权利要求
1.一种基于
固态电池的整车热管理系统，其特征在于，包括：
固态电池组，用于为整车提供电能;
热泵空调系统，其包括制冷剂循环主回路，所述制冷剂在由压缩机、四通阀、第一换热器、第一电子膨胀阀、第二换热器和气液分离器构成的制冷剂循环主回路中循环，其中第一换热器和第二换热器中，一方为蒸发器，另一方为冷凝器，所述第二换热器用于与乘员舱内的空气换热;
所述热泵空调系统还包括制冷剂循环支路，所述制冷剂循环支路并联设置在所述第二换热器两端，并与制冷剂循环主回路连通，所述制冷剂循环支路上设置有第三换热器和第二电子膨胀阀，所述第三换热器用于与固态电池组换热;
水循环主回路，水在依次由水箱、电机、第一板式换热器、水泵构成的水循环主回路中循环，所述水循环主回路中的水吸收电机产生的热量，吸收热量后的水流经第一板式换热器与固态电池组换热;
暖风芯体，所述芯体内设置有芯体管道，所述芯体管道并联设置于第一板式换热器的两端，并通过第一三通阀和第二三通阀与水循环主回路连通，所述暖风芯体利用回收电机的热量加热乘员舱内的空气;
第二板式换热器，其通过水管并联设置于第一板式换热器的两端，并通过第三三通阀和第四三通阀与水循环主回路连通，第二板式换热器用于与相变蓄能器内的相变材料换热;
通过第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀的阀门切换，实现水的不同流向。
2.根据权利要求1所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，所述第二换热器的两端设置有第一截止阀和第二截止阀;所述第三换热器的两端设置有第三截止阀和第四截止阀。
3.根据权利要求1所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，所述水泵包括第一水泵和第二水泵，所述第一水泵设置于第四三通阀和水箱之间;所述第二水泵设置于第二三通阀和第四三通阀之间。
4.根据权利要求2所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，所述四通阀包括d口、e口、f口、g口四个阀口，通过四通阀的切换，能够对乘员舱和/固态电池组加热或冷却;热泵空调系统制热时，d口和e口连通，f口和g口连通，第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀都开启时，第一换热器为蒸发器，第二换热器和第三换热器均为冷凝器，冷凝放热为乘员舱和固态电池加热;当第一截止阀和第二截止阀开启，第三截止阀和第四截止阀关闭时，仅为乘员舱加热;当第一截止阀和第二截止阀关闭，第三截止阀和第四截止阀开启时，仅为固态电池组加热。
5.根据权利要求2所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，热泵空调系统制冷时，d口和g口连通，e口和f口连通，第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀都开启时，第一换热器为冷凝器，第二换热器和第三换热器均为蒸发器，蒸发吸热为乘员舱和固态电池冷却;当第一截止阀和第二截止阀开启，第三截止阀和第四截止阀关闭时，仅为乘员舱冷却;当第一截止阀和第二截止阀关闭，第三截止阀和第四截止阀开启时，仅为固态电池组冷却。
6.根据权利要求2所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，所述第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀均具有a口、b口和c口三个阀口;当乘员舱和固态电池组有加热需求时，水箱内的水流经电机，吸收电机产生的热量，同时对电机冷却，第一三通阀的b口和c口导通，第三三通阀的a口和b口导通，第四三通阀的a口和b口导通，吸收电机热量后的水依次流经第三三通阀、第一三通阀、第一板式换热器，其中第一板式换热器为固态电池组加热;
