一种电动汽车热管理系统以及其车辆技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车热管理系统以及车辆，属于电动汽车热管理领域。所述电动汽车热管理系统包括蒸汽压缩循环回路和冷却液循环回路，回路之间相互耦合，可对系统中的乘员舱、电池包、驱动电机、逆变器、充电器、电控单元进行耦合热管理。系统中的三通阀、四通阀、节流阀可以根据不同的热管理策略使系统回路进行耦合与切换，从而实现乘员舱制冷/制热；电池包散热/加热；电控、电机、逆变器、充电器散热；余热回收；低温加热；冬季除霜等功能。本发明专利技术提供的电动汽车热管理系统结构紧凑，功能完善，能量利用率高，能够有效应对各种环境温度下的电动汽车热管理需求。动汽车热管理需求。动汽车热管理需求。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车热管理系统以及其车辆


[0001]本专利技术涉及电动汽车热管理领域，尤其涉及一种电动汽车热管理系统以及其车辆。

技术介绍

[0002]随着全球气候变暖、温室效应加重、化石燃料的过度消耗以及不可再生能源的逐渐枯竭，全球社会正在努力发展清洁能源汽车技术。电动汽车以其成熟的技术、低排放、经济效应好、能源可再生等优点，从一众新能源汽车中脱颖而出，成为未来汽车领域的重要发展方向之一。与传统车辆类似，电动汽车也面临着车辆热管理问题，例如乘员舱的热管理和传动链设备的热管理。但是电动汽车能源来源与化石燃料不同，其热管理设备对电能的消耗问题比传统车辆更大，并且电动车辆面临严峻的里程焦虑问题，需要更加节能、高效、完善的热管理系统。
[0003]目前电动汽车的热管理系统偏向于传统车辆的热管理系统的单一回路模式，即存在多个独立的热管理回路分别对乘员舱、电池包、传动链进行热管理。例如专利技术专利“一种电动汽车热管理系统及电动汽车(CN114905925A)，提出的一种电动汽车热管理系统，其制冷剂回路、水加热回路、水冷却回路相对独立，彼此之间通过换热器耦合，回路功能单一，系统耦合程度低。该热管理系统模式的缺点在于系统数量多，成本大，效率低。系统与系统之间没有过多的联系，导致车辆的热量利用效率较为低下，能耗较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种集成式电动汽车整车热管理系统以及其控制方法。该热管理系统将蒸汽压缩循环系统与冷却液循环系统耦合，可对系统中的乘员舱、电池包、驱动电机、逆变器、充电器、电控单元进行耦合热管理。该热管理系统可实现乘员舱制冷/制热；电池包散热/加热；电控、电机、逆变器、充电器散热；余热回收；低温加热；冬季除霜等功能。
[0005]为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的一种电动汽车热管理系统，包括蒸汽压缩循环系统和冷却液循环系统。蒸汽压缩循环系统，所述蒸汽压缩循环系统包括室外换热器及与其第一风扇、板式换热器、室内换热器及其第二风扇、阀门系统、集液器和压缩机，室外换热器、板式换热器和室内换热器并联，集液器与室外换热器、板式换热器和室内换热器均能连通，且集液器的出口端与压缩机的进口端相连，阀门系统包括电子膨胀阀、多个三通阀和节流阀，设置在管道的相应位置处；
[0006]冷却液循环系统，包括电池冷却液循环子系统和驱动链冷却液循环子系统，电池冷却液循环子系统包括与板式换热器连接形成回路的电池包、四通换向阀、第二水泵和水暖PTC加热器，驱动链冷却液循环子系统包括室外散热器、驱动电机、逆变器、电控单元、水箱、充电器、第一水泵、T型三通阀，室外散热器、驱动电机、逆变器、电控单元、水箱、充电器、第一水泵和四通换向阀形成串联回路，通过四通换向阀实现电池冷却液循环子系统和驱动
链冷却液循环子系统的分离和耦合，且T型三通阀和T型三通阀分别位于室外散热器的两端以实现室外散热器的旁通。
[0007]优选地，蒸汽压缩循环系统还包括两个压力温度传感器，两个所述压力温度传感器别连接在压缩机的进气口和出气口。
