用于车辆的热管理系统技术方案

提供一种用于包括牵引蓄电池的车辆的热管理系统。所述热管理系统包括制冷剂和冷却子系统。所述冷却子系统包括提供所述车辆的乘客座舱的热管理的座舱冷却剂回路、提供所述牵引蓄电池的热管理的蓄电池冷却剂回路和提供所述车辆的动力传动系和功率电子器件的热管理的动力传动系冷却剂回路。所述座舱、蓄电池和动力传动系冷却剂回路经由冷却剂比例阀和流体管线互连。体管线互连。体管线互连。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的热管理系统

技术介绍

[0001]诸如蓄电池电动车辆(BEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)和强劲混合电动车辆(SHEV)的车辆包含牵引蓄电池组件以充当所述车辆的能源。所述牵引蓄电池组件包括用以帮助管理车辆性能和操作的部件和系统。所述牵引蓄电池组件还包括高电压部件。然而，被设计成部分或完全电气驱动的车辆可能无法从内燃机获得足够余热来提供座舱加热，因此需要额外热系统功能。
[0002]期望提供一种如下热管理系统：其可靠且高效地控制各种车辆部件和/或子系统的温度以提供舒适用户操作体验，以允许最佳车辆性能并提供可靠且耐用车辆。

技术实现思路

[0003]在一些方面中，混合或电动车辆配备有热管理系统，所述热管理系统控制车辆座舱以及一个或多个车辆部件和/或子系统（诸如高电压牵引蓄电池、蓄电池管理系统、动力系统、车辆控制器和功率电子器件等等）的温度。
[0004]在一些方面中，一种用于车辆的液体和制冷剂热管理系统被配置成在环境空气、一个或多个动力传动系、蓄电池与座舱空气之间传递热。所述热管理系统可以包括冷却剂子系统和制冷剂子系统。冷却剂子系统热管理功能和配置包括：
·
用以调整动力传动系冷却剂回路温度的比例散热器旁路
·
用以将热从动力传动系传递到其他部件的比例阀模式
·
通过牵引蓄电池上游的热交换器排热
·
通过作为座舱HVAC系统的一部分的热交换器排热
·
通过通常称为正温度系数加热器(PTC)的电阻加热器加热
·/>通过液冷式冷凝器(LCC)加热
·
用以调整座舱与蓄电池冷却剂回路之间的热交换的比例阀模式
·
座舱和蓄电池冷却剂回路针对质量守恒/流量平衡的被动连接。
[0005]LCC（座舱冷却剂回路中的热交换器）和PTC（座舱冷却剂回路中的电阻加热器）串联允许两个部件同时向所述回路贡献热。
[0006]冷却剂子系统采用一个或多个比例阀来选择性地组合为车辆动力传动系提供加热和/或冷却的车辆动力传动系冷却剂回路、为车辆牵引蓄电池提供加热和/或冷却的蓄电池冷却剂回路和为车辆座舱提供加热和/或冷却的座舱冷却剂回路。比例阀与LCC和PTC组合使用允许系统同时将热带到座舱和蓄电池回路。
[0007]·
制冷剂子系统热管理功能和配置包括：
·
通过液冷式冷凝器(LCC)排热
·
根据环境条件通过热交换器（“前部HX”）排热或加热
·
通过连接到蓄电池冷却剂回路的热交换器加热
·
通过作为用于座舱空气调节的座舱HVAC系统的一部分的热交换器（“蒸发”）去除热。
[0008]在所述热管理系统中，座舱、蓄电池和动力传动系冷却剂回路之间的连接使用比例阀进行。在热管理系统中使用比例阀是有利的，因为比例阀以与输入变化相同的比率提供输出压力或流量的变化，例如如果输入流率加倍，则输出流率也将加倍。另外，到比例阀的输入可以连接到所述阀的一个或多个输出，并且多个输入可以组合成单个输出。
[0009]在一些实施例中，所述热管理系统可以包括带5个端口的冷却剂比例阀(CPV)（5
‑
port CPV）和带3个端口的CPV(3
‑
port CPV)、冷却剂三通接头和多个制冷剂接口，其使得能够实现许多可能操作模式。虽然示出实例性模式以图示功能范围，但是所示模式是说明性的、而非穷尽列举。
[0010]在一些实施例中，所述带5个端口的CPV和带3个端口的CPV可以组合成单个更高功能阀，例如带8个端口的CPV。
[0011]在一些实施例中，提供集成模块，其中用于控制不同车辆系统中的冷却剂和/或制冷剂流量的元件的子集可以并入到在本文中称为“柔性热单元”(FTU)的单个集成设备中。FTU允许从单个设备对数个子系统的热管理，从而降低部件封装要求、降低成本并增加车辆效率。由于FTU减小封装尺寸并降低成本，因此可以添加新功能和部件，其以对于注重节省成本的汽车市场可行的方式增加功能和系统性能。
附图说明
[0012]图1是包括热管理系统的电动车辆的示意图。