或者，第一三通阀的a口和b口导通，第二三通阀的a口和b口导通，第三三通阀的a口和b口导通以及第四三通阀的a口和b口导通，加热后的水流经暖风芯体为乘员舱加热;
或者，第三三通阀的b口和c口导通，第四三通阀的b口和c口导通，经电机加热后的水依次流经第三三通阀、第二板式换热器，能够实现电机的余热储存。
7.根据权利要求2所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，第一三通阀的a口和b口导通、a口和c口导通，第二三通阀的a口和b口导通、b口和c导通，第三三通阀的a口和b口导通、a口和c口导通，与电机换热后的水流经第一三通阀，分成两路分别流经暖风芯体和第一板式换热器，后在第二三通阀处汇合，通过第二三通阀和第四三通阀之间的第二水泵，泵送至第二板式换热器，接着再通过第三三通阀进入第一三通阀，再分成两路分别流经暖风芯体和第一板式换热器，使得水在暖风芯体、第一板式换热器和第二板式换热器之间进行循环。
8.根据权利要求2所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，第二换热器和暖风芯体设置在乘员舱内，所述第二换热器在热泵空调系统的制冷剂循环主回路中，所述暖风芯体通过第一三通阀的a口和c口连通和第三三通阀的a口和c口连通，第四三通阀的a口和c口连通，第二三通阀的a口和c口连通;使得水在暖风芯体与第一板式换热器和相变蓄能器中循环流动。
9.根据权利要求2所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，通过调节第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀各阀口的导通关系，实现对乘员舱、固态电池组和相变蓄能器同时加热、单独加热或两两加热，又或在相变蓄能器、第一板式换热器和第二板式换热器之间循环。
10.根据权利要求2所述的一种基于固态电池的整车热管理系统，其特征在于，所述相变蓄能器能够更换相变材料，更换相变材料为冰水混合物时，实现相变蓄能系统储冷功能;更换相变材料为石蜡时，实现相变材料的蓄热功能;相变蓄能器处于储热模式时，填充石蜡，相变点50-60℃，通过PTC加热蓄热;相变蓄能器处于储冷模式时，填充冰水混合物，相变点0℃;所述相变蓄能器还包括PTC电加热板，其上均匀排布矩形PTC电加热片，采用外置电源加热能够减少固态电池组的能量消耗，增加电动汽车续航里程;固态电池组的电解质为氧化物基固态电解质、硫化物基固态电解质、聚合物电解质中的一中或多种。
说明书
技术领域
[0001]本申请属于
新能源汽车热管理技术领域，具体涉及一种基于固态电池的整车热管理系统。
背景技术
[0002]传统
锂离子电池因液态电解质存在热稳定性差、易燃等问题，其热管理系统需要复杂的安全设计，且工作温度范围受限，通常为0-45℃;固态电池虽具备高安全性，但不同电解质材料性能不同，如氧化物、硫化物、聚合物，对温度敏感，如硫化物基电解质低温性能差，聚合物基电解质需高温激活，导致现有热管理系统难以满足全气候工况需求。
[0003]此外，现有系统多依赖单一热源(如PTC加热或液冷)，存在能耗高、响应慢、余热利用率低等问题。
[0004]基于此，亟需提供一种基于固态电池的整车热管理系统，以解决固态电池宽温域适应性差、能耗高等问题，同时提升整车能效。
[0005]该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本申请的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
[0006]本申请提供一种基于固态电池的整车热管理系统，通过多系统协同(热泵空调系统、相变蓄能、电机余热回收)及动态温度调控策略，解决了固态电池宽温域适应性差、能耗高等问题。
[0007]在本申请的一些实施例中，一种基于固态电池的整车热管理系统，包括：
固态电池组，用于为整车提供电能;
