一种电池热管理系统及压缩机电机温度调节方法与流程

本发明涉及压缩机，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：

1、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。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、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；

3、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；

4、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；

5、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。

6、可选地，所述电机制冷回路还包括第二支路；

7、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。

8、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；

9、所述压缩机上还设置有轴承制冷剂入口；

10、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。

11、可选地，所述轴承制冷支路包括制冷剂泵和第一单向阀；

12、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；

13、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。

14、可选地，所述电机壳体冷却通道围绕所述电机设置；

15、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。

16、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；

17、所述接线盒至少部分位于所述电机壳体冷却通道上。

18、可选地，所述压缩机还包括轴承、变频器和控制板；

19、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；

20、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；

21、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。

22、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：

23、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；

24、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。

25、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：

26、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。

27、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；

28、所述方法还包括：

29、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。

30、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。

31、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。

技术特征：

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；

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；

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；

4.根据权利要求3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；

5.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述电机壳体冷却通道围绕所述电机设置；

6.根据权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，

7.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；

8.一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1-7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：

9.根据权利要求8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：

10.根据权利要求8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；

技术总结
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。

技术研发人员：潘德双,淮晓利,谢海军,史文延,管新丁,付强平,董玉军,叶超
受保护的技术使用者：无锡柯诺威新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16