冷媒直冷系統(tǒng)與整車(chē)空調(diào)系統(tǒng)相連接，為了保證溫度一致性，在系統(tǒng)啟動(dòng)的開(kāi)始，閥開(kāi)啟到最大，兩相制冷劑以最快的速度充滿(mǎn)冷板，這就對(duì)冷媒直冷系統(tǒng)中一些關(guān)鍵零部件如膨脹閥提出了相當(dāng)高的要求。

電池?zé)峁芾砝涿街崩浼夹g(shù)是利用冷媒介質(zhì)自身的相變潛熱吸收或釋放系統(tǒng)熱能，從而達(dá)到通過(guò)能量交換控制電池充放電或加熱過(guò)程的溫度。

目前有寶馬增程式純電動(dòng)車(chē)型i3采用了以R134a作制冷劑的直冷方式，這種方式的換熱系數(shù)可達(dá)到3000-25000 W/(m2*K)，且便于和整車(chē)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行集成，冷卻效率高且重量輕，是未來(lái)電池?zé)峁芾淼囊环N可靠選擇。

下圖所示為冷媒直冷系統(tǒng)連接圖，與整車(chē)空調(diào)系統(tǒng)相連接，其主要元件有：壓縮機(jī)、膨脹閥、電池冷卻板、回?zé)崞?、?chǔ)液干燥器、冷凝器、管路等。為了保證溫度一致性，在系統(tǒng)啟動(dòng)的開(kāi)始，閥開(kāi)啟到最大，兩相制冷劑以最快的速度充滿(mǎn)冷板，這就對(duì)冷媒直冷系統(tǒng)中一些關(guān)鍵零部件如膨脹閥提出了相當(dāng)高的要求。

冷媒直冷系統(tǒng)連接圖

下面對(duì)寶馬i3冷媒直冷系統(tǒng)進(jìn)行分析。

如下圖所示為寶馬i3冷媒直冷系統(tǒng)外部連接圖，電池組內(nèi)置連接器將包內(nèi)電子膨脹閥EXV與外部熱泵通過(guò)管路連接，管路中通有制冷劑R134a，壓縮機(jī)置于電池組后部，冷凝器置于車(chē)前端。當(dāng)電池需進(jìn)行冷卻時(shí)，電池箱內(nèi)的電子膨脹閥可以獨(dú)立啟動(dòng)以降低電池溫度，若冷卻功率不足以完成冷卻，可同時(shí)啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)電子膨脹閥以增加冷卻效率。圖中：1-電池系統(tǒng)用膨脹閥，2-制冷劑通道，3-壓縮機(jī)，4-高壓電池系統(tǒng)，5-乘員艙膨脹閥，6-冷凝器，7-制冷劑管路。

外部連接

下圖所示為冷媒直冷系統(tǒng)電子膨脹閥外形示意圖，它只位于高壓電池組箱體內(nèi)，用于控制冷媒制冷系統(tǒng)的開(kāi)閉及對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的冷媒流通量，電子膨脹閥頂部有充氣隔膜，上端2走低壓通道，下端4走高壓通道，零件5是小驅(qū)動(dòng)電機(jī)，6是控制端連接器，與電池包內(nèi)BMS連接，是冷媒制冷系統(tǒng)中的核心零部件。

電子膨脹閥外形

下圖所示為i3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)示意圖，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下，高壓液態(tài)冷媒自電子膨脹閥高壓入口進(jìn)入電池組，一分為二進(jìn)入制冷劑輸運(yùn)管路，每根管路再次一分為二進(jìn)入電池組冷卻口琴管，到末端后制冷劑從冷卻管兩側(cè)回到電池組前端，經(jīng)由制冷劑管路從電子膨脹閥的低壓口流出，完成一次冷卻循環(huán)。此套系統(tǒng)中，電池組中間溫度較高，故制冷劑先從中間進(jìn)入，且管路的設(shè)計(jì)要求兩側(cè)沿程阻力相同以確保冷媒分液的均勻性。圖中：1-冷卻口琴管，2-彈性支撐，3-集流體，4-高壓電池單元箱體，5-制冷劑供液管路，6-電池系統(tǒng)用膨脹閥，7-制冷劑出液管路，8-高壓電池單元加熱接口，9-制冷劑供液管路B，10-制冷劑管路溫度傳感器。

電池箱內(nèi)部管路

制冷劑流向

值得一提的是，該冷卻系統(tǒng)在組裝過(guò)程中預(yù)先被集成在了一起且管路連接多為硬管，在汽車(chē)惡劣振動(dòng)的工況下，這樣做可能對(duì)換熱元件表面與模組的接觸和管路的連接可靠性提出了更高的要求。

冷卻系統(tǒng)