模式下制冰剂流向为基准，介绍本实用新型提供的电池热管理系统的器件连接方式。如图1所示，压缩机1的出口端顺序连接有单向阀2、截止阀3、高压开关4和四通阀5，通过单向阀2控制制冷剂的流向，截止阀3限定制冷剂的流动状态，高压开关4检测从压缩机1中出来的高压制冷剂的压力，以确保整个空调系统的换热量及安全使用，四通阀5调整制冷剂的流向。

四通阀5的1口与压缩机的出口连通，2口与冷凝器7连通，3口与压缩机的进口连通，4口与蒸发器连通。

冷凝器7的出口连通有干燥过滤器9，干燥过滤器9的出口通过第一电子膨胀阀11与蒸发器17连通，蒸发器17处设置有通风机14，提高蒸发器17的换热效率。蒸发器17的出口经四通阀5、气液分离器17与压缩机的进口连通。

空调系统通过电池换热管路与电池换热系统连通，电池换热系统包括电池换热器23和电池换热管路，电池换热器23的两端分别连接一段电池换热管路，从而将电池换热器23与空调系统连通。

如图1所示，电池换热器23进口端的电池换热管路的进口与蒸发器17和冷凝器7之间的管路连通，出口端的电池换热管路的出口与压缩机1的进口端的管路连通。

具体的，冷凝器7出口端设置有干燥过滤器9，干燥过滤器9出口端连通有两条通路，一条通路通过第一电子膨胀阀11与蒸发器13连接，另一条通路通过第四电磁阀10与电池换热管路连通，或另一条通路为电池换热管路，此段电池换热管路上设置有第四电磁阀10，该段电池换热管路的进口端与冷凝器7(干燥过滤器9)的出口连通，电池换热器23出口端的电池换热管路的出口端与压缩机1进口端的管路连通，即电池换热管路连通在冷凝器出口和压缩机1进口之间。优选的，电池换热器23进口端的电池换热管路的进口端连接在干燥过滤器9与第一电子膨胀阀11的连接管路上。第一电子膨胀阀11的两端各设置有一个过滤器12。

电池换热器23的两端各连通一段电池换热管路与连接，如图1所示，电池换热器23设置在便于与水冷循环装置换热的位置处，进口和出口分别连接一段电池换热管路。制冷剂经电池换热管路进入到电池换热管路，与电池换热系统产生热交换后，再经另一段电池换热管路后按预定路径回流到压缩机1中。

电池换热器23进口端的电池换热管路上设置有第二电子膨胀阀21，并在第二电子膨胀21的进口和出口端分别设置一个过滤器12，以确保当制冷剂换向流动时，均可对制冷剂进行有效过滤，以保护第二电子膨胀阀21。

电池换热器23出口端的电池换热管路的末端包括第一支路和第二支路，第一支路通过第三电磁阀20与蒸发器13出口的管路连通，从电池换热器23出来的制冷剂与蒸发器13出来的制冷剂汇流后，经四通阀5换向后回流至压缩机1。

第二支路通过第二电磁阀19与四通阀5的3口处的管路连接，制冷剂从电池换热器出来后，与四通阀5的3口出来的制冷剂合流后直接回流至压缩机1。

冷凝器3出口与蒸发器13出口的连接管路上设置有第一电子膨胀阀11，同样的，在第一电子膨胀阀11的两端，即出口与进口端各设置有一个过滤器12，以确保当制冷剂换向流动时，均可对制冷剂进行有效过滤，保护第一电子膨胀阀11。

本实用新型提供的空调系统还包括旁通管路，旁通管路一端与第一电子膨胀阀11的出口端连接，进一步的，与第一电子膨胀阀11出口端的过滤器12的出口端与蒸发器13之间的管路连接；另一端与电池换热管路连接，进一步的，另一端与第四电磁阀10的出口端的电池换热管路连接。并在旁通管路上设置有电磁阀，以限定旁通管路内制冷剂的流动。

