一种热管理系统及其新能源汽车技术方案

技术编号:21935825 阅读:21 留言:0更新日期:2019-08-24 12:42
本发明专利技术提供一种电动汽车热管理系统,及其控制方法、和汽车。空调系统由制冷剂循环系统和冷却液循环回路组成,该热管理系统能够实现夏季工况时同时对乘员舱和电池进行冷却、冬季制热供暖下同时对乘员舱和电池进行加热、制热除湿工况和除霜工况时同时对乘员舱进行加热和除霜,能够提高电动汽车综合热管理的能力,提高空调系统的制冷效率,缩短化霜时间,提高空调系统的舒适性。

A Thermal Management System and Its New Energy Vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种热管理系统及其新能源汽车
本专利技术涉及一种热管理系统尤其涉及一种电动汽车热管理系统及其控制方法。
技术介绍
现有技术中,汽车上均设有空调系统,对车厢的空气环境进行热管理。电动汽车的动力电池在放电过程中也产生大量的热,电池温度迅速升高会影响电池的高效工作,因此还需要对动力电池进行热管理。专利文献CN104748453A公开了一种纯电动汽车热泵空调系统,采用的是普通单级压缩系统,极端工况下压缩机压比过大,排气温度过高,性能较差。另外系统采用了两个车外换热器,制热采暖功能通过系统间换热器由制冷剂和冷却液进行一次换热,再由冷却液与车内进行二次换热,热损失较大,极端工况下性能差,结构复杂,成本较高。专利文献CN109466273A对电池进行温控的热泵空调系统,但其系统仅仅乘员仓和电池进行温度管理,没有全面地对电动汽车进行综合热管理,无法解决空调运行中的一些特殊要求,比如,制热除湿的需要和除霜使不停止制热的需要,因此,不能保证车厢内部属性要求的同时保证空调系统的高效率运转。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术中存在的不足之处,提出一种电动汽车空调系统及其控制方法、和汽车,旨在提高电动汽车综合热管理的能力,提高空调系统的制冷效率,缩短化霜时间,提高空调系统的舒适性。本专利技术提供一种热管理系统,其设有第一流体循环系统和第二流体循环系统,其所述第一流体循环系统包括缩机、车外换热器、车内换热器,第一中间换热器、第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置;所述第二流体循环系统包括暖风芯体,电池冷却器、第一中间换热器、第一泵、第二泵;所述第一中间换热器其内形成有第一流体流路和第二流体流路,所述第一流体流路在第一中间换热器内放热给第二流体流路;所述第一中间换热器其第一流体流路连接在压缩机的排气侧,并被可控地与所述压缩机、第一节流装置、第二节流装置、车内换热器、车外换热器流体连通形成不同的第一流体换热回路,其中与所述第三节流装置、第二节流装置、车内交换器、压缩机可形成第一流体A1换热回路,与所述第三节流装置、第一节流装置、车外热交换器、压缩机可形成第一流体A2回路,与所述车外换热器、第一节流装置、第二节流装置、车内换热器、压缩机可形成第一流体A3换热回路,其中第一流体A1换热回路中车内交换器起蒸发器作用;第一流体A2换热回路中车外换热器起蒸发器作用;第一流体A3换热回路中,车内换热器起蒸发器作用,车外换热器起冷凝器作用;所述第一中间换热器第二流体流路被可控地与所述暖风芯体、第一泵、电池冷却器流体连通形成不同的第二流体换热回路,其中与所述暖风芯体、第一泵流体连通可形成第二流体B1换热回路,与所述电池冷却器、第一泵流体连通可形成第二流体B2换热回路;在冬季制热供暖运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A2回路和第二流体B1回路、第二流体B2回路;在冬季制热除霜运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A3回路和第二流体B1回路;在冬季制热除湿运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A1回路和第二流体B1回路。优选的,所述第一流体循环系统设有第一三通比例阀,用于选择所述第一流体循环系统A1、A2、A3回路的开通;所述第二流体循环系统设有第二三通比例阀,用于控制所述第二流体循环系统A1、A2、A3回路的连通:优选的,所述第一流体循环系统设有第二控制阀;所述第一中间换热器第一流体流路具有第一连接口、第二连接口,第二流体流路具有第四连接口,第三连接口;所述第一三通比例阀具有第一连接口、第二连接口、第三连接口;压缩机吸气口设有吸气支路,吸气支路上设置气液分离器,气液分离器出口与压缩机吸气口连接;所述压缩机排气口与所述第一中间换热器第一连接口连接,第一中间换热器第二连接口与所述第一三通比例阀的第一连接口连接,第一三通比例阀第三连接口与第三节流装置连接,第三节流装置的另一端分成两个支路,第一支路依次串接第二节流装置和车内换热器连接到气液分离器入口侧的吸气支路C1点处,第二支路依次串接第一节流装置和车外换热器连接到气液分离器入口侧的吸气支路C2点,所述C1点比C2点更靠近气液分离器入口;吸气支路C1点与C2点之间设有第二控制阀;第一三通比例阀第二连接口通过一管路流体连通压缩机吸气侧C2点;所述第二流体循环系统第一泵连接第一中间换热器第四连接口,第一中间换热器第三连接口连接第二三通比例阀第一接口,三通比例阀第二接口连接暖风芯体,暖风芯体连接第一泵;电池冷却板连接三通比例阀第三接口,第三控制阀一端连接电池冷却板,另一端连接暖风芯体。