一种纯电动汽车整车热管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种纯电动汽车整车热管理系统，所述纯电动汽车上具有热泵式空调系统、电池组热管理系统和电控冷却系统；该系统包括热泵式空调制冷剂液体循环回路、电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路以及ECU控制中心；两大液体循环回路在第一蒸发器和第二蒸发器处耦合，并且第一蒸发器和第二蒸发器的两个进出液体内部管道独立并且液体流向采用对流形式设计。本实用新型专利技术可以在保证驾乘舒适性的情况下将三个子系统间的热量相互利用，充分利用外界冷源和子系统热源，减少整车热管理系统的能耗。

A heat management system for pure electric vehicle

The utility model discloses a whole vehicle thermal management system for a pure electric vehicle. The pure electric vehicle has a heat pump air conditioning system, a battery pack thermal management system and a controlled cooling system; the system comprises a refrigerant liquid circulation loop of a heat pump air conditioning system, a battery pack thermal management system and a cooling liquid circulation of a controlled cooling system. Loop loop and ECU control center; the two liquid circulation loops are coupled at the first evaporator and the second evaporator, and the two inlet and outlet pipes of the first evaporator and the second evaporator are independent and the flow direction of the liquid is designed in a convective form. The utility model can utilize the heat of the three subsystems mutually while ensuring the ride comfort, make full use of the external cold source and the subsystem heat source, and reduce the energy consumption of the vehicle thermal management system.

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动汽车整车热管理系统
本技术属于纯电动汽车整车热管理领域，具体涉及一种纯电动汽车整车热管理系统，适用于纯电动汽车在运行过程中的整车热管理。
技术介绍
纯电动汽车整车热管理系统由空调系统、电池热管理系统和电控冷却系统三大热管理系统组成。目前纯电动汽车上许多技术尚未成熟，在纯电动汽车车型中三大热管理系统常常被孤立。纯电动汽车仅以电池组作为能量来源，在独立运行过程中，三大热管理系统中许多潜在的低品位能量被浪费，进而浪费掉大量的电池电能。电池组作为纯电动汽车唯一的能量来源，直接影响纯电动汽车的性能。由于纯电动汽车的运行工况复杂，汽车电池组需要经受高温、低温等比较恶劣的环境影响。研究显示，电池组尤其是锂电池组对工作环境温度较为敏感。温度较高时，电池材料老化速度加快，循环使用寿命迅速衰减；温度较低时，电池充放电容量减小，经常在低温环境中工作，电池将会受到不可逆的容量衰减。当前较为普遍的电池组冷却方式是通过调控风扇转速及风门大小，将热或冷风吹入电池组对电池进行加热或冷却；但电池组形状不规则以及电池组内部风道设计缺乏合理性，致使电池组中不同区域电池的冷却效果不同，电池一致性差。另外，风扇及风道布置需占用较大的空间，增加了整车的布置压力。电控冷却系统使用环境温度范围较大，但是过高的温度会缩短电机转子的使用寿命，故在高温环境条件下运行需要进行强制散热；空调系统的性能直接影响了驾乘人员的舒适性，并且纯电动汽车空调运行需要耗费大量的电池电能。目前大部分的驾乘舱与电池组加热系统均为PTC电加热，电能转化效率低，电能浪费严重。