热泵空调系统，其包括制冷剂循环主回路，所述制冷剂在由压缩机、四通阀、第一换热器、第一电子膨胀阀、第二换热器和气液分离器构成的制冷剂循环主回路中循环，其中第一换热器和第二换热器中，一方为蒸发器，另一方为冷凝器，所述第二换热器用于与乘员舱内的空气换热;
所述热泵空调系统还包括制冷剂循环支路，所述制冷剂循环支路并联设置在所述第二换热器两端，并与制冷剂循环主回路连通，所述制冷剂循环支路上设置有第三换热器和第二电子膨胀阀，所述第三换热器用于与固态电池组换热;
水循环主回路，水在依次由水箱、电机、第一板式换热器、水泵构成的水循环主回路中循环，所述水循环主回路中的水吸收电机产生的热量，吸收热量后的水流经第一板式换热器与固态电池组换热;
暖风芯体，所述芯体内设置有芯体管道，所述芯体管道并联设置于第一板式换热器的两端，并通过第一三通阀和第二三通阀与水循环主回路连通，所述暖风芯体利用回收电机的热量加热乘员舱内的空气;
第二板式换热器，其通过水管并联设置于第一板式换热器的两端，并通过第三三通阀和第四三通阀与水循环主回路连通，第二板式换热器用于与相变蓄能器内的相变材料换热;
通过第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀的阀门切换，实现水的不同流向。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述第二换热器的两端设置有第一截止阀和第二截止阀;所述第三换热器的两端设置有第三截止阀和第四截止阀。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述水泵包括第一水泵和第二水泵，所述第一水泵设置于第四三通阀和水箱之间;所述第二水泵设置于第二三通阀和第四三通阀之间。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述四通阀包括d口、e口、f口、g口四个阀口，通过四通阀的切换，能够对乘员舱和/固态电池组加热或冷却;热泵空调系统制热时，d口和e口连通，f口和g口连通，第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀都开启时，第一换热器为蒸发器，第二换热器和第三换热器均为冷凝器，冷凝放热为乘员舱和固态电池加热;当第一截止阀和第二截止阀开启，第三截止阀和第四截止阀关闭时，仅为乘员舱加热;当第一截止阀和第二截止阀关闭，第三截止阀和第四截止阀开启时，仅为固态电池组加热。
[0011]在本申请的一些实施例中，热泵空调系统制冷时，d口和g口连通，e口和f口连通，第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀都开启时，第一换热器为冷凝器，第二换热器和第三换热器均为蒸发器，蒸发吸热为乘员舱和固态电池冷却;当第一截止阀和第二截止阀开启，第三截止阀和第四截止阀关闭时，仅为乘员舱冷却;当第一截止阀和第二截止阀关闭，第三截止阀和第四截止阀开启时，仅为固态电池组冷却。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀均具有a口、b口和c口三个阀口;当乘员舱和固态电池组有加热需求时，水箱内的水流经电机，吸收电机产生的热量，同时对电机冷却，第一三通阀的b口和c口导通，第三三通阀的a口和b口导通，第四三通阀的a口和b口导通，吸收电机热量后的水依次流经第三三通阀、第一三通阀、第一板式换热器，其中第一板式换热器为固态电池组加热。
[0013]在本申请的一些实施例中，第一三通阀的a口和b口导通，第二三通阀的a口和b口导通，第三三通阀的a口和b口导通以及第四三通阀的a口和b口导通，加热后的水流经暖风芯体为乘员舱加热。
[0014]在本申请的一些实施例中，第三三通阀的b口和c口导通，第四三通阀的b口和c口导通，经电机加热后的水依次流经第三三通阀、第二板式换热器，能够实现电机的余热储存。
