一种混合动力汽车高压电池冷却及控制系统的制作方法

1.本发明属于混合动力汽车技术领域，具体涉及一种混合动力汽车高压电池冷却及控制系统。


背景技术：

2.混合动力汽车相较于传统动力汽车具有动力性好、续航里程长、驾驶性舒适等优点。在混合动力汽车上，需要使用高压电池为电机提供电量进行扭矩输出，同时回收制动能量增加高压电池电量。高压电池在运行中的工作电流高达上百安培，此时就会伴随产生大量的热量，因此高压电池的热管理也十分重要。高压电池一般有风冷与水冷两种冷却方式，其中水冷高压电池通过循环水进行热交换，保证高压电池工作时温度不会过高，同时需要对循环水进行冷却，保证循环水能够及时将高压电池的热量带走，这样就需要一套完善的冷却系统供高压电池使用。
3.而现有的混合动力汽车上水冷高压电池需要在汽车机舱内额外增加一套单独的冷却系统，不仅开发费用高昂，还占用了汽车机舱的空间。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于为克服混合动力汽车上水冷高压电池需要在汽车机舱内额外增加一套单独的冷却系统的不足，提供了一种混合动力汽车高压电池冷却及控制系统。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
6.一种混合动力汽车高压电池冷却及控制系统，包括热交换器、水泵、两个电磁阀、两个膨胀阀及两个三通阀；所述两个电磁阀分别是电磁阀一和电磁阀二，所述两个膨胀阀分别是膨胀阀一和膨胀阀二，所述两个三通阀分别是三通阀一和三通阀二；
7.空调压缩机的冷媒出口与空调冷凝器的冷媒入口之间、所述空调冷凝器的冷媒出口与三通阀一的入口之间、所述三通阀一的其中一个出口与热交换器的冷媒入口之间、三通阀一的另一个出口与空调蒸发器的冷媒入口之间、所述热交换器的冷媒出口与三通阀二的其中一个入口之间、所述空调蒸发器的冷媒出口与三通阀二的另一个入口之间、所述三通阀二的出口与空调压缩机的冷媒入口之间分别通过冷媒管路连通；三通阀一与热交换器之间的冷媒管路上由入口至出口方向装有电磁阀二和膨胀阀二，三通阀一与空调蒸发器之间的冷媒管路上由入口至出口方向装有电磁阀一和膨胀阀一；高压电池的出水口与热交换器的循环水入口之间、热交换器的循环水出口与水泵的入水口之间、所述水泵的出水口与高压电池的入水口之间分别通过水管连通；
8.vcu整车控制器分别与空调压缩机和高压电池信号连接，所述vcu整车控制器分别与电磁阀一和电磁阀二电连接。
9.进一步的是，所述水泵与高压电池之间并联有补液壶。
10.进一步的是，所述补液壶的壶盖上安装有气压阀。
11.本发明相对于现有技术的有益效果是：
12.本发明可以通过空调压缩机(为车自带的高压空调压缩机)为水冷高压电池循环水进行冷却，进而实现高压电池的冷却，保证了高压电池的工作温度。本发明通过在空调压缩机的冷媒管路上增加汽车通用的热交换器，并在热交换器前端加装电磁阀二控制，vcu整车控制器根据高压电池的温度、驾驶员需求、管路压力综合协调控制空调压缩机及电磁阀二进入热交换器的冷媒流量来控制高压电池循环水的温度，进而对高压电池进行冷却。本发明使用空调压缩机的冷媒对高压电池冷却，不需要在汽车上新增一套独立的冷却系统，节省了高压电池高达500万的开发费用，提升了高压电池的运行峰值功率，还节省了汽车机舱的空间，使高压电池适配更多的车型。
附图说明
13.图1是本发明的一种混合动力汽车高压电池冷却系统的框图；
14.图2是本发明的冷却控制系统的运行框图。
15.上述附图中涉及的部件名称及标号如下：
16.热交换器1、水泵2、电磁阀一3、电磁阀二4、膨胀阀一5、膨胀阀二6、三通阀一7、三通阀二8、空调压缩机9、空调冷凝器10、空调蒸发器11、高压电池12、vcu整车控制器13、补液壶14。
具体实施方式
17.具体实施方式一：如图1、图2所示，本实施方式披露了一种混合动力汽车高压电池冷却及控制系统，包括热交换器1、水泵2、两个电磁阀、两个膨胀阀及两个三通阀；所述两个电磁阀分别是电磁阀一3和电磁阀二4，所述两个膨胀阀分别是膨胀阀一5和膨胀阀二6，所述两个三通阀分别是三通阀一7和三通阀二8；
18.空调压缩机9的冷媒出口与空调冷凝器10的冷媒入口之间、所述空调冷凝器10的冷媒出口与三通阀一7的入口之间、所述三通阀一7的其中一个出口与热交换器1的冷媒入口之间、三通阀一7的另一个出口与空调蒸发器11的冷媒入口之间、所述热交换器1的冷媒出口与三通阀二8的其中一个入口之间、所述空调蒸发器11的冷媒出口与三通阀二8的另一个入口之间、所述三通阀二8的出口与空调压缩机9的冷媒入口之间分别通过冷媒管路连通；三通阀一7与热交换器1之间的冷媒管路上由入口至出口方向装有电磁阀二4和膨胀阀二6，三通阀一7与空调蒸发器11之间的冷媒管路上由入口至出口方向装有电磁阀一3和膨胀阀一5；高压电池12的出水口与热交换器1的循环水入口之间、热交换器1的循环水出口与水泵2的入水口之间、所述水泵2的出水口与高压电池12的入水口之间分别通过水管(优选橡胶管)连通(三通阀一7与空调蒸发器11之间的冷媒管路、空调蒸发器11与三通阀二8之间的冷媒管路以及三通阀二8与空调压缩机9之间的冷媒管路为驾驶室的冷媒管路，为驾驶室冷却，驾驶室使用的功能不变)；
