一种纯电动汽车的热管理耦合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种纯电动汽车的热管理耦合系统，包括电机冷却系统、电池热管理系统和空调系统，空调系统和电机冷却系统之间连接有第一耦合管路，电机冷却系统和电池热管理系统之间连接有第二耦合管路，第一耦合管路连接有可控制其接通和关闭的第一耦合管路控制电磁阀，第二耦合管路连接有可控制其接通和关闭的第二耦合管路控制电磁阀。通过将空调系统，电池热管理系统和电机冷却系统相互耦合，使整车三个系统的热量可以充分相互利用，减少运行过程中单个系统冷却或加热对电池能量的需求。通过两通电磁阀、三通电磁阀和两个截止阀的结构实现了对三个系统的分别控制和整体控制。

A coupling system of thermal management for pure electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动汽车的热管理耦合系统
本专利技术涉及汽车制造
，具体地指一种纯电动汽车的热管理耦合系统。
技术介绍
纯电动汽车整车冷却系统一般由电机冷却系统、电池热管理系统和空调系统组成。目前纯电动汽车上许多技术仍在摸索阶段，三个冷却系统常常被独立设计，互不影响，浪费了许多潜在的能源。电池作为纯电动汽车唯一的能量来源，其运行状态直接影响整车的性能。由于纯电动汽车运行工况复杂，电池要承受高温、低温等恶劣的工作环境。研究表明，电池对工作环境温度较为敏感。高温时，电池材料老化速度加快，循环使用寿命迅速衰减；低温时，电池充放电容量减少，长时间在低温状态下工作，电池将会出现不可逆的容量衰减。电机冷却系统工作环境温度范围较大，但是过高的温度会影响电机的寿命，故在高温时需进行强制散热；空调系统的性能直接影响乘员舱的舒适性，并且纯电动汽车空调运行需要耗费大量的电能。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种能最大限度利用能源、满足整车冷却系统工作要求的纯电动汽车的热管理耦合系统。为实现此目的，本专利技术所设计的纯电动汽车的热管理耦合系统，包括电机冷却系统、电池热管理系统和空调系统，其特征在于：所述空调系统和所述电机冷却系统之间连接有第一耦合管路，所述电机冷却系统和所述电池热管理系统之间连接有第二耦合管路，所述第一耦合管路连接有可控制其接通和关闭的第一耦合管路控制电磁阀，所述第二耦合管路连接有可控制其接通和关闭的第二耦合管路控制电磁阀。进一步的，所述空调系统包括制冷剂循环回路和冷却液循环回路，所述制冷剂循环回路和冷却液循环回路共用空调和水冷凝器；所述冷却液循环回路与所述电机冷却系统之间连接有所述第一耦合管路。进一步的，所述制冷剂循环回路包括蒸发冷凝器、蒸发冷凝器膨胀阀、第一中间换热器、第二中间换热器、空调压缩机、空调膨胀阀、空调、水冷凝器、冷水机膨胀阀、冷水机和制冷剂循环连接管路，所述制冷剂循环连接管路连接有控制所述制冷剂循环回路制冷或制热的截止阀。进一步的，所述制冷剂循环连接管路包括第一制冷剂循环连接管、第二制冷剂循环连接管、第三制冷剂循环连接管、第四制冷剂循环连接管和冷水机膨胀阀管路；所述第一制冷剂循环连接管依次连接所述蒸发冷凝器的制冷剂出口、蒸发冷凝器膨胀阀、第一中间换热器、空调压缩机和水冷凝器的制冷剂入口；所述第二制冷剂循环连接管依次连接所述水冷凝器的制冷剂出口、第一中间换热器、第二中间换热器、空调膨胀阀和空调的制冷剂入口；所述第三制冷剂循环连接管依次连接所述空调的制冷剂出口、蒸发冷凝器膨胀阀和蒸发冷凝器的制冷剂入口；所述第四制冷剂循环连接管依次连接所述空调的制冷剂出口、第二中间换热器和第一中间换热器的制冷剂入口；所述冷水机膨胀阀管路包括连接所述第二中间换热器的制冷剂出口和所述冷水机膨胀阀的制冷剂入口的第一冷水机膨胀阀连接管及连接所述冷水机膨胀阀的制冷剂出口和所述第二中间换热器的制冷剂入口的第二冷水机膨胀阀连接管。进一步的，所述截止阀包括通过管路连接于所述第三制冷剂循环连接管上、与所述蒸发冷凝器膨胀阀并联的第一截止阀和连接于所述第四制冷剂循环连接管上的第二截止阀。