[0015]在本申请的一些实施例中，第一三通阀的a口和b口导通、a口和c口导通，第二三通阀的a口和b口导通、b口和c导通，第三三通阀的a口和b口导通、a口和c口导通，与电机换热后的水流经第一三通阀，分成两路分别流经暖风芯体和第一板式换热器，后在第二三通阀处汇合，通过第二三通阀和第四三通阀之间的第二水泵，泵送至第二板式换热器，接着再通过第三三通阀进入第一三通阀，再分成两路分别流经暖风芯体和第一板式换热器，使得水在暖风芯体、第一板式换热器和第二板式换热器之间进行循环。
[0016]在本申请的一些实施例中，第二换热器和暖风芯体设置在乘员舱内，所述第二换热器在热泵空调系统的制冷剂循环主回路中，所述暖风芯体通过第一三通阀的a口和c口连通和第三三通阀的a口和c口连通，第四三通阀的a口和c口连通，第二三通阀的a口和c口连通;使得水在暖风芯体与第一板式换热器和相变蓄能器中循环流动。
[0017]在本申请的一些实施例中，通过调节第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀各阀口的导通关系，实现对乘员舱、固态电池组和相变蓄能器同时加热、单独加热或两两加热，又或在相变蓄能器、第一板式换热器和第二板式换热器之间循环。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述相变蓄能器能够更换相变材料，更换相变材料为冰水混合物时，实现相变蓄能系统储冷功能;更换相变材料为石蜡时，实现相变材料的蓄热功能;相变蓄能器处于储热模式时，填充石蜡，相变点50-60℃，通过PTC加热蓄热;相变蓄能器处于储冷模式时，填充冰水混合物，相变点0℃;所述相变蓄能器还包括PTC电加热板，其上均匀排布矩形PTC电加热片，采用外置电源加热能够减少固态电池组的能量消耗，增加电动汽车续航里程。
[0019]在本申请的一些实施例中，固态电池组的电解质为氧化物基固态电解质、硫化物基固态电解质、聚合物电解质中的一中或多种。
[0020]本申请与现有技术相比，通过两个制冷剂循环回路，能够使用热泵空调系统实现电池与乘员舱的独立控温，结合电机余热回收和相变材料动态
储能，可在-30℃至80℃宽温域内维持电池最佳工作温度，系统采用智能控制策略，冬季多源联合制热快速预热电池，夏季高效制冷，并通过相变材料实现余热存储，显著提升电动汽车能效与续航里程。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
[0022]图1是本申请一些实施例中的一种基于固态电池的整车热管理系统示意图;
图2是本申请一些实施例中的一种基于固态电池的整车热管理系统运行示意图一;
图3是本申请一些实施例中的一种基于固态电池的整车热管理系统运行示意图二;
图4是本申请一些实施例中的电机余热利用示意图;
图5是本申请一些实施例中的第二板式换热器的蛇形通道示意图;
图6是本申请一些实施例中的PTC电加热片分布示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0024]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“侧面”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申请和简化描述，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申请的限制。
[0025]在本申请的描述中，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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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申请中的具体含义。
[0026]下面结合说明书附图图1-图6对本申请做进一步的说明。
[0027]本申请的一些实施例中，一种基于固态电池的整车热管理系统，包括：
固态电池组15，用于为整车提供电能;
热泵空调系统，其包括制冷剂循环主回路，所述制冷剂在由压缩机1、四通阀2、第一换热器3、第一电子膨胀阀6、第二换热器4和气液分离器8构成的制冷剂循环主回路中循环，其中第一换热器3和第二换热器4中，一方为蒸发器，另一方为冷凝器，所述第二换热器4用于与乘员舱内的空气换热;
