一种共用加热器的电动车热管理系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及新能源电动车，尤其是一种共用加热器的电动车热管理系统。


背景技术：

[0002]
新能源电动车的日益普及，对乘员环境舒适性以及电池充放电性能提出更高要求，其性能优劣越来越受到用户关注。其中乘客舱及电池的制热性能及效率是最重要的评价指标，水加热ptc作为其中一个核心零部件其成本及重量较高。
[0003]
现有乘客舱及电池加热方案，常规布置设计思路为乘客舱与电池各自布置一台水加热ptc，各自组成一套水循环系统。该系统方案缺点在于零部件数量多、成本高、重量高，且电池回路的进水温度高不利于电池稳定工作温度的控制。


技术实现要素：

[0004]
实用新型目的：本实用新型目的是一种共用加热器的电动车热管理系统，克服现有乘客舱及电池加热方案存在的零部件数量多、成本高的问题。
[0005]
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种共用加热器的电动车热管理系统，包括电动压缩机、冷凝器、hvac总成、动力电池、水加热ptc、电池冷却器，hvac总成包括鼓风机、蒸发器、暖风芯体；
[0006]
所述电池冷却器含有采暖回路流道、电池回路流道、冷媒回路流道；
[0007]
所述水加热ptc出液口连接三通水阀a端口，三通水阀b端口连接暖风芯体进液口，三通水阀c端口连接采暖回路流道入口，暖风芯体出液口和采暖回路流道出口分别连接采暖水泵进液口，采暖水泵出液口连接水加热ptc进液口；
[0008]
所述动力电池的电池包出液口连接电池回路流道入口，电池回路流道出口连接电池水泵进液口，电池水泵出液口连接动力电池的电池包进液口；
[0009]
所述电动压缩机的冷媒出口连接冷凝器的冷媒入口，冷凝器的冷媒出口分别连接蒸发器的冷媒入口和冷媒回路流道入口，蒸发器的冷媒出口和冷媒回路流道出口分别连接电动压缩机的冷媒入口。
[0010]
进一步的，所述冷凝器的冷媒出口与蒸发器的冷媒入口的连接管路上设置制冷截止阀。
[0011]
进一步的，所述蒸发器的冷媒入口设有热力膨胀阀。
[0012]
进一步的，所述冷凝器的冷媒出口与冷媒回路流道入口的连接管路上设置电子膨胀阀。
[0013]
进一步的，所述暖风芯体出液口与采暖水泵进液口的连接管路上设有补液口和第一排液口，所述电池回路流道出口与电池水泵进液口的连接管路上设有第二排液口，补液口、第一排液口和第二排液口分别连接共用补水壶。
[0014]
有益效果：本实用新型通过改进水回路器件流通顺序，以及合理的并联型电池冷却器进出口接入，在保证乘客舱采暖及电池加热的性能需求的同时，降低系统成本20％以
上；重量降低15％以上；电池加热温差控制精度较大提高；控制可靠性显著提高。
附图说明
[0015]
图1为本实用新型的结构示意图。
[0016]
图中：1-电池冷却器；2-电子膨胀阀；3-动力电池；4-电池水泵；5-三通水阀；6-水加热ptc；7-采暖水泵；8-共用补水壶；9-hvac总成；10-制冷截止阀；11-电动压缩机；12-热力膨胀阀；13-冷凝器。
具体实施方式：
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下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
[0018]
如图1所示，本实用新型的一种共用加热器的电动车热管理系统，包括电动压缩机、冷凝器、hvac总成、动力电池、水加热ptc、电池冷却器。其中，电动压缩机用于压缩冷媒、气体加压。冷凝器用于高温高压冷媒与空气热交换；hvac总成包括鼓风机、蒸发器、暖风芯体，用于乘客舱进出气体热交换及模式分发；动力电池用于提供整车动力；水加热ptc通过电加热使水升温；电池冷却器含有采暖回路流道、电池回路流道、冷媒回路流道，用于电池回路液体、采暖回路液体和冷媒之间热交换。
[0019]
所述水加热ptc出液口连接三通水阀a端口，三通水阀b端口连接暖风芯体进液口，三通水阀c端口连接采暖回路流道入口，暖风芯体出液口和采暖回路流道出口分别连接采暖水泵进液口，采暖水泵出液口连接水加热ptc进液口。
[0020]
所述动力电池的电池包出液口连接电池回路流道入口，电池回路流道出口连接电池水泵进液口，电池水泵出液口连接动力电池的电池包进液口。
[0021]
