一种电动车辆的热管理系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种电动车辆的热管理系统，属于车辆热管理系统领域。


背景技术：

[0002]
电动汽车技术目前正在迅速发展，电池包、电机以及相关控制器是纯电动汽车的主要发热元件，在高温环境下，上述元件需要进行散热降温以保证车辆的使用安全性，在低温环境下需要进行加热保温，以提高整车性能和能量使用效率，同时为保证乘员的舒适性，需要对乘员舱进行加热或制冷。
[0003]
而目前，电动汽车热管理技术主要分为：乘员舱冷热空调、电池冷却与加热、电机及车载功率部件的冷却三部分。其中，授权公告号为“cn209274301u”的实用新型专利，公开了一种用于电动车辆热管理系统，包括热泵空调回路、电池包冷却系统回路和电机冷却系统回路，其中电池冷却回路通过电池冷却器和换热器2与热泵空调系统结合在一起，电机冷却系统回路通过换热器13与热泵空调系统结合在一起，同时，可以用热泵空调系统中的辅助暖风芯体21可以用于回收电机电控和电池包的能量，实现了电机和点电池热量的充分利用，节省了整车能量。但是，该专利中的管路连接过于复杂，也容易出现故障，而且对于有些车辆的乘客舱对制冷和制热需求较低，显然使用现有技术中的热管理系统导致车辆成本高。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是提供一种电动车辆的热管理系统，以解决现有技术中的电动车辆热管理系统管路复杂、容易出现故障以及成本高的问题。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型的一种电动车辆的热管理系统的技术方案：
[0006]
包括电机散热回路和电池液冷回路，还包括：
[0007]
空调制冷回路，包括蒸发器和冷凝器，设置于乘客区内，用于对乘客区制冷；
[0008]
乘客区制热回路，用于乘客区供暖；
[0009]
第一换向阀，包括第一通路口、第二通路口、第三通路口和第四通路口，具有第一工位和第二工位；
[0010]
所述的第一通路口和第三通路口连接电机散热回路，第二通路口和第四通路口连接乘客区制热回路；
[0011]
所述第一换向阀处于第一工位，第一通路口和第三通路口连通，第二通路口和第四通路口连通，使电机散热回路和乘客区制热回路相互独立；
[0012]
所述第一换向阀处于第二工位，第一通路口和第二通路口连通，第三通路口和第四通路口连通，使电机散热回路和乘客区制热回路串接。
[0013]
本实用新型的有益效果是：本实用新型的电动车辆的热管理系统的技术方案，通过设置的具有第一工作位置和第二工作位置的第一换向阀，实现电机散热回路与乘客舱制热回路的独立工作和协调工作，实现了电机热量的充分利用；同时单冷空调制冷回路的设
置，使得热管理系统的结构简单、成本低廉。
[0014]
进一步的，所述乘客区制热回路包括第一水泵、第一加热器和第一换热器，所述第一换向阀设置在第一加热器的下游的管路上。
[0015]
进一步的，所述空调制冷回路还包括第二换热器，串联于冷凝器所在的管路中，用于与电池液冷回路进行热交换。
[0016]
进一步的，所述电机散热回路包括电机、第一截止阀、第三换热器、风扇、第二水泵，所述第一换向阀设置在第三换热器下游的管路上。
[0017]
进一步的，所述电池液冷回路包括电池箱、第二加热器、第三水泵。
[0018]
进一步的，还包括：第二换向阀，包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，具有第三工位和第四工位；
[0019]
所述的第一阀口和第三阀口连接电机散热回路，第二阀口和第四阀路口连接电池液冷回路；
[0020]
所述第二换向阀处于第三工位，第一阀口和第三阀口连通，第二阀口和第四阀口连通，使电机散热回路和电池液冷回路相互独立；
[0021]
所述第二换向阀处于四工位，第一阀口和第二阀口连通，第三阀口和第四阀口连通，使电机散热回路和电池液冷回路串接。
[0022]
进一步的，还包括：
[0023]
第四换热器，用于电机散热回路与电池液冷回路进行热交换。