所述热泵空调系统还包括制冷剂循环支路，所述制冷剂循环支路并联设置在所述第二换热器4两端，并与制冷剂循环主回路连通，所述制冷剂循环支路上设置有第三换热器5和第二电子膨胀阀7，所述第三换热器5用于与固态电池组15换热;
水循环主回路，水在依次由水箱、电机9、第一板式换热器11、水泵构成的水循环主回路中循环，所述水循环主回路中的水吸收电机9产生的热量，吸收热量后的水流经第一板式换热器11与固态电池组15换热;
暖风芯体，所述芯体内设置有芯体管道，所述芯体管道并联设置于第一板式换热器11的两端，并通过第一三通阀TV1和第二三通阀TV2与水循环主回路连通，所述暖风芯体利用回收电机9的热量加热乘员舱内的空气;
第二板式换热器12，其通过水管并联设置于第一板式换热器11的两端，并通过第三三通阀TV3和第四三通阀TV4与水循环主回路连通，第二板式换热器12用于与相变蓄能器13内的相变材料16换热;
通过第一三通阀TV1、第二三通阀TV2、第三三通阀TV3、第四三通阀TV4的阀门切换，实现水的不同流向。
[0028]在本申请的一些实施例中，所述第二换热器4的两端设置有第一截止阀V1和第二截止阀V2;所述第三换热器5的两端设置有第三截止阀V3和第四截止阀V4。
[0029]在本申请的一些实施例中，所述水泵包括第一水泵P1和第二水泵P2，所述第一水泵P1设置于第四三通阀TV4和水箱之间;所述第二水泵P2设置于第二三通阀TV2和第四三通阀TV4之间。
[0030]在本申请的一些实施例中，所述四通阀2包括d口、e口、f口、g口四个阀口，通过四通阀2的切换，能够对乘员舱和/固态电池组15加热或冷却。
[0031]在本申请的一些实施例中，所述热泵空调系统还包括用于给第一换热器3散热的第一风扇和用于给第二换热器4散热的第二风扇18。
[0032]在本申请的一些实施例中，所述第三换热器5为固态电池组直冷直热板。
[0033]在本申请的一些实施例中，所述相变蓄能器13的填充材料为模块化可替换设计，支持石蜡、冰水混合物或其他相变材料16的快速更换。
[0034]在本申请的一些实施例中，热泵空调系统制热时，d口和e口连通，f口和g口连通，第一截止阀V1、第二截止阀V2、第三截止阀V3和第四截止阀V4都开启时，第一换热器3为蒸发器，第二换热器4和第三换热器5均为冷凝器，冷凝放热为乘员舱和固态电池加热;当第一截止阀V1和第二截止阀V2开启，第三截止阀V3和第四截止阀V4关闭时，仅为乘员舱加热;当第一截止阀V1和第二截止阀V2关闭，第三截止阀V3和第四截止阀V4开启时，仅为固态电池组15加热。
[0035]在本申请的一些实施例中，热泵空调系统制冷时，d口和g口连通，e口和f口连通，第一截止阀V1、第二截止阀V2、第三截止阀V3和第四截止阀V4都开启时，第一换热器3为冷凝器，第二换热器4和第三换热器5均为蒸发器，蒸发吸热为乘员舱和固态电池冷却;当第一截止阀V1和第二截止阀V2开启，第三截止阀V3和第四截止阀V4关闭时，仅为乘员舱冷却;当第一截止阀V1和第二截止阀V2关闭，第三截止阀V3和第四截止阀V4开启时，仅为固态电池组15冷却。
[0036]在本申请的一些实施例中，热泵空调系统制冷时，制冷剂经压缩机1压缩排出为高温高压的气态，经过第一换热器3向外界环境放热，变为中温中压的液态制冷剂，随后流经第一电子膨胀阀6和/或第二电子膨胀阀7完成节流膨胀降压，变为低温低压气态制冷剂，并经气液分离器8气液分离后流回压缩机1进行再循环。
[0037]在本申请的一些实施例中，所述第一三通阀TV1、第二三通阀TV2、第三三通阀TV3、第四三通阀TV4均具有a口、b口和c口三个阀口;当乘员舱和固态电池组15有加热需求时，水箱内的水流经电机9，吸收电机9产生的热量，同时对电机9冷却，第一三通阀TV1的b口和c口导通，第三三通阀TV3的a口和b口导通，第四三通阀TV4的a口和b口导通，吸收电机9热量后的水依次流经第三三通阀TV3、第一三通阀TV1、第一板式换热器11和水箱，其中第一板式换热器11为固态电池组15加热。