进一步的，所述冷却液循环回路包括空调、单向阀、冷却液电动水泵、水冷凝器、水PTC和冷却液循环回路连接管，所述冷却液循环回路连接管依次连接所述空调的冷却液出水口、单向阀、冷却液电动水泵、水冷凝器、水PTC和空调的冷却液进水口。进一步的，所述电机冷却系统包括电机及控制器系统、电机冷却液电动水泵、散热器、车载充电机和电机冷却系统连接管；所述电机冷却系统连接管依次连接所述电机及控制器系统的冷却液出口、电机冷却液电动水泵、散热器、车载充电机和电机及控制器系统的冷却液入口。进一步的，所述第一耦合管路包括连接所述空调的冷却液出口和所述电机及控制器系统的冷却液出口的第一耦合管路进水管、连接所述车载充电机的冷却液入口和所述冷却液电动水泵的冷却液入口的第一耦合管路回水管；所述第一耦合管路控制电磁阀为连接于所述第一耦合管路回水管上的两通电磁阀。进一步的，所述电池热管理系统包括冷水机、电池水冷板、电池热管理系统水泵和电池热管理系统连接管；所述电池热管理系统连接管依次连接所述冷水机的冷却液出口、电池水冷板、电池热管理系统水泵和冷水机的冷却液入口。更进一步的，所述第二耦合管路包括连接于所述电池水冷板的冷却液出口和所述散热器的冷却液出口的第二耦合管路进水管、连接所述电机冷却液电动水泵的冷却液入口和所述电池热管理系统水泵的冷却液入口的第二耦合管路回水管；所述第二耦合管路控制电磁阀为连接在所述电池热管理系统连接管与所述第二耦合管路进水管连接处的三通电磁阀。本专利技术的有益效果是：通过将空调系统，电池热管理系统和电机冷却系统相互耦合，使整车三个系统的热量可以充分相互利用，减少运行过程中单个系统冷却或加热对电池能量的需求。通过两通电磁阀、三通电磁阀和两个截止阀的结构实现了对三个系统的分别控制和整体控制。采用水冷方式冷却电池，避免了风冷带来的气动躁声，并降低了电池热管理系统对整车布置的要求。附图说明图1为本专利技术所设计的耦合系统的连接示意图；图2为本专利技术中电机冷却系统仅对电机进行冷却的循环回路图；图3为本专利技术中电机冷却系统通过第二耦合管路对电池进行冷却的循环回路图；图4为本专利技术中电机冷却系统通过第一耦合管路对电池进行冷却的循环回路图；图5为本专利技术中空调仅制热时的循环回路图；图6为本专利技术中空调系统制热时通过第一耦合管路和第二耦合管路对电池进行加热的循环回路图；图7为本专利技术中空调系统制冷时，通过第一耦合管路对电机进行冷却的循环回路图；图8为本专利技术中空调系统制冷时，通过第一耦合管路和第二耦合管路分别对电机和电池进行冷却的循环回路图；其中，1—蒸发冷凝器，2—蒸发冷凝器膨胀阀，3—第一截止阀，4—第一中间换热器，5—第二中间换热器，6—空调压缩机，7—第二截止阀，8—空调膨胀阀，9—空调，10—单向阀，11—冷却液电动水泵，12—水冷凝器，13—水PTC，14—散热器，15—车载充电机，16—电机及控制器系统，17—电机冷却液电动水泵，18—冷水机膨胀阀，19—冷水机，20—电池热管理系统水泵，21—电池水冷板，22—第二耦合管路控制电磁阀，23—第一耦合管路控制电磁阀，24—第一制冷剂循环连接管，25—第二制冷剂循环连接管，26—第三制冷剂循环连接管，27—第四制冷剂循环连接管，28—冷却液循环回路连接管，29—电机冷却系统连接管，30—第一耦合管路进水管，31—第一耦合管路回水管，32—电池热管理系统连接管，33—第二耦合管路进水管，34—第二耦合管路回水管，35—第一冷水机膨胀阀连接管，36—第二冷水机膨胀阀连接管。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示的纯电动汽车的热管理耦合系统，包括电机冷却系统、电池热管理系统和空调系统，空调系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电动汽车的热管理耦合系统，包括电机冷却系统、电池热管理系统和空调系统，其特征在于：所述空调系统和所述电机冷却系统之间连接有第一耦合管路，所述电机冷却系统和所述电池热管理系统之间连接有第二耦合管路，所述第一耦合管路连接有可控制其接通和关闭的第一耦合管路控制电磁阀(23)，所述第二耦合管路连接有可控制其接通和关闭的第二耦合管路控制电磁阀(22)。/n