[0008]优选地，所述蒸汽压缩循环系统是一个三换热器热泵系统，其中，室外换热器、板式换热器、室内换热器均可以作为蒸发器或冷凝器工作，从而实现制冷剂的蒸发吸热或冷凝放热功能。
[0009]具体地，室外换热器的作用是进行车辆与环境空气之间的热交换。当室外换热器作为蒸发器工作时，制冷剂在其内部蒸发，从环境空气中吸收热量；当室外换热器作为冷凝器工作时，制冷剂在其内部冷凝，将热量释放至环境空气中。
[0010]板式换热器将蒸汽压缩循环系统与冷却液循环系统耦合，其功能是在制冷剂的作用下进行热量的传递。当板式换热器作为蒸发器使用时，制冷剂在其内部蒸发，从冷却液循环系统中吸收热量；当板式换热器作为冷凝器使用时，制冷剂在其内部冷凝，将热量释放至冷却液循环系统中。
[0011]室内换热器的作用是进行乘员舱与蒸汽压缩循环系统之间的热交换。当室内换热器作为蒸发器工作时，制冷剂在其内部蒸发，从乘员舱中吸收热量；当室内换热器作为冷凝器工作时，制冷剂在其内部冷凝，将热量释放至乘员舱中。
[0012]蒸汽压缩循环系统中的阀门系统的作用是控制换热器的制冷剂流量、切换系统的工作模式。
[0013]所述驱动链冷却液循环子系统包括室外散热器、驱动电机、逆变器、电控单元、水箱、充电器、四通换向阀、水泵、T型三通阀。优选地，上述设备由冷却液循环系统回路串联在一起，通过室外散热器进行散热。风扇可以为室外散热器提供额外的风速，并进行多档位调节以增加或减少风速。
[0014]根据本专利技术实施例的电动汽车热管理系统，其可以配置为第一加热模式、第二加热模式、第一冷却模式、第二冷却模式。
[0015]系统配置为所述第一加热模式时，蒸汽压缩循环系统中的板式换热器和室内换热器作为冷凝器工作，室外换热器作为蒸发器工作。驱动链冷却液循环子系统在四通换向阀的作用下与电池冷却液循环子系统分离。
[0016]系统配置为所述第二加热模式时，蒸汽压缩循环系统中的板式换热器和室外换热器作为蒸发器工作，室内换热器作为冷凝器工作。驱动链冷却液循环子系统在四通换向阀的作用下与电池冷却液循环子系统耦合。
[0017]系统配置为所述第一冷却模式时，蒸汽压缩循环系统中板式换热器和室内换热器作为蒸发器工作，室外换热器作为冷凝器工作。驱动链冷却液循环子系统在四通换向阀的作用下与电池冷却液循环子系统分离。
[0018]系统配置为所述第二冷却模式时，蒸汽压缩循环系统中板式换热器和室内换热器作为蒸发器工作，室外换热器作为冷凝器工作。驱动链冷却液循环子系统在四通换向阀126的作用下与电池冷却液循环子系统耦合。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少是：
[0020]1、本专利技术提供的电动汽车热管理系统相较于现有的系统集成度更高、能量利用效
率高、能够适应各种工况。
[0021]2、本专利技术提供的电动汽车热管理系统采用蒸汽压缩循环回路与冷却液循环回路耦合的方式，将车辆的各个热管理对象耦合在一起，通过系统的阀门转换实现多功能的热管理方案。
[0022]3、本专利技术提供的电动汽车热管理系统能够有效地利用各种热源，包括环境热量、乘员舱热量、驱动链设备热量，实现热量的高效利用。例如冬季的快速加热、余热回收；夏季的高效制冷、节能冷却。可根据不同的工况切换热管理方案，减少车辆的能量损耗，提升制冷/制热功率。
[0023]4、本专利技术将电动汽车热管理系统的各个子回路进行充分的耦合，最大效率的利用组件的功能，以实现提高热管理系统能量利用效率，拓展热管理系统功能的目的。
附图说明
[0024]图1是根据本专利技术实施例的电动汽车热管理系统结构示意图；
[0025]图2是根据本专利技术实施例的配置为第一加热模式的电动汽车热管理系统结构示意图；
[0026]图3是根据本专利技术实施例的配置为第二加热模式的电动汽车热管理系统结构示意图；
