本发明属于电池热管理，尤其涉及一种动力电池直冷热管理系统及工作方法。
背景技术：
1、随着技术的进步，电动汽车以其零排放、低能耗的特性，逐渐成为了汽车产业转型的重要方向。电动汽车中最为突出的技术难题便是电车电池的散热问题。电池作为电动汽车的核心部件，其性能直接影响着整车的安全性、续航里程和使用寿命。动力电池热管理系统的冷却方法包括空气冷却、液体冷却、相变材料(phase change mater ial，pcm)冷却、热管冷却和直冷冷却等。其中直冷系统与其他的冷却系统相比具有较为明显的优点，它的散热效率高，结构紧凑，且不存在漏液风险。整体来看，直冷系统在未来有很大的发展前景。
2、专利公开号cn115275434 a公开了一种汽车动力电池制冷剂直接冷却系统及控制方法，通过汽车空调子系统和电池冷却子系统改善电池的冷却板表面温度均匀性，但主要通过调整冷却板入口制冷剂气液分配、调控电池冷却系统的蒸发温度进行的。而实际应用过程中，摆放在电池直冷板入口的电池温度低而电池直冷板出口的电池温度高，首末端电池处于不同的工作状态，会影响电池性能及整车动力性能。因此，需要通过优化汽车电池直冷系统的工作方法，解决沿冷却剂流动方向的电池首末端温差过大问题。
技术实现思路
1、基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种动力电池直冷热管理系统及工作方法，用于改善冷却板的均温性，进而降低电池最高温度和单体电池之间的最大温差，保证电池的工作性能。
2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
3、一种动力电池直冷热管理系统，包括直冷板、电池包、四通换向阀、电子膨胀阀、气液分离器、压缩机、油气分离器、冷凝器、风机、储液器、干燥过滤器、视液镜和节流阀；
4、所述电子膨胀阀、气液分离器、压缩机和油气分离器依次连接，且气液分离器和压缩机之间的连接点与油气分离器的出油口连接；所述油气分离器的出口处与冷凝器连接，所述冷凝器、储液器、干燥过滤器、视液镜和节流阀依次连接，且冷凝器的一侧设有风机，所述冷凝器通过风机与空气进行换热。
5、进一步地，所述四通换向阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口与电子膨胀阀通过管路相连接，所述第二阀口和直冷板端口通过管路相连，所述第三阀口与直冷板端口通过管路相连接，所述第四阀口与节流阀通过管路相连接。
6、进一步地，所述电池包包括一组或多组电池模组，所述直冷板包括一个或多个直冷板；一个直冷板置于一个电池模组底部，且二者紧密相连；电池模组内部的单体电池沿直冷板冷却流道方向顺序相连。
7、进一步地，所述四通换向阀为电磁换向阀，所述节流阀为热力膨胀阀或电子膨胀阀。
8、本发明还提供了一种动力电池直冷热管理系统的工作方法，包括如下步骤：
9、s1、采集压缩机、冷凝器、风机、节流阀、电池包的工作状态，确定直冷热管理系统的外界环境状态；
10、s2、根据s1的工况，调用直冷热管理系统所储存对应工况的换向时间设定值t换向；
11、s3、根据四通换向阀的连接方式进行周期性改变，每个周期的持续时间为换向时间设定值t换向，直至电池充电或放电完成。
12、进一步地，所述四通换向阀连接方式的周期性运转包含两个往复式运转的工作周期，运转过程如下：
13、s3.1、在第一个周期，设置四通换向阀的连接方式，将四通换向阀的第一阀口与第二阀口相通，将四通换向阀的第三阀口与第四阀口相通，此时，节流阀出口的制冷剂首先经过第四阀口和第三阀口从端口进入直冷板；
14、s3.2、当第一个周期持续时间达到换向时间设定值t换向时，进行第二个周期，重新设置四通换向阀的连接方式，将四通换向阀的第一阀口与第三阀口相通，第二阀口与第四阀口相通，此时，节流阀出口的制冷剂首先经过第四阀口与第二阀口从端口进入直冷板；
15、s3.3、当第二个周期持续时间达到换向时间设定值t换向时，返回s3.1，循环进行s3.1、s3.2，直至电池充电或放电过程结束。
16、进一步地，所述换向时间设定值t换向确认步骤如下：
17、s4.1、在amesim软件中对动力电池制冷热管理系统进行物理建模；