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车的热管理耦合系统，包括电机冷却系统、电池热管理系统和空调系统，其特征在于：所述空调系统和所述电机冷却系统之间连接有第一耦合管路，所述电机冷却系统和所述电池热管理系统之间连接有第二耦合管路，所述第一耦合管路连接有可控制其接通和关闭的第一耦合管路控制电磁阀(23)，所述第二耦合管路连接有可控制其接通和关闭的第二耦合管路控制电磁阀(22)。


2.如权利要求1所述的纯电动汽车的热管理耦合系统，其特征在于：所述空调系统包括制冷剂循环回路和冷却液循环回路，所述制冷剂循环回路和冷却液循环回路共用空调(9)和水冷凝器(12)；所述冷却液循环回路与所述电机冷却系统之间连接有所述第一耦合管路。


3.如权利要求2所述的纯电动汽车的热管理耦合系统，其特征在于：所述制冷剂循环回路包括蒸发冷凝器(1)、蒸发冷凝器膨胀阀(2)、第一中间换热器(4)、第二中间换热器(5)、空调压缩机(6)、空调膨胀阀(8)、空调(9)、水冷凝器(12)、冷水机膨胀阀(18)、冷水机(19)和制冷剂循环连接管路，所述制冷剂循环连接管路连接有控制所述制冷剂循环回路制冷或制热的截止阀。


4.如权利要求3所述的纯电动汽车的热管理耦合系统，其特征在于：所述制冷剂循环连接管路包括第一制冷剂循环连接管(24)、第二制冷剂循环连接管(25)、第三制冷剂循环连接管(26)、第四制冷剂循环连接管(27)和冷水机膨胀阀管路；
所述第一制冷剂循环连接管(24)依次连接所述蒸发冷凝器(1)的制冷剂出口、蒸发冷凝器膨胀阀(2)、第一中间换热器(4)、空调压缩机(6)和水冷凝器(12)的制冷剂入口；
所述第二制冷剂循环连接管(25)依次连接所述水冷凝器(12)的制冷剂出口、第一中间换热器(4)、第二中间换热器(5)、空调膨胀阀(8)和空调(9)的制冷剂入口；
所述第三制冷剂循环连接管(26)依次连接所述空调(9)的制冷剂出口、蒸发冷凝器膨胀阀(2)和蒸发冷凝器(1)的制冷剂入口；
所述第四制冷剂循环连接管(27)依次连接所述空调(9)的制冷剂出口、第二中间换热器(5)和第一中间换热器(4)的制冷剂入口；
所述冷水机膨胀阀管路包括连接所述第二中间换热器(5)的制冷剂出口和所述冷水机膨胀阀(18)的制冷剂入口的第一冷水机膨胀阀连接管(35)及连接所述冷水机膨胀阀(18)的制冷剂出口和所述第二中间换热器(5)的制冷剂入口的第二冷水机膨胀阀连接管(36)。


5.如权利要求4所述的纯电动汽车的热管理耦合系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐，万鑫，陈涛，陈志勇，殷生岱，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42