优选的,所述热管理系统还包括第二中间换热器和第二泵,所述第二中间换热器其内形成有第一流体流路和第二流体流路,两流路形成换热关系;所述第二中间换热器第二流路与第二泵、所述电池冷却板被可控地形成第二流体B3回路;所述第二中间换热器第一流路形成第一流体换热支路A4,其一端连接到所述压缩机吸气侧,另一端通过第二中间换热器第一流路入口端连接在车外换热器与车内换热器之间,所述第三节流装置设置在该第一流体换热支路A4上,在夏季制冷运行模式下,该换热支路被开通。优选的,所述第二中间换热器形成有第三连接口、第一连接口、第二连接口、第四连接口;其中第二泵连接电池冷却板,电池冷却板连接第二中间换热器第三连接口,第二中间换热器第四连接口连接第二泵;第三节流装置与第一控制阀连接,第一控制阀与第二中间换热器第一连接口连接,第二中间换热器第二连接口与气液分离器入口端连接;第一泵连接第一中间换热器第四连接口,第一中间换热器第三连接口连接第二三通比例阀第一接口,第二三通比例阀第二接口连接暖风芯体,暖风芯体连接第一泵。优选的,所述热管理系统还包括一闪发器,其具有第一连接口,第二连接口,第三连接口,第三连接口为气体连接口与压缩机补气口连接,第二连接口被可控地与第二节流装置、车内换热器连接,第一连接口与第一节流装置、车内换热器连接。优选的,所述第一中间冷却器的第一流路出口侧串联一加热器,由此第二流体循环系统中第一中间换热器第三连接口连接PTC液体加热器,加热器连接第一三通比例阀第一接口,第二三通比例阀第二接口连接暖风芯体,暖风芯体连接第一泵;优选的,所述第一流体为制冷剂,第二流体为冷却液。优选的,所述第二中间冷却器为电池板式换热器;第一中间冷却器为水冷冷凝器;所述加热器为PTC液体加热器。优选的,车内换热器和暖风芯体位于HVAC空调箱内,车内换热器位于风道上风侧、暖风芯体位于风道下风侧,通过风门以及风道的切换可以分配通过暖风芯体的空气比例,两者的热量通过HVAC空调箱的送风系统将热量传递到乘员舱内;电池冷却板位于电池包周围。本专利技术还提供一种电动汽车热管理系统,包括有制冷剂循环系统和冷却液循环系统,制冷剂循环系统由带中间补气增焓的压缩机、水冷冷凝器、第一三通比例阀、车外换热器、第一电子膨胀阀、闪发器、第二电子膨胀阀、车内换热器、第三电子膨胀阀、第一电磁阀、电池板式换热器、第四电磁阀、第二电磁阀、气液分离器以及连接它们的管路组成;压缩机排气口与水冷冷凝器第一连接口连接,水冷冷凝器第二连接口与三通比例阀第一连接口连接,第一三通比例阀第二连接口分别与车外换热器和第二电磁阀连接,三通比例阀第三连接口分别与第三电子膨胀阀和第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热管理系统,其设有第一流体循环系统和第二流体循环系统,其特征在于:所述第一流体循环系统包括压缩机(10)、车外换热器(40)、车内换热器(80),第一中间换热器(20)、第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置;所述第二流体循环系统包括暖风芯体(130)、电池冷却器(120)、第一中间换热器(20)、第一泵(150)、第二泵(140);所述第一中间换热器(20)其内形成有第一流体流路和第二流体流路,所述第一流体流路在第一中间换热器内放热给第二流体流路;所述第一中间换热器其第一流体流路连接在压缩机的排气侧,并被可控地与所述压缩机、第一节流装置、第二节流装置、车内换热器、车外换热器流体连通形成不同的第一流体换热回路,其中与所述第三节流装置、第二节流装置、车内交换器、压缩机可形成第一流体A1换热回路,与所述第三节流装置、第一节流装置、车外热交换器、压缩机可形成第一流体A2回路,与所述车外换热器、第一节流装置、第二节流装置、车内换热器、压缩机可形成第一流体A3换热回路,其中第一流体A1换热回路中车内交换器起蒸发器作用;第一流体A2换热回路中车外换热器起蒸发器作用;第一流体A3换热回路中,车内换热器起蒸发器作用,车外换热器起冷凝器作用;所述第一中间换热器第二流体流路被可控地与所述暖风芯体、第一泵、电池冷却器流体连通形成不同的第二流体换热回路,其中与所述暖风芯体、第一泵流体连通可形成第二流体B1换热回路,与所述电池冷却器、第一泵流体连通可形成第二流体B2换热回路;在冬季制热供暖运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A2回路和第二流体B1回路、第二流体B2回路;在冬季制热除霜运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A3回路和第二流体B1回路;在冬季制热除湿运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A1回路和第二流体B1回路。...