18、s4.2、确定电池型号及电池产热负荷，确定冷板结构及相关参数，确定冷凝器、节流阀、压缩机的状态参数，在amesim软件中进行设置；
19、s4.3、在amesim软件中运行一维直冷热管理系统，每经过换向时间t换向时，改变四通换向阀的连接方式，进行第一周期与第二周期的往复循环，直到电池放电截止；
20、s4.4、通过amesim软件输出系统运行过程中电池模组首端电池的均温和末端电池的均温变化，二者之差即为单体电池之间的最大温差δt；
21、s4.5、通过amesim软件输出系统运行过程中的cop系数变化；
22、s4.6、更改换向时间t换向(取值100s、200s、300s……)，重新进行步骤s4.3-s4.5的计算；
23、s4.7、由于过早的换向会导致冷却剂流动首端的电池温度还没有降低到35℃以下又开始温升，而换向过迟导致冷却剂流动末端电池温度在高温区滞留时间过长，因此根据实际经验及步骤s4.3-s4.6的计算结果，选择系统运行过程中电池模组最高温度低于36℃、且电池模组首末端温差δt小于6℃的所有换向时间进行进一步对比；
24、s4.8、采用综合评价系数ε＝δt/cop对比步骤s4.7中所述换向时间下的电池均温性与cop，为了保证电池首末端温差小且循环经济性良好，选择综合评价系数最小的换向时间t换向；
25、s4.9、将对应工况参数和对应换向时间t换向储存到直冷热管理系统中，在运行过程中方便进行直接调用。
26、其中，作为本发明换向时间设定值t换向的进一步改进：针对不同的热环境和汽车运行工况，可以通过换向时间设定值t换向的确定步骤，进行制冷剂流向的换向时间计算，进而得到每一种工况下的换向时间。
27、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
28、1、本发明的工作方法可以通过调控制冷剂的流向降低单体电池之间的最大温差。
29、2、本发明针对某个确定工况，通过ames im软件的重复计算可以选择出数个合适的换向周期，降低电池最高温度、有效控制单体电池之间温差。
30、3、本发明通过ames im重复计算得到的综合评价系数ε来选择最合适的换向周期，实现电池热管理性能与循环经济性的双重调控；
31、4、本发明适用于多种型号电池、多种电池顺序排列方式，能够提前通过ames im软件确定最佳工作周期，减小实验测试的工作量，缩短新车研发周期。
1.一种动力电池直冷热管理系统，其特征在于，包括直冷板(1)、电池包(2)、四通换向阀(3)、电子膨胀阀(4)、气液分离器(5)、压缩机(6)、油气分离器(7)、冷凝器(8)、风机(9)、储液器(10)、干燥过滤器(11)、视液镜(12)和节流阀(13)；
2.根据权利要求1所述的一种动力电池直冷热管理系统，其特征在于，所述四通换向阀(3)包括第一阀口(a)、第二阀口(b)、第三阀口(c)和第四阀口(d)，所述第一阀口(a)与电子膨胀阀(4)通过管路相连接，所述第二阀口(b)和直冷板(e)端口通过管路相连，所述第三阀口(c)与直冷板(f)端口通过管路相连接，所述第四阀口(d)与节流阀(13)通过管路相连接。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池直冷热管理系统，其特征在于，所述电池包(2)包括一组或多组电池模组，所述直冷板(1)包括一个或多个直冷板；一个直冷板置于一个电池模组底部，且二者紧密相连；电池模组内部的单体电池沿直冷板冷却流道方向顺序相连。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池直冷热管理系统，其特征在于，所述四通换向阀(3)为电磁换向阀，所述节流阀(13)为热力膨胀阀或电子膨胀阀。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种动力电池直冷热管理系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种动力电池直冷热管理系统的工作方法，其特征在于，所述四通换向阀(3)连接方式的周期性运转包含两个往复式运转的工作周期，运转过程如下：
7.根据权利要求5或6所述的一种动力电池直冷热管理系统的工作方法，其特征在于，所述换向时间设定值t换向确认步骤如下：