通过设置旁通管路，配合第一电子膨胀阀11和第四电磁阀4，调整进入到电池换热器23内的制冷剂量，从而调整电池换热器23的热量分配，实现热平衡。具体的，在空调系统的制冷模式下，通过控制第四电磁阀和第一电子膨胀阀11的开度，从冷凝器7出来的制冷剂在电池换热器23和蒸发器17之间的流量分配，即热量分配；

在空调系统的制热模式下，从蒸发器17出来的制冷剂经旁通管路分路，一部分经第一电子膨胀阀11进入冷凝器7，另一部分经旁通管路进入电池换热器23，通过调整旁通管路上电磁阀的开度及第一电子膨胀阀11的开度，调整进入冷凝器7和电池换热器23的流量分配，即热量分配。

在本实施例中，旁通管路上的电磁阀为单向阀2，旁通管路上的单向阀2限定制冷剂从冷凝器7与蒸发器13的连接管路向电池换热管路流动。在实际应用中，单向阀2也可由任意的可控制管路通断和/或流向的电磁阀替代，可实现热量分配即可。

空调系统还包括分流支路，分流支路一端与蒸发器13和四通阀5的4口之间的管路连通，另一端与四通阀5的2口与冷凝器7的进口之间的管路连通。优选的，分流支路的一端与第三电磁阀20与蒸发器汇流后的管路连通；四通阀5与冷凝器7之间设置有第一电磁阀6，分流支路的另一端与第一电磁阀6与冷凝器之间的管路连接。

分流支路上设置有流量调节阀15，通过调整流量调节阀15的开启状态以及开启角度，调整分流支路内制冷剂的流量。

电池换热器23入口端的电池换热管路上设置有第二电子膨胀阀21，并在第二电子膨胀21的进口和出口端分别设置一个过滤器12，以确保当制冷剂换向流动时，均可对制冷剂进行有效过滤，以保护第二电子膨胀阀21。

冷凝器3出口与蒸发器13出口的连接管路上设置有第一电子膨胀阀11，同样的，在第一电子膨胀阀11的两端，即出口与进口端各设置有一个过滤器12，以确保当制冷剂换向流动时，均可对制冷剂进行有效过滤，保护第一电子膨胀阀11。

四通阀5的3口与压缩机1连通的管路上，按制冷剂流量顺序设置截止阀16、气液分离器17和低压开关17，低压开关17检测回流的制冷剂的压力。

前文所述的，若未特别注明空调系统以制热模式运行，各器件的进口、出口、制冷剂流向均是以制冷模式下的制冷剂流动方向为基准。

本实用新型提供的如前文所述的一种热管理系统，通过如下控制方法，根据空调系统和电池22的不同换热需求，实现电池的热管理，具体的：

仅电池需降温模式

如图2所示，当室内温度适宜，无需换热，而仅电池随着运行时间的增长，运行热高于安全运行的预设温度时，为确保电池运行的安全性，需对电池降温，此时，只需对电池降温，制冷剂无需进入室内换热器(蒸发器13)与室内换热，此种情况下，控制空调系统运行制冷模式，压缩机1运行，制冷剂顺序流经单向阀2、截止阀3、高压开关4后，从四通阀5的1口进，2口出，经第一电磁阀6后进入冷凝器7；

关闭第一电子膨胀阀11，从冷凝器7出来的制冷剂经第四电磁阀10进入电池换热管路，并顺序流经过滤器、第二电子膨胀阀21、过滤器12进入到电池换热器23中，与水冷循环装置换热进行热交换，降低水冷循环装置中制冷水的温度，以给电池22降温；

关闭第二电磁阀19，从电池换热器23出来的制冷剂走第一支路，经第三电磁阀20进入四通阀5的4口，并从3口出来，顺序流经截止阀16、气液分离器17、低压开关18后回流至压缩机1，完成一次循环。

制冷剂按如此路径循环，经过冷凝器7时，制冷剂在冷凝器7中释放热量，冷凝器7向室外放热，进入电池换热管路后，制冷剂在电池换热器23中吸收热量，电池换热管器23制冷运行。

此种模式下，关闭第一电子膨胀阀11，配合旁通管路上的单向阀2，制冷剂全部流入到电池换热器23中，按常规空调装置运行控制模式，将电池设为室内换热器，制冷运行，按电池22运行的温度限值，控制压缩机的运行状态。