19.vcu整车控制器13分别与空调压缩机9和高压电池12信号连接，所述vcu整车控制器13分别与电磁阀一3和电磁阀二4电连接。
20.两个三通阀控制冷媒管路的开闭(控制冷媒的开关)，两个膨胀阀控制冷媒管路的流量(控制冷媒的流量)。
21.进一步的是，所述水泵2与高压电池12之间并联有补液壶14(补充高压电池12的冷
却液)。
22.进一步的是，所述补液壶14的壶盖上安装有气压阀(可将管路中的气体通过气压阀排出)。
23.本发明的冷却控制系统具体运行方式为：vcu整车控制器13同时监控高压电池12温度与驾驶室温度，当高压电池12温度上升到一定阈值后，vcu整车控制器13控制电磁阀二4(即高压电池12端的电磁阀)打开，此时空调压缩机9的冷媒进入热交换器1内，带走高压电池12循环水的热量，降低高压电池12的温度，电磁阀二4的开度值与高压电池12的温度成正比，温度越高，电磁阀二4的开度越大，冷媒的流量越大，带走更多的热量，将高压电池12的温度降到阈值以下。若驾驶室温度需要冷却时，vcu整车控制器13再打开电磁阀一3(即驾驶室端的电磁阀)，不影响高压电池12的冷却，实现了驾驶室与高压电池12的同时冷却。
24.本发明的冷却系统安装方式为：高压电池12的出水口通过水管与热交换器1的循环水入水口连通，热交换器1的循环水出水口通过水管与水泵2的入水口连通，水泵2的出水口通过水管与高压电池12的入水口连通；空调压缩机9的冷媒出口通过冷媒管路与空调冷凝器10的冷媒入口连通，空调冷凝器10的冷媒出口通过冷媒管路与三通阀一7的入口连通，三通阀一7的两个出口通过两根冷媒管路与空调蒸发器11和热交换器1的冷媒入口连通，三通阀一7与热交换器1之间的冷媒管路上安装有电磁阀二4，三通阀一7与空调蒸发器11之间的冷媒管路(为驾驶室的冷媒管路)上安装有电磁阀一3，热交换器1及空调蒸发器11的冷媒出口分别通过冷媒管路与三通阀二8的两个入口连通，三通阀二8的出口通过冷媒管路与空调压缩机9的冷媒入口连通。
25.本发明还包含了一套冷却控制系统，由vcu整体控制器13统一控制管理，当vcu整车控制器13接收到空调压缩机9或高压电池12发来的请求信号后，控制对应的冷媒管路上的电磁阀一3或电磁阀二4打开，使冷媒管路中的冷媒进入空调蒸发器11或热交换器1，实现驾驶室的冷却或高压电池12的冷却；当vcu整车控制器13接收到空调压缩机9或高压电池12发来的关闭信号后，控制对应的冷媒管路上的电磁阀一3或电磁阀二4关闭，使冷媒管路中的冷媒停止循环。
26.本发明的冷却控制系统的控制过程如下：
27.1.驾驶员按下空调压缩机9的ac按钮，vcu整车控制器13收到来自空调压缩机9的请求信号；
28.2.vcu整车控制器13发出电磁阀一3打开信号，电磁阀一3打开；
29.3.驾驶员取消空调压缩机9的ac按钮请求，vcu整车控制器13收到来自空调压缩机9的关闭信号；
30.4.vcu整车控制器13发出电磁阀一3关闭信号，电磁阀一3关闭；
31.5.高压电池12温度高于上限时，vcu整车控制器13收到温度上限信号；
32.6.vcu整车控制器13发出电磁阀二4打开信号，电磁阀二4打开；
33.7.高压电池12温度低于下限时，vcu整车控制器13收到温度下限信号；
34.8.vcu整车控制器13发出电磁阀二4关闭信号，电磁阀二4关闭。
35.以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种混合动力汽车高压电池冷却及控制系统，其特征在于：包括热交换器(1)、水泵(2)、两个电磁阀、两个膨胀阀及两个三通阀；所述两个电磁阀分别是电磁阀一(3)和电磁阀二(4)，所述两个膨胀阀分别是膨胀阀一(5)和膨胀阀二(6)，所述两个三通阀分别是三通阀一(7)和三通阀二(8)；空调压缩机(9)的冷媒出口与空调冷凝器(10)的冷媒入口之间、所述空调冷凝器(10)的冷媒出口与三通阀一(7)的入口之间、所述三通阀一(7)的其中一个出口与热交换器(1)的冷媒入口之间、三通阀一(7)的另一个出口与空调蒸发器(11)的冷媒入口之间、所述热交换器(1)的冷媒出口与三通阀二(8)的其中一个入口之间、所述空调蒸发器(11)的冷媒出口与三通阀二(8)的另一个入口之间、所述三通阀二(8)的出口与空调压缩机(9)的冷媒入口之间分别通过冷媒管路连通；三通阀一(7)与热交换器(1)之间的冷媒管路上由入口至出口方向装有电磁阀二(4)和膨胀阀二(6)，三通阀一(7)与空调蒸发器(11)之间的冷媒管路上由入口至出口方向装有电磁阀一(3)和膨胀阀一(5)；高压电池(12)的出水口与热交换器(1)的循环水入口之间、热交换器(1)的循环水出口与水泵(2)的入水口之间、所述水泵(2)的出水口与高压电池(12)的入水口之间分别通过水管连通；vcu整车控制器(13)分别与空调压缩机(9)和高压电池(12)信号连接，所述vcu整车控制器(13)分别与电磁阀一(3)和电磁阀二(4)电连接。2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车高压电池冷却系统，其特征在于：所述水泵(2)与高压电池(12)之间并联有补液壶(14)。3.根据权利要求2所述的一种混合动力汽车高压电池冷却系统，其特征在于：所述补液壶(14)的壶盖上安装有气压阀。