[0024]
进一步的，所述电机散热回路还设有支路，用于旁路所述电机、电机控制器和第一截止阀所在的管路。
附图说明
[0025]
图1是本实用新型电动车辆的热管理系统实施例一的示意图；
[0026]
图2是本实用新型电动车辆的热管理系统实施例二的示意图；
[0027]
附图标记：1-第一截止阀，2-第二截止阀，3-电机控制器，4-电机，5-第一换热器，6-第一水泵，7-第一加热器，8-第三换热器，9-风扇，10-第一换向阀，11-第二换向阀，12-第二水泵，13-压缩机，14-冷凝器，15-蒸发器，16-第一膨胀阀，17-第二膨胀阀，18-第二换热器，19-电池箱，20-第二加热器，21-第三水泵，22-控制阀，23-第四换热器。
具体实施方式
[0028]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。
[0029]
电动车辆的热管理系统实施例一
[0030]
本实施例提供的一种电动车辆的热管理系统，如图1所示，该电动车辆的热管理系统包括四个回路、第一换向阀10、第二换向阀11和第二换热器18。
[0031]
具体的，本实施例中的四个回路分别为电机散热回路、乘客区制热回路、空调制冷回路和电池液冷回路。
[0032]
其中，电机散热回路：第一截止阀1、电机控制器3、电机4、第三换热器8、风扇9和第
二水泵12。其中，电机散热回路还包括第二截止阀2，第二截止阀2所在的管路用于旁路第一截止阀1、电机控制器3和电机4所在的管路。
[0033]
乘客区制热回路：第一换热器5、第一水泵6和第一加热器7。
[0034]
空调制冷回路：压缩机13、冷凝器14、蒸发器15和第一膨胀阀16。
[0035]
电池液冷回路：电池箱19、第二加热器20、第三水泵21和控制阀22。
[0036]
本实施例中的第二换热器18，与冷凝器14串接，且与蒸发器15、第一膨胀阀16所在的管路并联，用于空调制冷回路与电池液冷回路进行热交换。
[0037]
本实施例中的第一换向阀10包括四个通路口：第一通路口、第二通路口、第三通路口和第四通路口；第一换向阀10具有两个工位，即第一工位和第二工位。
[0038]
其中的第一通路口和第三通路口设置在电机散热回路中的第三换热器8的下游处，第二通路口和第四通路口设置在乘客区制热回路中的第一换热器5与第一水泵6之间。
[0039]
当第一换向阀10处于第一工位，第一通路口和第三通路口连通，第二通路口和第四通路口连通，使电机散热回路和乘客区制热回路相互独立工作；当第一换向阀10处于第二工位，第一通路口和第二通路口连通，第三通路口和第四通路口连通，使电机散热回路和乘客区制热回路串接，形成循环回路。
[0040]
本实施例中的第二换向阀11包括四个阀口：第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，其中的第一阀口和第三阀口设置在第一换向阀10与电机散热回路中的第二水泵12之间，第二阀口和第四阀口设置在电池液冷回路中的电池箱19的下游处。
[0041]
该第二换向阀11具有两个工位，即第三工位和第四工位。当第二换向阀11处于第三工位，第一阀口和第三阀口连通，第二阀口和第四阀口连通，使电机散热回路和电池液冷回路相互独立工作；当第二换向阀11处于第四工位，第一阀口和第二阀口连通，第三阀口和第四阀口连通，使电机散热回路和电池液冷回路串接，形成循环回路。
[0042]
需要说明的是，上述第一换向阀10和第二换向阀11可以为二位四通阀，也可以是三位四通阀，且两换向阀的具体位置可以根据实际情况进行设置，如第一换向阀10可以设置在第三换热器8的上游处。也即第一换向阀10和第二换向阀11并不局限于上述实施例中的具体位置。
[0043]
本实施例中，图1中示出的a口、b口、c口和d口分别对应第一换向阀10的第一通路口、第二通路口、第三通路口和第四通路口；a口、b口、c口和d口分别对应第二换向阀11的第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口。
[0044]