【技术特征摘要】
1.一种热管理系统,其设有第一流体循环系统和第二流体循环系统,其特征在于:所述第一流体循环系统包括压缩机(10)、车外换热器(40)、车内换热器(80),第一中间换热器(20)、第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置;所述第二流体循环系统包括暖风芯体(130)、电池冷却器(120)、第一中间换热器(20)、第一泵(150)、第二泵(140);所述第一中间换热器(20)其内形成有第一流体流路和第二流体流路,所述第一流体流路在第一中间换热器内放热给第二流体流路;所述第一中间换热器其第一流体流路连接在压缩机的排气侧,并被可控地与所述压缩机、第一节流装置、第二节流装置、车内换热器、车外换热器流体连通形成不同的第一流体换热回路,其中与所述第三节流装置、第二节流装置、车内交换器、压缩机可形成第一流体A1换热回路,与所述第三节流装置、第一节流装置、车外热交换器、压缩机可形成第一流体A2回路,与所述车外换热器、第一节流装置、第二节流装置、车内换热器、压缩机可形成第一流体A3换热回路,其中第一流体A1换热回路中车内交换器起蒸发器作用;第一流体A2换热回路中车外换热器起蒸发器作用;第一流体A3换热回路中,车内换热器起蒸发器作用,车外换热器起冷凝器作用;所述第一中间换热器第二流体流路被可控地与所述暖风芯体、第一泵、电池冷却器流体连通形成不同的第二流体换热回路,其中与所述暖风芯体、第一泵流体连通可形成第二流体B1换热回路,与所述电池冷却器、第一泵流体连通可形成第二流体B2换热回路;在冬季制热供暖运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A2回路和第二流体B1回路、第二流体B2回路;在冬季制热除霜运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A3回路和第二流体B1回路;在冬季制热除湿运行模式下,所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A1回路和第二流体B1回路。2.如权利要求1所述的热管理系统,其特征在于:所述第一流体循环系统设有第一三通比例阀(30),用于选择所述第一流体循环系统A1、A2、A3换热回路的开通;所述第二流体循环系统设有第二三通比例阀(170),用于控制所述第二流体循环系统B1、B2换热回路的连通。3.如权利要求2所述的热管理系统,其特征在于:所述第一流体循环系统设有第二控制阀(200);所述第一中间换热器第一流体流路具有第一连接口(21)、第二连接口(22),第二流体流路具有第四连接口(24)、第三连接口(23);所述第一三通比例阀(30)具有第一连接口(31)、第二连接口(32)、第三连接口(33);压缩机吸气口(12)设有吸气支路,吸气支路上设置气液分离器(210),气液分离器(210)出口与压缩机吸气口(12)连接;所述压缩机排气口(11)与所述第一中间换热器(20)第一连接口(21)连接,第一中间换热器第二连接口(22)与所述第一三通比例阀(30)的第一连接口(31)连接,第一三通比例阀第三连接口(33)与第三节流装置(90)连接,第三节流装置(90)的另一端分成两个支路,第一支路(901)依次串接第二节流装置(70)和车内换热器(80)连接到气液分离器(210)入口侧的吸气支路C1点处,第二支路(902)依次串接第一节流装置(50)和车外换热器(40)连接到气液分离器(210)入口侧的吸气支路C2点处,所述C1点比C2点更靠近气液分离器(210)入口;所述压缩机吸气支路C1点与C2点之间设有第二控制阀(200);第一三通比例阀第二连接口(32)通过一管路(903)流体连通压缩机吸气侧C2点;所述第二流体循环系统第一泵(150)连接第一中间换热器第四连接口(24),第一中间换热器第三连接口(23)连接第二三通比例阀第一接口(171),三通比例阀第二接口(172)连接暖风芯体(130),暖风芯体(130)连接第一泵(150);电池冷却板(120)连接三通比例阀第三接口(173),第三控制阀(160)一端连接电池冷却板(120),另一端连接暖风芯体(130)。