[0038]在本申请的一些实施例中，第一三通阀TV1的a口和b口导通，第二三通阀TV2的a口和b口导通，第三三通阀TV3的a口和b口导通以及第四三通阀TV4的a口和b口导通，加热后的水流经暖风芯体为乘员舱加热。
[0039]在本申请的一些实施例中，第三三通阀TV3的b口和c口导通，第四三通阀TV4的b口和c口导通，经电机9加热后的水依次流经第三三通阀TV3、第二板式换热器12和水箱，能够实现电机9的余热储存。
[0040]在本申请的一些实施例中，第一三通阀TV1的a口和b口导通、a口和c口导通，第二三通阀TV2的a口和b口导通、b口和c导通，第三三通阀TV3的a口和b口导通、a口和c口导通，与电机9换热后的水流经第一三通阀TV1，分成两路分别流经暖风芯体和第一板式换热器11，后在第二三通阀TV2处汇合，通过第二三通阀TV2和第四三通阀TV4之间的第二水泵P2，泵送至第二板式换热器12，接着再通过第三三通阀TV3进入第一三通阀TV1，再分成两路分别流经暖风芯体和第一板式换热器11，使得水在暖风芯体、第一板式换热器11和第二板式换热器12之间进行循环。
[0041]在本申请的一些实施例中，第二换热器4和暖风芯体设置在乘员舱内，所述第二换热器4在热泵空调系统的制冷剂循环主回路中，所述暖风芯体通过第一三通阀TV1的a口和c口连通和第三三通阀TV3的a口和c口连通，第四三通阀TV4的a口和c口连通，第二三通阀TV2的a口和c口连通;使得水在暖风芯体与第一板式换热器11和相变蓄能器13中循环流动。
[0042]在本申请的一些实施例中，通过调节第一三通阀TV1、第二三通阀TV2、第三三通阀TV3、第四三通阀TV4各阀口的导通关系，实现对乘员舱、固态电池组15和相变蓄能器13同时加热、单独加热或两两加热，又或在相变蓄能器13、第一板式换热器11和第二板式换热器12之间循环。
[0043]在本申请的一些实施例中，所述相变蓄能器13能够更换相变材料16，更换相变材料16为冰水混合物时，实现相变蓄能系统储冷功能;更换相变材料16为石蜡时，实现相变材料16的蓄热功能。
[0044]在本申请的一些实施例中，相变蓄能器处于储热模式时，填充石蜡，相变点50-60℃，通过PTC加热蓄热;相变蓄能器处于储冷模式时，填充冰水混合物，相变点0℃。
[0045]在本申请的一些实施例中，电控单元散热器10设置在电机9和第三三通阀TV3之间，用于给电控单元散热，所述电控单元散热器10内设散热盘管，水循环主回路中水流经电机9吸收热量后经过散热盘管，吸收电控单元的热量。
[0046]在本申请的一些实施例中，所述第二板式换热器12内设置蛇形通道，水在蛇形通道内流动，如图5所示。
[0047]在本申请的一些实施例中，所述相变蓄能器13还包括PTC电加热板14，其上均匀排布矩形PTC电加热片，如图6所示;低温环境下，通过外接电源通过PTC电加热片实现相变材料16快速蓄热，采用外置电源加热能够减少固态电池组15的能量消耗，增加电动汽车续航里程。
[0048]在本申请的一些实施例中，相变蓄能器13具有可插拔接口，低温环境下，优先选择相变蓄能器13电加热蓄热制热功能，以减少电动汽车电池能量消耗，且相变蓄能器13优先给固态电池系统预热，使其达到目标工作温度后再给乘员舱预热;所述相变蓄能器13有储热功能，电机9温度超过相变蓄能器13温度后，能够将余热存储到相变蓄能器13系统中，随时取用。
[0049]在本申请的一些实施例中，固态电池组15的电解质为氧化物基固态电解质、硫化物基固态电解质、聚合物电解质中的一中或多种。
[0050]在本申请的一些实施例中，氧化物基固态电解质包括但不限于石榴石型LLZO(如Li)，
钙钛矿型，NASICON型(如Li)，上述氧化物基固态电解质经掺杂后可在20-80℃温度区间内工作，其离子电导率为10。7La3Zr2O121.3Al0.3Ti1.7(PO4)3-4-10-3S/cm
在本申请的一些实施例中，硫化物基固态电解质代表材料有：LPS(锂磷硫，Li)，LGPS(锂锗磷硫，Li)，Li(硫银锗矿型)等可在-30-60℃工作，其室温离子电导率为10。10GeP2S1210GeP2S126PS5Cl-3-10-2S/cm