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在上述问题，提出了一种纯电动汽车整车热管理系统，使纯电动汽车整车的三大热管理系统热量能够充分地相互利用，减少行车过程中单个系统散热或加热对电池能量的需求，同时使电池组和电控系统能够在不同运行工况条件下保持合适的工作环境温度；对电池组温度的控制，能够使电池单体之间温度均衡，保证电池组电池的一致性，延长电池组系统的使用寿命；将整车热管理系统集成到ECU控制中心进行集中控制，能够使各系统间保持良好的协同关系，增强整车热管理系统动态控制效率。本技术通过下列技术方案来实现：一种纯电动汽车整车热管理系统，所述纯电动汽车上具有热泵式空调系统、电池热管理系统和电控冷却系统；该系统包括热泵式空调制冷剂液体循环回路、电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路以及ECU控制中心；所述热泵式空调制冷剂液体循环回路包括汽车空调压缩机、第一二位三通电磁阀、车头换热器、冷凝器、膨胀阀、第一蒸发器、储液干燥器；汽车空调压缩机的出口与第一二位三通电磁阀的A口相连，第一二位三通电磁阀的B口与冷凝器的进口相连，第一二位三通电磁阀的C口与车头换热器的进口相连，车头换热器的出口和冷凝器的出口均与膨胀阀的进口相连，膨胀阀的出口与第一蒸发器的进口相连，第一蒸发器的出口与储液干燥器的进口相连，储液干燥器的出口与汽车空调压缩机的进口相连；所述电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路包括驱动水泵、第二二位三通电磁阀、第二蒸发器、第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、PTC加热器、第三二位三通电磁阀、储液过滤器；驱动水泵的出口与第二二位三通电磁阀的A口相连，第二二位三通电磁阀的C口与第二蒸发器的入口相连，第二蒸发器的出口分别与第一二位二通电磁阀的进口和第二二位二通电磁阀的进口相连，第二二位三通电磁阀的B口和第二二位二通电磁阀的出口均与PTC加热器的进口相连，第一二位二通电磁阀的出口与电控冷却系统的进口相连，电控冷却系统的出口与第三二位三通电磁阀的A口相连，第三二位三通电磁阀的B口与PTC加热器的出口均与电池热管理系统的入口相连，电池热管理系统的出口和第三二位三通电磁阀的C口均与储液过滤器的入口相连，储液过滤器的出口与驱动水泵的进口相连；所述汽车空调压缩机、第一二位三通电磁阀、车头换热器、冷凝器、膨胀阀、第一蒸发器、驱动水泵、第二二位三通电磁阀、第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、PTC加热器、第三二位三通电磁阀的控制端均与ECU控制中心相连。进一步的，所述第一蒸发器和第二蒸发器中的管路相互耦合，并且管路中液体的流向相对。进一步的，所述电池热管理系统中包含电池组，电池组内部插有冷却板。进一步的，所述冷却板采用平行布置。进一步的，所述电池组由若干电池模块相连而成，电池模块由若干电池单体通过固定架连接而成，所述固定架的材料为铸铝，且电池单体与固定架、固定架与冷却板间均填充薄层环氧导热胶。进一步的，所述热泵式空调制冷剂液体循环回路采用空调制冷剂作为液体循环冷却介质。进一步的，所述电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路采用常用工业冷却液作为液体循环冷却介质，具体为体积为50％水和50％乙二醇混合物或冷却油。本技术与现有技术相比，所具有的有益效果是：1.本技术将纯电动汽车中热泵式空调系统、电池组热管理系统和电控冷却系统的热量相互耦合，使纯电动汽车整车的三大热管理系统热量能够充分地相互利用，减少行车过程中单个系统散热或加热对电池能量的需求。2.本技术中采用液体冷却方式冷却电池组，减少风冷带来的气动噪声以及降低了电池组热管理系统对整车布置的要求。3.本技术中单体电池与电池金属固定框架间采用薄层环氧导热胶填充，降低电池与金属固定架间的接触热阻，并且金属的高导热率能够将电池单体间的温差控制在合理的范围内，保证单体电池间的一致性。4.本技术中液体冷却板采用平行布置，能够充分冷却电池组并能够降低液体在管道中的流动阻力；冷却板与电池金属固定架间填充薄层环氧导热胶，降低冷却板与电池金属固定架间的接触热阻。5.本技术能够实现对纯电动汽车中三大热管理系统的单独控制、两两控制和整体控制。6.本技术在液体循环回路上使用二位二通电磁阀和二位三通电磁阀，能够实现对纯电动汽车中三大热管理系统进行动态调控。7.本技术将纯电动汽车中三大热管理系统控制集成到ECU控制中心，能够实现对汽车热管理系统的集中整体控制。