1.本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其是一种直接蒸发式蓄电池组热管理装置。
背景技术：
2.电池储能，作为储能技术的主流方向，电池电芯质量如能量密度、循环次数、温度适应性及安全性等直接影响整个储能系统的运行与效率，因此也是决定储能系统投资回报率的关键要素。而温度对电池的安全性、充放电功率、寿命有着决定性影响。
3.一般来说，动力电池的最佳工作温度是在15~35℃之间，当电池系统中电池单体间出现温度不均衡时，电池的化学反应和充放电反应速率也会出现不均衡，进而导致电池单体间的循环寿命、容量出现差异。电池电芯温差越小，电池整体一致性越好，电池寿命也就越长，电池运行更加安全，因此需要电池热管理系统来调节蓄电池组的工作温度。
4.目前，为保障电池的冷却，有风冷和液冷两种主流方案。常规风冷电池热管理系统电芯温差一般约为5~10℃，液冷电池热管理系统一般指采用非相变型载冷剂如水、乙二醇溶液等的电池冷却系统，可以将电芯温差控制在5℃以下。但随着电池技术的发展，电池能量密度越来越高，电池能量密度高至一定程度后，电池发热功率的增加使得采用风冷或采用非相变型载冷剂的传统液冷方式将难以保障电池单体间的温度均匀性，这迫使我们在满足整个电池热管理系统的安全性、可靠性的前提下，寻找有效的电池高发热功率的冷却解决方案，而选择伴随气液相变的冷却方案将成为其重要的解决途径之一。
技术实现要素：
5.本实用新型目的就是为了解决现有电池冷却方式单一、温度均匀性差、安全性和可靠性低的问题，提供了一种直接蒸发式蓄电池组热管理装置，满足电池高发热功率的同时将电芯温差维持在2℃范围内，有效地延长电池寿命、保障了电池安全运行，实现电池热管理系统的安全、稳定、高效运行。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种直接蒸发式蓄电池组热管理装置，包括相互配合的机械制冷循环装置和蓄电池冷却循环装置，机械制冷循环装置包括依次相连的压缩机、高压压力开关、排气温度传感器和油分离器，油分离器通过管道一与冷凝压力传感器相连，冷凝压力传感器再依次与风冷冷凝器、过冷液温度传感器、干燥过滤器、节流阀和气液分离器相连，气液分离器通过管道二与吸气过滤器相连，吸气过滤器再依次与低压压力传感器、吸气温度传感器和低压压力开关相连，低压压力开关再通过管道与压缩机相连；
8.风冷冷凝器的一侧设有冷凝风机，过冷液温度传感器与干燥过滤器之间的管道上连有第一支管，第一支管的一端与气液分离器相连，且第一支管上连有自然冷旁通电磁阀，以用于提供机械制冷与自然冷却；
9.管道一和管道二之间连有第二支管，第二支管上设有回油电磁阀和油引射器，油引射器与气液分离器相连，以用于保证压缩机加油；
10.蓄电池冷却循环装置依次包括加热器、供液压力传感器、制冷剂温度传感器、循环氟泵、供液温度传感器、蓄电池组供液阀和蓄电池组，蓄电池组再通过管道三与自然冷却电磁阀相连，自然冷却电磁阀与风冷冷凝器相连；
11.管道三上连有第三支管，第三支管的一端与气液分离器相连，且第三支管上设有机械制冷电磁阀，以用于提供机械制冷与自然冷却的切换。
12.进一步地，所述蓄电池组供液阀包括第一蓄电池组供液阀、第二蓄电池组供液阀和第三蓄电池组供液阀。
13.进一步地，所述蓄电池组包括第一蓄电池组、第二蓄电池组和第三蓄电池组。
14.进一步地，所述加热器设置在气液分离器内，以用于当供液温度传感器采集到的温度过低时开启加热，以维持蓄电池组内部所需的温度环境，保证了蓄电池组全年环境的稳定运行。
15.进一步地，所述的冷凝风机为无级调节的变频风机，以用于通过调节冷凝风机的转速实现供液温度的控制，提高热管理系统的能效及在低温工况下的系统可靠性。
16.与现有技术相比，本实用新型的技术方案的优点具体在于：
17.（1）采用制冷剂相变冷却蓄电池组的方式，通过调节蓄电池组前端的蓄电池组供液阀，可以极大的提高蓄电池组内部的温度均匀性，从而有效地延长蓄电池组的使用寿命；由于气液相变时的潜热巨大，对于解决未来电池高能量密度的冷却有重要意义；
18.（2）本实用新型的系统可根据室外环境工况实现机械制冷与自然冷却的切换，在室外温度较低时利用自然冷源对蓄电池组进行冷却，既可解决机械制冷在低温环境下的启动问题，又明显提高了热管理系统的能效；
19.（3）多电池末端设计使得热管理系统的系统兼容性更高，通过调节蓄电池组前端的蓄电池组供液阀，满足不同发热功率蓄电池组的供液需求，有效的提高了热管理系统的运行效率。
附图说明
20.图1为本实用新型的一种直接蒸发式蓄电池组热管理装置结构原理图。
具体实施方式
21.实施例1
22.为使本实用新型更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型的一种直接蒸发式蓄电池组热管理装置进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.参加图1，一种直接蒸发式蓄电池组热管理装置，包括相互配合的机械制冷循环装置和蓄电池冷却循环装置，其特征在于：