在本申请的一些实施例中，聚合物电解质典型材料有：固态聚合物电解质和单离子导体(如聚阴离子型电解质)，部分新型聚合物(如PVDF基)改性后工作温度范围可扩展至30-80℃，室温电导率：10(改性后可达10)，高温(60℃)下提升至10。-6-10-4S/cm-4S/cm-3S在本申请的另一些实施例中，还提供一种固态电池的整车热管理方法，使用上述热管理系统。
[0051]在本申请的一些实施例中，当固态电池组15采用氧化物基固态电解质时，其工作温度区间在20-80℃，设定固态电池组15的目标工作温度为50℃，在冬季工况下，当固态电池组15的温度低于25℃时，采用相变蓄能器13+热泵空调系统+电机9余热联合制热;其中，相变蓄能器13的填充材料为石蜡);当固态电池组15的温度处于25-50℃范围内，则关闭热泵空调系统，仅采用相变蓄能器13+电机9余热制热。
[0052]在本申请的一些实施例中，当固态电池组15采用氧化物基固态电解质时，在夏季工况下，热泵空调系统只用于乘员舱以及固态电池组15的温度的冷却，当固态电池组15的温度低于30℃时，采用相变蓄能器13+电机9余热联合制热，其中，相变蓄能器13的填充材料为石蜡，提升固态电池组15的温度至目标工作温度50℃;当固态电池组15的温度超过50℃时，则调节热泵空调系统至制冷模式，降低固态电池组15的温度至50℃，使得整车无论是冬季工况还是夏季工况，都维持电池系统温度为适宜目标工作温度。
[0053]在本申请的一些实施例中，当固态电池组15采用硫化物基固态电解质时，其工作温度区间在-30-60℃，设定固态电池组15的目标工作温度为20℃;冬季工况下，当固态电池组15的温度低于10℃时，采用相变蓄能器13+热泵空调系统+电机9余热联合制热，其中，相变蓄能器13的填充材料为石蜡;当固态电池组15的温度处于10-20℃范围内，则关闭热泵空调系统，仅采用相变蓄能器13+电机9余热制热;制热过程中，热泵空调系统，相变蓄能器13，电机9余热优先给固态电池组15预热，当固态电池组15的温度高于10℃时，热泵空调系统能够给乘员舱制热，电池达到目标工作温度时，相变蓄能器13以及电机9余热也能够为乘员舱制热。
[0054]在本申请的一些实施例中，当固态电池组15采用硫化物基固态电解质时，在夏季工况下，当固态电池组15的温度低于20℃时，采用电机9余热制热，提升固态电池组15的温度至目标工作温度20℃;当固态电池组15的温度超过30℃时，则通过热泵空调系统以及相变蓄能器13联合制冷，其中，相变蓄能器13的填充材料为冰水混合物，当固态电池组15的温度处于20-30℃范围内，则关闭热泵空调系统，仅通过相变材料16蓄能器制冷。
[0055]在本申请的一些实施例中，当固态电池组15采用聚合物电解质时，其工作温度区间在30–80℃，设定固态电池组15的目标工作温度为60℃;在冬季工况下，当固态电池组15的温度低于30℃时，采用相变蓄能器13+热泵空调系统+电机9余热联合制热，其中，相变蓄能器13的填充材料为石蜡;当固态电池组15的温度处于30-60℃范围内，则关闭热泵空调系统，仅采用相变蓄能器13+电机9余热制热。
[0056]在本申请的一些实施例中，当固态电池组15采用聚合物电解质时，在夏季工况下，汽车热泵空调系统只用于乘员舱以及固态电池组15的冷却，当固态电池组15的温度低于30℃时，采用相变蓄能器13+电机9余热联合制热，其中，相变蓄能器13的填充材料为石蜡，提升固态电池组15的温度至目标工作温度60℃;当固态电池组15的温度超过60℃时，则热泵空调系统调节至制冷模式，降低电池固态电池组15的温度至60℃，维持固态电池组15的温度为目标工作温度。
[0057]在本申请的一些实施例中，在冬季工况下，当乘员舱温度低于15℃时，采用热泵空调系统+相变蓄能器13+电机9余热联合制热;当乘员舱温度在15-20℃时，关闭热泵空调系统，采用相变蓄能器13+电机9余热制热;当乘员舱温度在20-25℃时，只采用电机9余热制热。
