冷媒直冷系統(tǒng)與整車空調系統(tǒng)相連接，為了保證溫度一致性，在系統(tǒng)啟動的開始，閥開啟到最大，兩相制冷劑以最快的速度充滿冷板，這就對冷媒直冷系統(tǒng)中一些關鍵零部件如膨脹閥提出了相當高的要求。

電池熱管理冷媒直冷技術是利用冷媒介質自身的相變潛熱吸收或釋放系統(tǒng)熱能，從而達到通過能量交換控制電池充放電或加熱過程的溫度。

目前有寶馬增程式純電動車型i3采用了以R134a作制冷劑的直冷方式，這種方式的換熱系數可達到3000-25000 W/(m2*K)，且便于和整車空調系統(tǒng)進行集成，冷卻效率高且重量輕，是未來電池熱管理的一種可靠選擇。

下圖所示為冷媒直冷系統(tǒng)連接圖，與整車空調系統(tǒng)相連接，其主要元件有：壓縮機、膨脹閥、電池冷卻板、回熱器、儲液干燥器、冷凝器、管路等。為了保證溫度一致性，在系統(tǒng)啟動的開始，閥開啟到最大，兩相制冷劑以最快的速度充滿冷板，這就對冷媒直冷系統(tǒng)中一些關鍵零部件如膨脹閥提出了相當高的要求。

冷媒直冷系統(tǒng)連接圖

下面對寶馬i3冷媒直冷系統(tǒng)進行分析。

如下圖所示為寶馬i3冷媒直冷系統(tǒng)外部連接圖，電池組內置連接器將包內電子膨脹閥EXV與外部熱泵通過管路連接，管路中通有制冷劑R134a，壓縮機置于電池組后部，冷凝器置于車前端。當電池需進行冷卻時，電池箱內的電子膨脹閥可以獨立啟動以降低電池溫度，若冷卻功率不足以完成冷卻，可同時啟動空調系統(tǒng)內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，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，用于控制冷媒制冷系統(tǒng)的開閉及對應狀態(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是小驅動電機，6是控制端連接器，與電池包內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電池熱管理系統(tǒng)示意圖，系統(tǒng)運行狀態(tài)下，高壓液態(tài)冷媒自電子膨脹閥高壓入口進入電池組，一分為二進入制冷劑輸運管路，每根管路再次一分為二進入電池組冷卻口琴管，到末端后制冷劑從冷卻管兩側回到電池組前端，經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入，且管路的設計要求兩側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。

電池箱內部管路

制冷劑流向

值得一提的是，該冷卻系統(tǒng)在組裝過程中預先被集成在了一起且管路連接多為硬管，在汽車惡劣振動的工況下，這樣做可能對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)