一种新能源工程机械车辆的热管理系统技术方案

技术编号：43951509 阅读：3 留言：0更新日期：2025-01-07 21:38

本发明专利技术提供了一种新能源工程机械车辆的热管理系统，包括冷媒回路和电机水冷回路，冷媒回路包括压缩机、换热器、气液分离器、冷凝器、蒸发器和热交换板，压缩机通过截止阀、电子膨胀阀等与室外换热器、冷凝器、蒸发器等连通，实现冷媒的循环；电机水冷回路包括离心水泵、待冷却电机、散热器、膨胀水箱，通过离心水泵将冷却水循环输送给待冷却电机进行冷却，同时被加热的冷却水还能作为冷媒回路中的热交换源，充分利用电机余热。该热管理系统将驾驶室制冷、除湿、加热与电机冷却集成，通过集中控制可实现驾驶室制冷、强效除湿、普通除湿、热泵制热、电机冷却等多种工作模式的快速切换，能够满足多种环境下灵活使用控制。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源车辆热管理，具体涉及一种新能源工程机械车辆的热管理系统。

技术介绍

1、高地温隧道是指是指穿越高地温区域的隧道工程，这类隧道通常存在高岩温和高水温条件，导致隧道内气温达到或超过28℃以上，尤其是当隧道出现高温热水突涌时，最高环境可达45℃以上，最高相对湿度接近100％。与普通隧道施工相比，在高温高湿环境下工作的工程机械车辆需要具备更加强大的散热能力，不仅要确保高效的制冷效果，还必须同时满足更高的除湿和除雾要求，因此，对于新能源工程车辆而言，配置一套先进的热管理系统尤为关键。

2、在高温高湿恶劣环境下，新能源工程机械车辆除了要保证强劲的制冷效果，还需要有足够的除湿能力。目前，新能源工程机械车辆的热管理系统存在以下几个缺点：首先，新能源工程车辆通常将电池制冷和驾驶室制冷分为两套独立的制冷系统，这种分离式设计通常导致能源利用效率不高，无法实现系统间的热能共享，导致整体散热和降温效果不理想，整体除湿和降温能力存在不足；其次，在高温高湿的环境下，现有的车辆制冷系统虽然能够提供制冷效果，但除湿能力较为有限，难以有效应对高地温隧道湿热环境中的高湿度问题，导致车内湿度过高，影响舒适性和操作效率；另外，当前使用的热力膨胀阀对外界温度、湿度等条件变化响应较慢，调节速度和灵活性有限，导致制冷系统无法迅速适应环境变化，影响制冷和散热效果，尤其是在极端环境中表现尤为明显；最后，现有车辆的热管理系统整体设计缺乏整合性，无法同时高效处理电池、驾驶室和其他部件的热量需求。这不仅增加了系统复杂性，还增加了维护和管理成本。

<p>3、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种新能源工程机械车辆的热管理系统，该系统通过集中控制可实现驾驶室制冷、强效除湿、热泵制热、电机冷却等多种工作模式，具备在不同环境下的灵活调控能力，尤其适合在高温高湿的施工条件下高效运行。

2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种新能源工程机械车辆的热管理系统，包括冷媒回路和电机水冷回路，所述冷媒回路包括压缩机、换热器、气液分离器、冷凝器、蒸发器和热交换板，所述压缩机分别连接第一截止阀和第二截止阀，所述第一截止阀连接所述冷凝器，所述冷凝器分别连接第三截止阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀，所述第三截止阀分别连接第四截止阀和第一电子膨胀阀，所述第四截止阀连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述压缩机，所述第一电子膨胀阀连接蒸发器，所述蒸发器连接所述气液分离器；所述第二电子膨胀阀连接所述热交换板的冷媒入口，所述热交换板的冷媒出口通过第四截止阀连接所述气液分离器；所述第三电子膨胀阀连接所述换热器；所述第二截止阀连接所述换热器，所述换热器分别连接所述第一电子膨胀阀和所述第四截止阀。

3、所述电机水冷回路包括离心水泵、待冷却电机、散热器、膨胀水箱，所述离心水泵连接所述热交换板热介质入口，所述热交换板热介质出口连接所述待冷切电机，所述待冷却电机分别通过所述膨胀水箱、第一水阀和第二水阀与所述离心水泵连接，所述第二水阀与所述离心水泵之间还连接有所述散热器。

4、进一步地，所述压缩机的出口端设置有温度传感器，所述气液分离器的入口端设置有温度压力传感器，所述换热器的出口端设置有第一压力传感器，所述冷凝器的出口端设置有第二压力传感器。

5、进一步地，所述换热器上设置有第一散热风扇，所述散热器上设置有第二散热风扇。

6、进一步地，所述离心水泵的出水端设置有多合一控制器，所述待冷却电机包括上装电机和底盘电机。

7、进一步地，所述冷凝器外设置有ptc加热模块。

8、进一步地，在驾驶室制冷模式下，所述第二截止阀和所述第一电子膨胀阀打开，所述第一截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀均关闭；所述第二水阀打开，所述第一水阀关闭。

9、进一步地，在驾驶室强化除湿模式下，所述第一截止阀、第三截止阀和第一电子膨胀阀打开，所述第二截止阀、第四截止阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均关闭；所述第二水阀打开，所述第一水阀关闭。

10、进一步地，在驾驶室除湿及制冷模式下，所述第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第一电子膨胀阀打开，所述第四截止阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀关闭；所述第二水阀打开，所述第一水阀关闭。

