基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统

本发明涉及电动车能量管理和主被动安全，特别是涉及基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统。

背景技术：

1、目前，由于热舒适性和温控复杂，电动车存在续航里程不足的问题，根源在于面临宽温域大温差的工作场景。一方面，需满足全年工况下-30℃～60℃的宽温域工作环境；另一方面，自身需克服50℃的车辆与环境温差，实现乘员舱、电池等多温区温控。此外，由于电池只能在特定温度范围内工作，这就需要冷却系统能够将电池组温度控制在20-40℃范围内，同时将电池组内部的温差维持在低于5℃。如果电池内部温差增大、温度分布不均，则会导致电池容量衰减、热失控及火灾等安全问题。

2、现有常规的解决方案是：采用高压ptc(positive temperature coeffieicnt)材料的电加热、r134a制冷剂的空调系统，通过乙二醇介质作为载冷剂，实现冷量的传递，并配备额外的干粉灭火器作为失火后的灭火装置。该方案存在以下不足：

3、1、在宽温域大温差工作场景下，存在能效衰减和低温工况下供热不足的缺陷，据统计，上述解决方案的能耗占据整车能耗三分之一，致使电动车续航下降可达50％。

4、2、基于电动车电池热失控的发生过程可知，电池由于热量堆积导致的热失控、爆炸发生时间十分快速，传统灭火方法响应速度慢、作用位置不集中，难以有效快速遏制火灾的发生。

5、因此，目前迫切需要开发出一种技术，其能够解决以上技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统。

2、为此，本发明提供了基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，设置在电动车上，其包括：

3、制冷循环部分，用于提供车辆所需的冷能，对车辆进行制冷；

4、供热循环部分，用于提供车辆所需的热能，对车辆进行供热；

5、灭火循环部分，用于提供对车辆电池的灭火功能；

6、调控部分，分别与制冷循环部分、供热循环部分和灭火循环部分相连接，用于通过对制冷循环部分、供热循环部分和灭火循环部分进行调节控制，切换实现对车辆的制冷、供热、余热利用或电池热失控灭火功能，以及切换设置车辆的循环模式。

7、由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其设计科学，能够有力提升电动车冷、热能量供应的能效，适配不同季节的环境工况，增强电池主被动安全管理能力，降低电池热失控风险，具有重大的实践意义。

技术特征：

1.基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，设置在电动车上，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，制冷循环部分，包括二氧化碳压缩机(1)、第一室内换热器(10)、内部回压器(8)、内部储液器(9)、第一节流阀(15)、第二室内换热器(6)、第二室外换热器(7)和电池包(24)；

3.如权利要求2所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，第一四通阀(2)的第二接口b与第一三通阀(12)的第一接口a相连；

4.如权利要求2所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，第一室内换热器(10)和第二室内换热器(6)，设置在车辆的壳体内部；

5.如权利要求2所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，对于灭火均质分配器(21)，其包括灭火均质分配器第一安装板(211)以及多个灭火均质分配器流道(30)；

6.如权利要求2所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，对于温控均质分配器(25)，其包括温控均质分配器第一安装板(251)以及多个温控均质分配器管路(29)；

7.如权利要求2至6任一项所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，其包括以下的任意一个或者多个工作模式；

8.如权利要求2至6任一项所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，其包括以下的工作模式；

9.如权利要求2至6任一项所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，其包括以下的工作模式；

10.如权利要求2至6任一项所述的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其特征在于，其包括以下的任意一个或者多个工作模式；

技术总结
本发明公开了基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，设置在电动车上，其包括：制冷循环部分，用于提供车辆所需的冷能，对车辆进行制冷；供热循环部分，用于对车辆进行供热；灭火循环部分，用于提供对车辆电池的灭火功能；调控部分，分别与制冷循环部分、供热循环部分和灭火循环部分相连接，用于切换实现对车辆的制冷、供热、余热利用或电池热失控灭火功能，以及切换设置车辆的循环模式。本发明公开的基于二氧化碳循环的电动车冷、热、安全管理一体化系统，其设计科学，能够有力提升电动车冷、热能量供应的能效，适配不同季节的环境工况，增强电池主被动安全管理能力，降低电池热失控风险，具有重大的实践意义。

技术研发人员：李力耕,田华,陈煜,丁元勋,李思潼,行朝晖,王琦,舒歌群
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4