仅电池需加热模式

在冬季室外环境温度较低情况下，电池所在位置的温度低于电池启动的限值温度，需对电22进行加热，以确保电池22正常运行。当电池22处未设置加热器或加热器的温度仍无法达到电池正常运行的温度限值，需开启空调系统运行加热模式，对电池22进行加热或补充加热，且当室内无需换热时，可执行仅电池需制热模式。

当仅电也需要制热时，空调系统运行加热模式，如图3所示，制冷剂经压缩机1流出后，进入四通阀5的1口，并从四通阀5的4口流出，关闭第二电磁阀19、第一电子膨胀阀11，制冷剂经第三电磁阀20进入到电池换热管路，并进入到电池换热器23中，与水冷循环装置换热后，经第二电子膨胀阀12、第四电磁阀10、干燥过滤器进入到冷凝器7，再经第一电磁阀6进入到四通阀5的2口，从四通阀5的3口流出后回流到压缩机1，完成制冷剂的循环。

制冷剂按如此路径循环，流经电池换热器23时，电池换热器23做为室内换热器(蒸发器)工作，制冷剂在电池换热器23中释放热量，电池换热器23向水冷循环装置放热，对制冷水进行加热，提高制冷水的温度，从而提高电池22的温度；制冷剂进入冷凝器7后，制冷剂在冷凝器7中吸收热量，冷凝器7制冷运行。

此种模式下，关闭第二电磁阀19，防止从第三电磁阀3出来的制冷剂在前文所述的电池换热管路的末端分流，一路进入到电池换热管路，另一路经第二电磁阀19直接回流到压缩机。如图3所示，当仅电池需要加热时，电池换热器23内的制冷剂流向与水冷循环装置的制冷水流向一致，快速提高制冷水的温度。

同样的，按常规空调装置运行控制模式，将电池设为室内换热器，制热运行，按电池22运行的温度限值，控制压缩机的运行状态。

电池需降温室内同时换热模式

当室内需加热，而电池同时需制冷降温时，通过监测室内温度与设定温度、电池22的实时温度与正常工作的限值温度的实时数据，并对数据进行计算，获取蒸发器13的散热量和电池换热器23的吸热量，根据蒸发器13和电池22之间的热量关系，以调整电池换热管路和空调系统中制冷剂的流量分布。

根据监测的实时温度数据及热量计算结果，当蒸发器13的散热量大于电池换热器22可吸收的热量时，即蒸发器的散热量大于电池22降温所需的吸热量时，如图4所示，从蒸发器13出来的制冷剂分流，分别流向冷凝器7和电池换热器，完成热交换后再回流到压缩机1，完成一个制冷循环。

具体的，如图4所示，当蒸发器13的散热量大于电池换热器22可吸收的热量时，关闭第三电磁阀20和第四电磁阀10，制冷剂从压缩机1进入到四通阀5的1口，从4口出来后，进入到蒸发器13中，从蒸发器13出来的制冷剂分流，一路经第一电子膨胀阀11、干燥过滤器9后进入冷凝器7；另一路制冷剂进入旁通回路，经单向阀2进入电池换热管路，并经第二电子膨胀阀21后进入电池换热器23。

从电池换热器23出来的制冷剂经第二电磁阀19，与从冷凝器7出来的制冷剂从四通阀5的3口出来的制冷剂回流后，回到压缩机，完成一个制冷循环。

通过调整单向阀2和/或第一电子膨胀阀11的开度，调整进入电池换热管路和冷凝器7的制冷剂流量。通过调整两路制冷剂的流量分配，控制电池22的散热量；蒸发器出来的制冷剂经电池换热器23和冷凝器7充分降温后再回流到压缩机，保证蒸发器13的散热量，以确保室内温度可以维持在设定温度，避免出现较大的温度波动。

当室内温度的初始温度较低，与设定温度之间的温度差较大，在此过程中，蒸发器需要大量的热量输出，以快速提高室内温度；而电池22刚开始启动，运行热较低，电池22的升温速度较慢，所需换热量较小，适用于上述控制方法。