11、进一步地，在驾驶室空气源制热和辅热模式下，所述第一截止阀、第四截止阀和第三电子膨胀阀打开，所述第二截止阀、第三截止阀、第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀关闭；所述ptc加热模块启动加热；所述离心水泵、第一水阀和第二水阀均关闭。

12、进一步地，在驾驶室水源热泵制热模式下，所述第一截止阀、第四截止阀和第二电子膨胀阀打开，所述第二截止阀、第三截止阀、第一电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均关闭；所述ptc加热模块停止加热；所述第一水阀打开，所述第二水阀关闭。

13、本专利技术的上述方案有如下的有益效果：

14、本专利技术提供的新能源工程机械车辆的热管理系统，将驾驶室制冷、除湿、加热与电机冷却功能集成，通过集中控制，可实现驾驶室制冷、强效除湿、普通除湿、热泵制热、电机冷却等多种工作模式的快速切换，灵活适应多种环境下的使用需求。

15、本专利技术的新能源工程机械车辆的热管理系统通过截止阀与电子膨胀阀的开关可同时针对驾驶室进行制冷和除湿；在驾驶室内温度或者湿度的值任一项超过预设最高阈值时，本系统可切换成为强制冷模式或者强除湿模式，尤其适用于高温高湿隧道施工环境下使用。

16、在驾驶室需要制热时，可通过热交换板有效利用电机产生的余热；当电机产生的热量不够时，也能仅依靠压缩机与ptc加热模块实现快速制热，灵活多样，能够有效节约能源。

17、本专利技术的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，包括冷媒回路和电机水冷回路，所述冷媒回路包括压缩机(1)、换热器(7)、气液分离器(9)、冷凝器(14)、蒸发器(15)和热交换板(20)，所述压缩机(1)分别连接第一截止阀(3)和第二截止阀(4)，所述第一截止阀(3)连接所述冷凝器(14)，所述冷凝器(14)分别连接第三截止阀(5)、第二电子膨胀阀(12)和第三电子膨胀阀(13)，所述第三截止阀(5)连接第四截止阀(6)和第一电子膨胀阀(11)，所述第四截止阀(6)连接所述气液分离器(9)，所述气液分离器(9)连接所述压缩机(1)，所述第一电子膨胀阀(11)连接蒸发器(15)，所述蒸发器(15)连接所述气液分离器(10)；所述第二电子膨胀阀(12)连接所述热交换板(20)的冷媒入口，所述热交换板(20)的冷媒出口通过第四截止阀(6)连接所述气液分离器(9)；所述第三电子膨胀阀(13)连接所述换热器(7)；所述第二截止阀(4)连接所述换热器(7)，所述换热器(7)分别连接所述第一电子膨胀阀(11)和所述第四截止阀(6)；

2.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的

3.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，所述换热器(7)上设置有第一散热风扇(27)，所述散热器(23)上设置有第二散热风扇(28)。

4.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，所述离心水泵(18)的出水端设置有多合一控制器(19)，所述待冷却电机包括上装电机(21)和底盘电机(22)。

5.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，所述冷凝器(14)外设置有PTC加热模块(16)。

6.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，在驾驶室制冷模式下，所述第二截止阀(4)和所述第一电子膨胀阀(11)打开，所述第一截止阀(3)、第三截止阀(5)、第四截止阀(6)、第二电子膨胀阀(12)、第三电子膨胀阀(13)均关闭；所述第二水阀(26)打开，所述第一水阀(25)关闭。

7.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，在驾驶室强化除湿模式下，所述第一截止阀(3)、第三截止阀(5)和第一电子膨胀阀(11)打开，所述第二截止阀(4)、第四截止阀(6)、第二电子膨胀阀(12)和第三电子膨胀阀(13)均关闭；所述第二水阀(26)打开，所述第一水阀(25)关闭。

8.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，在驾驶室除湿及制冷模式下，所述第一截止阀(3)、第二截止阀(4)、第三截止阀(5)和第一电子膨胀阀(11)打开，所述第四截止阀(6)、第二电子膨胀阀(12)和第三电子膨胀阀(13)关闭；所述第二水阀(26)打开，所述第一水阀(25)关闭。

9.根据权利要求5所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，在驾驶室空气源制热和辅热模式下，所述第一截止阀(3)、第四截止阀(6)和第三电子膨胀阀(13)打开，所述第二截止阀(4)、第三截止阀(5)、第一电子膨胀阀(11)和第二电子膨胀阀(12)关闭；所述PTC加热模块(16)启动加热；所述离心水泵(18)、第一水阀(25)和第二水阀(26)均关闭。

10.根据权利要求5所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，在驾驶室水源热泵制热模式下，所述第一截止阀(3)、第四截止阀(6)和第二电子膨胀阀(12)打开，所述第二截止阀(4)、第三截止阀(5)、第一电子膨胀阀(11)和第三电子膨胀阀(13)均关闭；所述PTC加热模块(16)停止加热；所述第一水阀(25)打开，所述第二水阀(26)关闭。

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，所述压缩机(1)的出口端设置有温度传感器(2)，所述气液分离器(9)的入口端设置有温度压力传感器(10)，所述换热器(7)的出口端设置有第一压力传感器(8)，所述冷凝器(14)的出口端设置有第二压力传感器(17)。

5.根据权利要求1所述的新能源工程机械车辆的热管理系统，其特征在于，所述冷凝器(14)外设置有ptc...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧可，程锐，李永毅，梁好玉，杨晓春，罗武装，彭永兴，夏真荣，周浩，黄光，徐凯，叶泽波，易卉，
申请(专利权)人：中铁五局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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