[0058]在本申请的一些实施例中，夏季工况下，当乘员舱温度高于30℃时，采用热泵空调系统+相变蓄能器13，其中，相变蓄能器13的填充材料为冰水混合物联合制冷，当乘员舱温度在15-30℃时，只采用相变蓄能器13制冷。
[0059]在本申请的一些实施例中，所述固态电池组15的工作温度通过车载BMS实时监测，实现动态PID调控。
[0060]在本申请的一些实施例中，固态电池组15，冬季工况运行示例，目标温度20℃时，低温启动即固态电池组15温度<10℃，相变蓄能器13预热：启动PTC电加热板14，对石蜡加热至熔融状态;电机9余热回收：第一水泵P1和第二水泵P2驱动水流经电机9，吸收余热后经第一三通阀TV1和第三三通阀TV3切换至第一板式换热器11，为固态电池组15供热;还可联合热泵空调系统联合制热：四通阀2切换至制热模式，第三截止阀V3、第四截止阀V4开启，第二电子膨胀阀7节流降压，制冷剂流经第三换热器5，通过热传导提升固态电池组15的温度。
[0061]当固态电池组15的温度升至10-20℃，关闭热泵空调系统，仅通过相变蓄能器13和电机9余热持续供热;乘员舱预热：当固态电池组15的温度>10℃时，切换第一三通阀TV1和第二三通阀TV2导通暖风芯体，电机9余热优先为乘员舱制热，稳态维持固态电池组15的温度为20℃。
[0062]电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，简称BMS)通过PID算法动态调节相变蓄能器13的释热量和电机9余热分配比例，确保固态电池组15的温度稳定。
[0063]在本申请的一些实施例中，固态电池组15，夏季工况运行示例，目标温度20℃;高温制冷即固态电池组15的温度>30℃时，热泵空调系统处于制冷模式：四通阀2切换至制冷模式，第三截止阀V3和第四截止阀V4开启，第二电子膨胀阀7节流降压，制冷剂流经第三换热器5吸收固态电池组15的热量;相变蓄冷辅助：更换相变材料16为冰水混合物，通过第二板式换热器12吸收电池余热，降低制冷能耗;当固态电池组15的温度回落至20-30℃时，关闭热泵空调系统，仅通过相变蓄能器13持续制冷，维持固态电池组15的温度。
[0064]当低温制热即固态电池组15的温度<20℃，利用电机9余热加热：第一水泵P1和第二水泵P2驱动水流经电机9吸收热量后，通过第一板式换热器11为固态电池组15加热。
[0065]在本申请的一些实施例中，乘员舱热管理示例：冬季制热时，当乘员舱温度<15℃时，热泵空调系统、相变蓄能器13(相变材料16石蜡)及电机9余热联合制热;温度>15℃后，逐步关闭热泵，仅依赖余热和蓄能器。
[0066]夏季制冷：当乘员舱温度>30℃时，热泵空调系统与相变蓄能器13(相变材料16为冰水混合物)联合制冷;温度<30℃后，仅通过相变蓄能器13维持。
[0067]在本申请的一些实施例中，电机9余热制热模式：第一三通阀TV1b口和c口导通，第二三通阀TV2c口和b口导通，第三三通阀TV3a口和b口导通，第四三通阀TV4的b口和c口导通。
[0068]在本申请的一些实施例中，乘员舱加热模式：第一三通阀TV1a口和b口导通，第二三通阀TV2a口和b口导通，第三三通阀TV3a口和b口导通，第四三通阀TV4的b口和c口导通。
[0069]在本申请的一些实施例中，低温启动时，第一水泵P1和第二水泵P2运行以加速余热回收;稳态时，第一水泵P1降速节能，第二水泵P2按需启停。
[0070]本申请提供的一种基于固态电池的整车热管理系统及方法，通过多系统协同(热泵空调系统、相变蓄能、电机9余热回收)及动态温度调控策略，解决了固态电池宽温域适应性差、能耗高等问题。
[0071]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
说明书附图(6)
声明：
“基于固态电池的整车热管理系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：青岛理工大学
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