当环境温度较高，初始状态下室内温度相对较高，与设定温度相差较小，只需较少的散热量就可达到设定温度，因此，蒸发器13的散热量较小，而由于环境温度较高，电池22运行会快速积聚运行热，电池温度快速上升；或空调运行一段时间后，室内温度已达到设定温度，维持当前温度在设定温度范围内所需的散热量同样较小，而此时，电池22已运行一段时间，积聚较多的运行热，电池22的温度快速上升。这两种蒸发器13的散热量小于电池22的换热量情况均不适合前文所述的控制方式，即前文所述的制冷剂流向，流向电池换热器23的制冷剂量较少，无法满足电池22的散热需求。

因此，根据监测的实时温度数据及热量计算结果，当蒸发器13的散热量小于等于电池换热器22可吸收的热量时，即蒸发器13的散热量小于等于电池22降温所需的吸热量时，采用如图5所示的控制逻辑，打开流量调节阀15，使分流支路导通，由冷凝器7分担散热量后再进入电池换热管路，以使制冷剂充分散热，降低制冷剂的温度，提高电池换热器的吸热量，提高电池换热器的换热效率。

具体的，当检测到蒸发器13的散热量小于等于电池换热器22可吸收的热量时，空调系统运行制热模式，流量调节阀15打开，第一电磁阀6关闭，第一电子膨胀阀11关闭，第三电磁阀20关闭，制冷剂从压缩机1经四通阀5的3口出来后分流，一路经流量调节阀15进入到冷凝器7中，制冷剂从冷凝器7出来后经干燥过滤器9、第四电磁阀10进入到电池换热管路；另一路制冷剂进入蒸发器13，制冷剂从蒸发器13出来后，经单向阀2与从第四电磁阀10出来的制冷剂汇流后，进入电池换热器23；

制冷剂在电池换热器23内与水冷循环装置中的制冷水换热后，在电池换热管路的末端，经第二电磁阀19直接回流至压缩机1，完成一次制冷循环。

通过调整流量调节阀15的开度，调整冷凝器7和蒸发器13内的制冷剂流量分配，以调整蒸发器13的散热量，避免室内温度过高。

通过设置分流支路和旁通管路，解决在室内制热时，蒸发器13的散热量与电池换热器23的吸热量不匹配的问题。

室内和电池均需降温模式

当环境温度较高时，电池22升温较快，而室内同样需要制冷降温，制冷剂同时流经蒸发器13和电池换热器23，蒸发器13和电池换热器13同时制冷，制冷换热后再经四通阀5，回流至压缩机1，完成制冷循环。

具体的，如图6所示，当室内环境和电池均需制冷时，此时第二电磁阀19关闭，制冷剂从压缩机1出来后，经四通阀5的2口进入冷凝器7散热，散热后的制冷剂经干燥过滤器9后分流，一路经第四电磁阀10进入电池换热管路，并进入第二电子膨胀阀12，与水冷循环装置内的制冷水换热，吸收制冷水的热量，使制冷水降温后为电池22降温；

另一路经第一电子膨胀阀11进入蒸发器13，在蒸发器13内与室内空气换热，吸收室内热量，以降低室内温度，从蒸发器13出来的制冷剂与从电池换热器23、第三电磁阀20出来的制冷剂合流后，经4口进入四通阀5，并从3口出来后回流至压缩机1，完成一次制冷循环。

通过调整第四电磁阀4和/或第一电子膨胀阀11的开度，调整蒸发器13及电池换热器23内的制冷剂流量分配，以实现室内温度和电池的同步降温，以及各自的降温速度。

当电池温度过高时，可相应减少蒸发器13内的制冷剂量，必要时，可暂时关闭第一电子膨胀阀11，全部制冷剂流向电池换热器23，使电池快速降温，当电池22温度低于温度限值，或是降温速度达到预定值，或是快速降温时间达到预定值时，打开第一电子膨胀阀11，重新进入室内和电池22同步降温模式。