[0013]图2A是电动车辆的热管理系统的示意图，其中使用虚线来包围可以并入到FTU中的系统元件的子集。
[0014]图2B是图2A的带三个端口的冷却剂比例阀的放大变型。
[0015]图2C是图2A的带五个端口的冷却剂比例阀的放大变型。
[0016]图3是包括FTU的热管理系统的替代实施例的示意图。
[0017]图4是定义热管理系统的示例性操作模式的表格。
[0018]图5是热管理系统的示例性操作模式的示意图。
[0019]图6是热管理系统的另一示例性操作模式的示意图。
[0020]图7是热管理系统的另一示例性操作模式的示意图。
[0021]图8是热管理系统的另一示例性操作模式的示意图。
[0022]图9是热管理系统的另一示例性操作模式的示意图。
[0023]图10是热管理系统的另一示例性操作模式的示意图。
具体实施方式
[0024]参考图1，电动车辆1包括热管理系统12。电动车辆1可以是蓄电池电动（即，全电动）车辆(BEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)或混合电动车辆(HEV)。照此，电动车辆1包括至少一个用于推进车辆的电动牵引马达3。例如，如图1中所示，电动牵引马达3可以直接或间接地机械耦接以旋转车辆1的一个或多个车轮4（仅示出一个车轮4）。在一些构造中，电动车辆1可以包括内燃机。然而，在部分或全电动驱动模式下，来自内燃机的驱动功率要求减少或消除。在其他构造中，电动车辆1不具有可操作用于推进车辆的内燃机。为了给电动牵引马达3供电，牵引蓄电池5包括在车辆1中。牵引蓄电池5可以是高电压蓄电池（例如，大于100
伏），并且在某些情况下，可能需要冷却或加热。牵引马达3、车轮4以及相关联的控制器和功率电子器件（未示出）在本文中称为车辆动力传动系7。另外，车辆1的容纳车辆乘员的座舱6可以设置有气候控制以获得乘员舒适度。
[0025]参考图2，热管理系统12包括闭环制冷剂子系统20和闭环冷却剂子系统30。制冷剂子系统20在工作流体或“制冷剂”上提供蒸汽
‑
压缩制冷循环。制冷剂子系统20经由冷凝器24促进车辆动力传动系7的热管理，冷凝器24提供到或从周围空间的热传递，并且还与冷却剂子系统30接口连接。冷却剂子系统40采用一个或多个比例阀44、54来选择性地组合经由车辆动力传动系冷却剂回路60的车辆动力传动系热管理、经由蓄电池冷却剂回路50的牵引蓄电池热管理和经由座舱冷却剂回路40的座舱热管理（例如，气候控制）。热管理系统12的操作取决于车辆操作条件、环境条件和（一个或多个）座舱乘员的气候控制要求。现在将详细描述热管理系统12的制冷剂和冷却子系统20、30的特征。
[0026]制冷剂子系统20包括压缩机21。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于包括牵引蓄电池的车辆的热管理系统，所述热管理系统包括：车辆座舱冷却剂回路，其中冷却剂流动路径包括：泵，所述泵输出相对冷的冷却剂，第一单元，所述第一单元从所述泵接收所述相对冷的冷却剂并且被配置成向所述相对冷的冷却剂添加热，第二单元，所述第二单元从所述第一单元接收所述冷却剂并且被配置成向从所述第一单元接收的所述冷却剂添加热，热交换器，所述热交换器从所述第二单元接收所述冷却剂并且被配置成将热传递到车辆座舱和从所述车辆座舱传递热。2. 根据权利要求1所述的热管理系统，其中所述第一单元是从所述热管理系统的制冷剂子系统接收热的热交换器。3. 根据权利要求2所述的热管理系统，其中所述制冷剂子系统与所述车辆座舱冷却剂回路、提供所述牵引蓄电池的热管理的蓄电池冷却剂回路和提供所述车辆的动力传动系的热管理的动力传动系冷却剂回路中的每一者具有互连，并且所述互连经由流体控制阀和流体管线实现。4.根据权利要求2所述的热管理系统，其中所述第一单元是液冷式冷凝器。5.根据权利要求1所述的热管理系统，其中所述第二单元是电阻加热器。6.根据权利要求5所述的热管理系统，其中所述第二单元是正温度系数加热器。7.一种用于包括牵引蓄电池的车辆的热管理系统，所述热管理系统包括：座舱冷却剂回路，其提供所述车辆的乘客座舱的热管理；蓄电池冷却剂回路，其提供所述牵引蓄电池的热管理；以及动力传动系冷却剂回路，其提供所述车辆的动力传动系和功率电子器件的热管理，其中所述座舱冷却剂回路、所述蓄电池冷却剂回路和所述动力传动系冷却剂回路经由流体控制阀和流体管线互连。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：