[0027]图4是根据本专利技术实施例的配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车热管理系统，其特征在于，包括：蒸汽压缩循环系统，所述蒸汽压缩循环系统包括室外换热器(112)及与其第一风扇(113)、板式换热器(114)、室内换热器(119)及其第二风扇(117)、阀门系统、集液器(127)和压缩机(128)，室外换热器(112)、板式换热器(114)和室内换热器(119)并联，集液器(127)与室外换热器(112)、板式换热器(114)和室内换热器(119)均能连通，且集液器(127)的出口端与压缩机(128)的进口端相连，阀门系统包括电子膨胀阀、多个三通阀和节流阀，设置在管道的相应位置处；冷却液循环系统，包括电池冷却液循环子系统和驱动链冷却液循环子系统，电池冷却液循环子系统包括与板式换热器(114)连接形成回路的电池包(115)、四通换向阀(126)、第二水泵(108)和水暖PTC加热器(109)，驱动链冷却液循环子系统包括室外散热器(111)、驱动电机(102)、逆变器(103)、电控单元(104)、水箱(135)、充电器(136)、第一水泵(137)、T型三通阀(101,134)，室外散热器(111)、驱动电机(102)、逆变器(103)、电控单元(104)、水箱(135)、充电器(136)、第一水泵(137)和四通换向阀(126)形成串联回路，通过四通换向阀(126)实现电池冷却液循环子系统和驱动链冷却液循环子系统的分离和耦合，且T型三通阀(101)和T型三通阀(134)分别位于室外散热器(111)的两端以实现室外散热器(111)的旁通。2.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，蒸汽压缩循环系统还包括两个压力温度传感器，两个所述压力温度传感器别连接在压缩机(128)的进气口和出气口。3.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述蒸汽压缩循环系统中的换热介质为制冷剂；所述冷却液循环系统中的换热介质为冷却液。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述阀门系统包括电子膨胀阀(105)、T型三通阀(106,120,121,122,123,124,133)、节流阀(107,110,130,131)、L型三通阀(132)，压缩机(128)的出气口连接在L型三通阀(132)的一端，所述L型三通阀(132)的阀芯能将来自压缩机(128)的制冷剂切换流向T型三通阀(133)或者T型三通阀(123)；所述T型三通阀(133)的构造为一端进，两端出，起到分流制冷剂的作用，T型三通阀(133)的两个出口分别连接到节流阀(130)和节流阀(131)的一端，所述节流阀(130)和节流阀(131)的另一端分别连接到T型三通阀(120)和T型三通阀(122)的一端；所述T型三通阀(120)和T型三通阀(122)的构造为一端进，两端出，起到分流制冷剂的作用，所述T型三通阀(120)的阀芯可以将制冷剂切换流向所述板式换热器(114)的一端或者T型三通阀(121)的一端，所述T型三通阀(122)的阀芯可以将制冷剂切换流向所述室内换热器(119)的一端或者T型三通阀(121)的一端；所述T型三通阀(121)的构造为两端进，一端出，起到合流制冷剂的作用，所述T型三通阀(124)的构造为两端进，一端出，起到合流制冷剂的作用，所述T型三通阀(124)的出口端与集液器(127)的进口端相连，所述集液器(127)的出口端与压缩机的进口端相连；所述板式换热器(114)的制冷剂侧一端与T型三通阀(120)连接，另一端与节流阀(107)连接，所述室内换热器(119)的一端与T型三通阀(122)连接，另一端与节流阀(110)连接；所述T型三通阀(106)的构造为两端进，一端出，起到合流制冷剂的作用，所述T型三通阀(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓彬，上官文斌，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：