进一步的，当室内温度过高，且电池温度在高温限值以内时，可暂时关闭第四电磁阀10，全部制冷剂流向蒸发器13，使室内快速降温，同样的，当室内温度达到设定值，或是降温速度达到参定值，或是快速降温时间达到预定值时，打开第四电磁阀10，重新进入室内和电池22同步降温模式。

前文所述的四种热管理系统的控制方法中，设置在控制器中，在室内和电池22处设置温度传感器，控制器根据实时温度与设定温度和电池运行温度限值，控制空调系统的运行模式，并根据实际情况，选择相应的控制方法。

综上所述，本实用新型提供的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，与现有技术相比具有以下有益效果：

1、利用为室内换热的空调系统为电池换热，利用热泵空调低耗的优点，降低整体热管理系统的能耗；

2、通过设置流量调节阀、单向阀及多个电磁阀，控制制冷剂流量，解决空调系统冷凝和蒸发热量不匹配的问题；

3、当电池换热量较大时，充分利用室外换热器(冷凝器)，不需额外增加换热器，降低热管理系统的成本，并降低能源消耗。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可平衡热量分配的电池热管理系统，包括实现室内换热的空调系统和电池换热系统，其特征在于：所述电池换热系统包括相互连接的电池换热管路和电池换热器；在所述空调系统的制冷模式的制冷剂流向下，所述电池换热管路的进口端与所述空调系统的蒸发器与冷凝器之间的管路连接，出口端与所述空调系统的压缩机进口端的管路连通；还包括调整所述电池换热器热量分配的旁通管路，所述旁通管路的一端与所述电池换热管路的进口与所述蒸发器之间的管路连接，另一端与所述电池换热管路的进口端与所述电池换热器的进口之间的管路连接，所述旁通管路上设置有控制制冷剂流向的电磁阀。

2.如权利要求1所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：所述旁通管路上的电磁阀为单向阀，控制制冷剂从蒸发器流向所述电池换热器。

3.如权利要求1所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：所述电池换热管器的进口端设置有第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀的两端各设有一个过滤器。

4.如权利要求1所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：所述电池换热器出口端的电池换热管路的末端包括第一支路和第二支路，所述第一支路与蒸发器出口的管路连通；所述第二支路与所述空调系统的四通阀与压缩机之间的管路连接。

5.如权利要求4所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：所述第一支路和第二支路上分别设置有一个控制支路通断的电磁阀。

6.如权利要求1所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：所述冷凝器与所述蒸发器之间顺序设置有干燥过滤器和第一电子膨胀阀，所述电池换热管路的进口端设置在所述干燥过滤器和第一电子膨胀阀之间。

7.如权利要求6所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：所述电池换热管路上设置有电磁阀，所述旁通管路一端与所述电磁阀和电池换热器之间的管路连接，另一端与所述第一电子膨胀阀与蒸发器之间的管路连接。

8.如权利要求1所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：还包括提高所述电池换热器换热效率的分流支路，所述分流支路一端与所述冷凝器的进口端管路连通，另一端所述蒸发器的出口端的管路连通。

9.如权利要求8所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：所述分流支路上设置有调整制冷剂流量分配的流量调节阀。

10.如权利要求1至9任一项所述的一种可平衡热量分配的电池热管理系统，其特征在于：当仅电池需降温时，所述蒸发器关闭，制冷剂经所述冷凝器后进入所述电池换热管路，并经所述电池换热器换热后回到所述空调系统的压缩机；

当仅电池需加热时，制冷剂直接进入所述电池换热管路，并经所述电池换热器换热后，经冷凝器后回到压缩机；

当电池需降温，且室内制热量大于电池散热所需的制冷量时，从蒸发器出来的制冷剂分两路，一路经所述旁通管路进入所述电池换热管路，与所述电池换热器换热后经另一段所述电池换热管路回流到所述压缩机；另一路所述冷凝器后回流到所述压缩机；

当电池需降温，且室内制热量小于等于电池散热所需的制冷量时，制冷剂经从四通阀的出口分流，一路经所述冷凝器进入所述电池换热管路，另一路经分流支路进入所述蒸发器后进入所述电池换热管路。