本实施例中，所述暖风芯体出液口与采暖水泵进液口的连接管路上设有补液口和第一排液口，所述电池回路流道出口与电池水泵进液口的连接管路上设有第二排液口，补液口、第一排液口和第二排液口分别连接共用补水壶。共用补水壶用于补充水路中液体损失及泄压。
[0022]
所述电动压缩机的冷媒出口连接冷凝器的冷媒入口，冷凝器的冷媒出口分别连接蒸发器的冷媒入口和冷媒回路流道入口，蒸发器的冷媒出口和冷媒回路流道出口分别连接电动压缩机的冷媒入口。
[0023]
优选的，所述冷凝器的冷媒出口与蒸发器的冷媒入口的连接管路上设置制冷截止阀，制冷截止阀用于切换电动车热管理系统工作模式，蒸发器的冷媒入口设有热力膨胀阀，热力膨胀阀用于控制冷媒流量，所述冷凝器的冷媒出口与冷媒回路流道入口的连接管路上设置电子膨胀阀，用于控制开度以调节冷媒流量。
[0024]
该电动车热管理系统在实施过程中，最大技术难点在于：1、水加热器及水泵功率选择；2、电池冷却器多通道连接；3、三通水阀的双模式比例调节标定。
[0025]
水加热器的功率应大于暖风芯体的额定功率与电池最低加热温差下的功率之和，低温启动优先考虑电池加热；电池冷却器的采暖回路流道连接水加热ptc以及暖风芯体，电池回路流道连接动力电池，冷媒回路流道连接压缩机，采暖回路流道与电池回路流道采用相同口径管路；双模式比例调节的实践推荐值：低温启动为30％采暖70％电池，低温运行为80％采暖20％电池。
[0026]
该电动车热管理系统工作原理：
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电池加热：三通水阀a端口与c端口导通，b端口关闭。在电池水泵的驱动下，流经电池包6的低温液体，再流经电池冷却器1电池回路流道后回流至水泵4；在采暖水泵的驱动下，次低温液体通过水加热ptc，经过水加热ptc的加热作用成为高温液体，再流经三通阀进入电池冷却器采暖回路流道。流经电池回路流道的低温液体在与流经采暖回路流道的高温液体进行热交换，通过两回路的循环实现电池加热。
[0028]
乘员舱采暖：三通水阀a端口与b端口导通，c端口关闭。在采暖水泵的驱动下，流经电池加热器的液体通过加热作用成为高温液体，在流经三通水阀进入hvac总成的暖风芯体，高温液体与通过鼓风机引入的外界冷空气进行热交换，实现加热驾驶舱空气的功能。
[0029]
电池加热+乘员舱采暖：三通水阀a端口同时与b、c端口导通。在采暖水泵的驱动下，流经电池加热器的液体通过加热作用成为高温液体。高温液体一部分流经三通水阀进入hvac总成暖风芯体，高温液体与外界冷空气进行热交换实现采暖；另一部分流经三通水阀进入电池冷却器采暖回路流道。在电池水泵的驱动下，流经电池包的低温液体，再流经电池冷却器电池回路流道后回流至电池水泵。流经电池回路流道的低温液体在与流经采暖回路流道的高温液体进行热交换，通过两回路的循环实现电池加热。
[0030]
乘员舱降温：通过电动压缩机的冷媒经过压缩，成为高温高压气体，经过冷凝器与环境空气进行热交换，成为高温高压液体流经电磁截止阀，进入hvac总成的蒸发器，在热力膨胀阀的节流下成为低温低压气体并与通过鼓风机引入的高温气体进行热交换，使驾驶舱温度降低。
[0031]
电池冷却：通过电动压缩机的冷媒经过压缩，成为高温高压气体，经过冷凝器与环境空气进行热交换，成为高温高压液体流经电子膨胀阀，变为低温低压气体进入电池冷却器冷媒回路流道；在电池水泵的驱动下，流经电池包的低温液体，再流经电池冷却器电池回路流道后回流至电池水泵；电池回路流道的高温液体与冷媒回路流道的低温气态冷媒进行热交换，完成电池的降温。
[0032]
乘员舱降温+电池冷却：通过电动压缩机的冷媒经过压缩，成为高温高压气体，经过冷凝器与环境空气进行热交换，成为高温高压液体一部分流经电子膨胀阀，变为低温低压气体进入电池冷却器冷媒回路流道；在电池水泵的驱动下，流经电池包的低温液体，再流经电池冷却器电池回路流道后回流至电池水泵；电池回路流道的高温液体与冷媒回路流道的低温气态冷媒进行热交换，完成电池的降温。高温高压液体另一部分流经电磁截止阀，进入hvac总成的蒸发器，在热力膨胀阀的节流下成为低温低压气体并与通过鼓风机引入的高温气体进行热交换，使驾驶舱温度降低。
[0033]
本实用新型通过对通过管路及换热器布置结构的改进，使得乘客舱与电池共用一台水加热ptc，可极大降低系统零部件成本，最整车降重也有明显效果。
[0034]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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