24.机械制冷循环装置包括依次相连的压缩机1、高压压力开关2、排气温度传感器3和油分离器4，油分离器4通过管道一5与冷凝压力传感器6相连，冷凝压力传感器6再依次与风冷冷凝器7、过冷液温度传感器8、干燥过滤器9、节流阀10和气液分离器11相连，气液分离器11通过管道二12与吸气过滤器13相连，吸气过滤器13再依次与低压压力传感器14、吸气温度传感器15和低压压力开关16相连，低压压力开关16再通过管道与压缩机1相连；
25.风冷冷凝器7的一侧设有冷凝风机7a，过冷液温度传感器8与干燥过滤器9之间的管道上连有第一支管17，第一支管17的一端与气液分离器11相连，且第一支管17上连有自然冷旁通电磁阀18，以用于提供机械制冷与自然冷却；
26.管道一5和管道二12之间连有第二支管19，第二支管19上设有回油电磁阀20和油引射器21，油引射器21与气液分离器11相连，以用于保证压缩机加油；
27.蓄电池冷却循环装置依次包括加热器22、供液压力传感器23、制冷剂温度传感器24、循环氟泵25、供液温度传感器26、蓄电池组供液阀27和蓄电池组28，蓄电池组28再通过管道三29与自然冷却电磁阀30相连，自然冷却电磁阀30与风冷冷凝器7相连；
28.蓄电池组供液阀27包括第一蓄电池组供液阀27a、第二蓄电池组供液阀27b和第三蓄电池组供液阀27c，蓄电池组28包括第一蓄电池组28a、第二蓄电池组28b和第三蓄电池组28c；
29.管道三29上连有第三支管31，第三支管31的一端与气液分离器11相连，且第三支管31上设有机械制冷电磁阀32，以用于提供机械制冷与自然冷却的切换。
30.本实施例中，在机械制冷循环系统中，经压缩机1压缩产生的高温制冷剂蒸气，依次经过高压压力开关2、排气温度传感器3、油分离器4、冷凝压力传感器6和风冷冷凝器7，并在风冷冷凝器7中通过冷凝风机7a散热后成为过冷的制冷剂液体，过冷的制冷剂液体然后经过冷液温度传感器8、干燥过滤器9后至节流阀10节流获得低温低压的气液两相制冷剂，低温低压的气液两相制冷剂储存在气液分离器11中并实现气液分离，分离的气态制冷剂与来自于蓄电池冷却循环系统吸收热量蒸发的气态制冷剂混合后再经吸气过滤器13、低压压力传感器14、吸气温度传感器15、低压压力开关16回到压缩机1完成机械制冷循环系统；
31.其中，为保证机械制冷系统的可靠、稳定运行，设置有回油电磁阀20和油引射器21，通过制冷剂管路将压缩机1排气与气液分离器11中滞留的润滑油喷射至压缩机1吸气管道处。
32.在蓄电池冷却循环系统中，气液分离器11中分离出的液态制冷剂，由循环氟泵25驱动，经供液温度传感器26、向各个蓄电池末端输送低温低压的液态制冷剂，第一蓄电池组供液阀27a、第二蓄电池组供液阀27b、第三蓄电池组供液阀27c均为开度可调的调节阀、通过相对应供液阀的开度调节，低温低压液态制冷剂在吸收了第一蓄电池组28a、第二蓄电池组28b、第三蓄电池组28c产生的热量后蒸发成气态制冷剂；当系统需要开启机械制冷循环系统时，吸热蒸发的气态制冷剂经过机械制冷电磁阀32回到气液分离器11完成蓄电池冷却循环系统；当系统采用自然冷却可以满足蓄电池散热时，此时机械制冷循环系统处于关闭状态下，吸热蒸发的气态制冷剂沿自然冷却电磁阀管路，依次经过风冷冷凝器7、并在风冷冷凝器7中通过冷凝风机7a散热后成为过冷的制冷剂液体，过冷的制冷剂液体然后经过冷凝温度传感器8，并从自然冷旁通电磁阀18回到气液分离器11完成蓄电池冷却循环系统。
33.当室外环境温度满足自然冷却的工况条件时，此时压缩机1处于关闭状态、机械制冷电磁阀32关闭、自然冷却电磁阀30打开、自然冷旁通电磁阀18打开；在末端蓄电池组吸热蒸发产生的制冷剂气体于风冷冷凝器7内向室外冷空气散热凝结成液体并通过自然冷旁通电磁阀18回到气液分离器11，冷凝风机7a采用变频风机，可通过调节冷凝风机7a的转速实现供液温度的控制，提高了热管理系统的能效及在低温工况下的系统可靠性；
34.为保证蓄电池组内部所需要的温度，在气液分离器11中布置有加热器22，可在供
液温度传感器采集到的温度过低时开启加热，以维持蓄电池组在所需温度环境下。
35.此外，本实施例中，还可以通过循环氟泵25直接从气液分离器11中抽取低温液态制冷剂冷却蓄电池组28，极大的提高蓄电池组内部的温度均匀性，从而有效地延长蓄电池组的使用寿命；同时，采用多电池末端设计，理论上可实现末端蓄电池组的无限扩展，并通过调节蓄电池组前端的蓄电池组供液阀，满足不同发热功率蓄电池组的供液需求，有效的提高了热管理系统的运行效率。
36.本实用新型的直接蒸发式蓄电池组热管理系统，通过自然冷却和电池多末端系统设计，联锁控制压缩机、电加热的启停，自然冷旁通电磁阀、机械制冷电磁阀、自然冷却电磁阀的开关，第一、第二、第三蓄电池供液阀开度的调节以及冷凝风机风速的调节等的联锁控制下，可实现蓄电池全年环境工况下的安全、稳定、高效运行，提高电池使用寿命以及解决未来电池高能量密度的冷却问题。
37.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。