4.如权利要求1-3任一项所述的热管理系统,其特征在于:所述热管理系统还包括第二中间换热器(110)和第二泵(140),所述第二中间换热器其内形成有第一流体流路和第二流体流路,两流路形成换热关系;所述第二中间换热器第二流路与第二泵(140)、所述电池冷却板(120)被可控地形成第二流体B3回路;所述第二中间换热器第一流路形成第一流体换热支路A4,其一端连接到所述压缩机吸气侧,另一端通过第二中间换热器第一流路入口端连接在车外换热器(40)与车内换热器(80)之间,所述第三节流装置(90)设置在该第一流体换热支路A4上,在夏季制冷运行模式下,该换热支路被开通。5.如权利要求4所述的热管理系统,其特征在于:所述第二中间换热器形成有第三连接口(113)、第一连接口(111)、第二连接口(112)、第四连接口(114);其中第二泵(140)连接电池冷却板(120),电池冷却板(120)连接第二中间换热器(110)第三连接口(113),第二中间换热器第四连接口(114)连接第二泵(140);第三节流装置(90)与第一控制阀(100)连接,第一控制阀(100)与第二中间换热器第一连接口(111)连接,第二中间换热器第二连接口(112)与气液分离器(210)入口端连接;第一泵(150)连接第一中间换热器第四连接口(24),第一中间换热器第三连接口(23)连接第二三通比例阀(170)第一接口(171),第二三通比例阀第二接口(172)连接暖风芯体(130),暖风芯体(130)连接第一泵(150)。6.如权利要求1-5任一项所述的热管理系统,其特征在于:所述热管理系统还包括一闪发器(63),其具有第一连接口(61),第二连接口(62),第三连接口(63),第三连接口(63)为气体连接口与压缩机补气口连接,第二连接口(62)被可控地与第二节流装置(70)、车内换热器(80)连接,第一连接口(61)与第一节流装置(50)、车内换热器(40)连接。7.权利要求1-6任一项所述的热管理系统,其特征在于:所述第一中间冷却器的第一流路出口侧串联一加热器,由此第二流体循环系统中第一中间换热器(20)第三连接口(23)连接加热器(180),加热器(180)连接第一三通比例阀(170)第一接口(171),第二三通比例阀第二接口(172)连接暖风芯体(130),暖风芯体(130)连接第一泵(150)。8.权利要求1-7任一项所述的热管理系统,其特征在于:所述第一流体为制冷剂,第二流体为冷却液。9.权利要求1-8任一项所述的热管理系统,其特征在于:所述第二中间冷却器为电池板式换热器和第一中间冷却器为水冷冷凝器。10.权利要求1-9任一项所述的热管理系统,其特征在于:车内换热器和暖风芯体位于HVAC空调箱内,车内换热器(80)位于风道上风侧、暖风芯体位于风道下风侧,通过风门以及风道的切换可以分配通过暖风芯体的空气比例,两者的热量通过HVAC空调箱的送风系统将热量传递到乘员舱内;电池冷却板(120)位于电池包周围。11.一种电动汽车热管理系统,包括有制冷剂循环系统和冷却液循环系统,制冷剂循环系统由带中间补气增焓的压缩机(10)、水冷冷凝器(20)、第一三通比例阀(30)、车外换热器(40)、第一电子膨胀阀(50)、闪发器(60)、第二电子膨胀阀(70)、车内换热器(80)、第三电子膨胀阀(90)、第一电磁阀(100)、电池板式换热器(110)、第四电磁阀(190)、第二电磁阀(200)、气液分离器(210)以及连接它们的管路组成;压缩机排气口(11)与水冷冷凝器第一连接口(21)连接,水冷冷凝器第二连接口(22)与三通比例阀第一连接口(31)连接,第一三通比例阀第二连接口(32)分别与车外换热器(40)和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员:李潇康宁
申请(专利权)人:珠海格力电器股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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