本实施例所提供的热管理系统具有15种工作模式，以下对每一种工作模式的具体情况进行介绍：
[0045]
工作模式1，乘客区制冷：
[0046]
当电动车辆只有乘客区制冷需求，电池及电机无热管理调节需要时，压缩机13开启，第一膨胀阀16开启，经压缩机13压缩后的高温高压制冷剂经过冷凝器14后，进入设置在乘客区内的蒸发器15对乘客进行空调冷却。
[0047]
工作模式2，乘客区制冷，电机冷却：
[0048]
当电动车辆中有乘客区制冷和电机冷却需求时，电池无热管理调节需要时，压缩机13开启，第一膨胀阀16开启，乘客区开启空调冷却；同时，第二水泵12开启，第一截止阀1开启，第二截止阀2关闭，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和c口接通，并
开启风扇9进行冷却。
[0049]
工作模式3，乘客区制热：
[0050]
当系统中只有乘客区制热需求，电池及电机无热管理调节需要时，当环境温度＞10℃时，乘客区制热需求较低时，第二水泵12开启，第一换向阀10的c口和d口接通，a和b口接通，第二换向阀11的a口和c口接通，风扇9不开启，开启电机4预热给乘客区制热。
[0051]
当环境温度≤10℃时，乘客区制热需求较高时，此时，第一水泵6开启，第一换向阀10的b口和d口接通，乘客区开启第一加热器7制热。
[0052]
工作模式4，乘客区制热，电机冷却：
[0053]
当系统中有乘客区制热和电机冷却需求，电池无热管理调节需要时，第一水泵6开启，第一换向阀10的b口和d口接通，乘客区开启第一加热器7制热。
[0054]
同时，第二水泵12开启，第一截止阀1开启，第二截止阀2关闭，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和c口接通，电机4开启风扇9冷却。
[0055]
工作模式5，电机冷却：
[0056]
当系统中只有电机冷却需求，电池和乘客区无热管理调节需要时，第二水泵12开启，第一截止阀1开启，第二截止阀2关闭，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和c口接通，电机4开启风扇9冷却。
[0057]
工作模式6，电池冷却：
[0058]
当系统中只有电池冷却需求，电机和乘客区无热管理调节需要时，当环境温度＞10℃时，第三水泵21开启，第二换向阀11的a口和c口接通，压缩机13开启，第二膨胀阀17开启，空调启动，经过冷凝器，将制冷剂送入第二换热器18中，给电池箱19冷却。
[0059]
当环境温度≤10℃时，第二水泵12开启，第二截止阀2开启，第一截止阀1关闭，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和b口接通，c口和d口接通，开启风扇9进行电池箱19的冷却。
[0060]
工作模式7，电池冷却，乘客区制冷：
[0061]
当系统中有电池冷却及乘客区制冷需求，电机无热管理调节需要时，当环境温度＞10℃时，第三水泵21开启，第二换向阀11的b口和d口接通，压缩机13开启，第一膨胀阀16和第二膨胀阀17开启，空调启动分别给电池和乘客区冷却。
[0062]
当环境温度≤10℃时，第二水泵12开启，第二截止阀2开启，第一截止阀1关闭，第二换向阀11的a口和b口接通，c口和d口接通，第一换向阀10的a口和c口接通，开启风扇9进行电池冷却。
[0063]
同时，压缩机13开启，第一膨胀阀16开启，空调启动给乘客区冷却。
[0064]
工作模式8，电池冷却，乘客区制冷，电机冷却：
[0065]
当系统中有电池冷却、乘客区制冷及电机冷却需求时，第三水泵21开启，第二换向阀11的b口和d口接通，压缩机13开启，第一膨胀阀16和第二膨胀阀17开启，空调启动给电池和乘客区冷却。
[0066]
第二水泵12开启，第一截止阀1开启，第二截止阀2关闭，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和c口接通，电机4开启风扇9冷却。
[0067]
工作模式9，电池冷却，电机冷却：
[0068]