技术总结
一种混合动力汽车高压电池冷却及控制系统，属于混合动力汽车技术领域。空调压缩机的冷媒出口与空调冷凝器的冷媒入口连通，空调冷凝器的冷媒出口与三通阀一的入口连通，三通阀一的两个出口与热交换器及空调蒸发器的冷媒入口连通，热交换器及空调蒸发器的冷媒出口与三通阀二的两个入口连通，三通阀二的出口与空调压缩机的冷媒入口连通；三通阀一与热交换器之间装有电磁阀二和膨胀阀二，三通阀一与空调蒸发器之间装有电磁阀一和膨胀阀一；高压电池的出水口与热交换器的循环水入口连通，热交换器的循环水出口与高压电池的入水口连通；VCU整车控制器与空调压缩机和高压电池信号连接，VCU整车控制器与两个电磁阀电连接。本发明用于混动汽车高压电池冷却。于混动汽车高压电池冷却。于混动汽车高压电池冷却。


技术研发人员：刘新慧 王君 张新亮 杨金民 刘晓宇 夏士泽 李东洋 姜鹏 李晓龙 吴鹏 李长硕 尹东升 马道明 武庆震 陈明阳 孙再胜 陈昕 张天枢 赵琦 康丽丽 张帅 左志辉 于小博 张鹏 赵长春 张凯 杨超 代国勇 邵聪慧 刘长峰 高永亮 徐思远 邱宏凯 梁浩 岳强 郑研 周家宇 孙国媛
受保护的技术使用者：哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/5/25