当系统中有电池冷却及电机冷却需求时，第三水泵21开启，第二换向阀11的b口和
d口接通，压缩机13开启，第二膨胀阀17开启，空调启动给电池冷却。
[0069]
第二水泵12开启，第一截止阀1开启，第二截止阀2关闭，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和c口接通，电机4开启风扇9冷却。
[0070]
工作模式10，电池冷却，乘客区制热：
[0071]
当系统中有电池冷却及乘客区制热需求，电机无热管理调节需要时，当环境温度＞10℃时，第三水泵21开启，第二换向阀11的b口和d口接通，压缩机13开启，第二膨胀阀17开启，空调启动给电池箱19冷却；
[0072]
第二水泵12开启，第一换向阀10的a口和b口接通，c口和d口接通，第二换向阀11的a口和c口接通,风扇9不开启，开启电机预热给乘客区制热。
[0073]
当环境温度≤10℃时，第二水泵12开启，第二截止阀2开启，第一截止阀1关闭，第二换向阀11的a口和b口接通，c口和d口接通，第一换向阀10的a口和c口接通，开启风扇9进行电池箱19的冷却。
[0074]
第一水泵6开启，第一换向阀10的b口和d口接通，乘客区开启第一加热器7制热。
[0075]
工作模式11，电池冷却，乘客区制热，电机冷却：
[0076]
当系统中有电池冷却、乘客区制热及电机冷却需求时，第三水泵21开启，第二换向阀11的b口和d口接通，压缩机13开启，第二膨胀阀17开启，空调启动给电池箱19冷却；
[0077]
第一水泵6开启，第一换向阀10的b口和d口接通，乘客区开启第一加热器7制热。
[0078]
第二水泵12开启，第一截止阀1开启，第二截止阀2关闭，第二换向阀11的a口和c口接通，第一换向阀10的a口和c口接通，电机4开启风扇9冷却。
[0079]
工作模式12，电池加热：
[0080]
当系统中只有电池加热需求时，第二加热器20开启，第二水泵2开启，第二换向阀11的a口和b口接通，c口和d口接通，第一换向阀10的a口和c口接通，风扇9不开启，电机4预热和第二加热器20给电池箱19加热。
[0081]
工作模式13，电池加热，电机冷却：
[0082]
当系统中有电池加热和电机冷却需求时，第二换向阀11的b口和d口接通，开启第二加热器20给电池箱19加热；
[0083]
第二水泵12开启，第一截止阀1开启，第二截止阀2关闭，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和c口接通，电机4开启风扇9冷却。
[0084]
工作模式14，电池加热，乘客区制热：
[0085]
当系统中有电池加热和乘客区制热需求时，第二加热器20开启，第二水泵12开启，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和b口接通，c口和d口，风扇9不开启，电机4预热和第二加热器20给电池箱19加热；
[0086]
第一水泵6开启，第一换向阀10的b口和d口接通，乘客区开启第一加热器7制热。
[0087]
工作模式15，电池加热，乘客区制热，电机冷却：
[0088]
当系统中有电池加热和乘客区制热需求时，第二加热器20开启给电池箱19制热；第一水泵6开启，第一换向阀10的b口和d口接通，乘客区开启第一加热器7制热。
[0089]
同时，第二水泵12开启，第一截止阀1开启，第二截止阀2关闭，第一换向阀10的a口和c口接通，第二换向阀11的a口和c口接通，电机4开启风扇9冷却。
[0090]
电动车辆的热管理系统实施例二
[0091]
本实施例与上述的电动车辆的热管理系统实施例一的不同之处在于：如图2所示，电池冷却液回路通过第四换热器23与电机散热回路进行热交换。
[0092]
也就是说，本实施例中是通过第四换热器23，进行电机散热回路对电池进行冷却、制热的实现。
[0093]
至于该实施例中的热管理系统的具体工作模式，与电动车辆的热管理系统实施一中的工作模式基本相同，此处不再过多赘述。
[0094]
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除