附图说明图1是本技术的结构示意图；图中，1、汽车空调压缩机；2、第一二位三通电磁阀；3、车头换热器；4、冷凝器；5、膨胀阀；6、第一蒸发器；7、储液干燥剂；8、驾乘舱；9、驱动水泵；10、第二二位三通电磁阀；11、第一二位二通电磁阀；12、第二二位二通电磁阀；13、电机及电机驱动装置；14、PTC加热器；15、第三二位三通电磁阀；16、电池模组；17、冷却板；18、储液过滤器；19、ECU控制中心；20、第二蒸发器。具体实施方式以下是本技术的具体实施例并结合附图1，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实例。一种纯电动汽车整车热管理系统，所述纯电动汽车上具有热泵式空调系统8、电池组热管理系统16和电控冷却系统13；该系统包括热泵式空调制冷剂液体循环回路、电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路以及ECU控制中心；两大液体循环回路在第一蒸发器6和第二蒸发器20处耦合，并且第一蒸发器6和第二蒸发器20的两个进出液体内部管道独立并且液体流向采用对流形式设计。热泵式空调系统8能够实现对驾乘舱的制冷与制热，通过第二蒸发器结合电池热管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电动汽车整车热管理系统，所述纯电动汽车上具有热泵式空调系统、电池热管理系统和电控冷却系统；其特征在于，该系统包括热泵式空调制冷剂液体循环回路、电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路以及ECU控制中心；所述热泵式空调制冷剂液体循环回路包括汽车空调压缩机、第一二位三通电磁阀、车头换热器、冷凝器、膨胀阀、第一蒸发器、储液干燥器；汽车空调压缩机的出口与第一二位三通电磁阀的A口相连，第一二位三通电磁阀的B口与冷凝器的进口相连，第一二位三通电磁阀的C口与车头换热器的进口相连，车头换热器的出口和冷凝器的出口均与膨胀阀的进口相连，膨胀阀的出口与第一蒸发器的进口相连，第一蒸发器的出口与储液干燥器的进口相连，储液干燥器的出口与汽车空调压缩机的进口相连；所述电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路包括驱动水泵、第二二位三通电磁阀、第二蒸发器、第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、PTC加热器、第三二位三通电磁阀、储液过滤器；驱动水泵的出口与第二二位三通电磁阀的A口相连，第二二位三通电磁阀的C口与第二蒸发器的入口相连，第二蒸发器的出口分别与第一二位二通电磁阀的进口和第二二位二通电磁阀的进口相连，第二二位三通电磁阀的B口和第二二位二通电磁阀的出口均与PTC加热器的进口相连，第一二位二通电磁阀的出口与电控冷却系统的进口相连，电控冷却系统的出口与第三二位三通电磁阀的A口相连，第三二位三通电磁阀的B口与PTC加热器的出口均与电池热管理系统的入口相连，电池热管理系统的出口和第三二位三通电磁阀的C口均与储液过滤器的入口相连，储液过滤器的出口与驱动水泵的进口相连；所述汽车空调压缩机、第一二位三通电磁阀、车头换热器、冷凝器、膨胀阀、第一蒸发器、驱动水泵、第二二位三通电磁阀、第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、PTC加热器、第三二位三通电磁阀的控制端均与ECU控制中心相连。...

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车整车热管理系统，所述纯电动汽车上具有热泵式空调系统、电池热管理系统和电控冷却系统；其特征在于，该系统包括热泵式空调制冷剂液体循环回路、电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路以及ECU控制中心；所述热泵式空调制冷剂液体循环回路包括汽车空调压缩机、第一二位三通电磁阀、车头换热器、冷凝器、膨胀阀、第一蒸发器、储液干燥器；汽车空调压缩机的出口与第一二位三通电磁阀的A口相连，第一二位三通电磁阀的B口与冷凝器的进口相连，第一二位三通电磁阀的C口与车头换热器的进口相连，车头换热器的出口和冷凝器的出口均与膨胀阀的进口相连，膨胀阀的出口与第一蒸发器的进口相连，第一蒸发器的出口与储液干燥器的进口相连，储液干燥器的出口与汽车空调压缩机的进口相连；所述电池组热管理系统和电控冷却系统的冷却液液体循环回路包括驱动水泵、第二二位三通电磁阀、第二蒸发器、第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、PTC加热器、第三二位三通电磁阀、储液过滤器；驱动水泵的出口与第二二位三通电磁阀的A口相连，第二二位三通电磁阀的C口与第二蒸发器的入口相连，第二蒸发器的出口分别与第一二位二通电磁阀的进口和第二二位二通电磁阀的进口相连，第二二位三通电磁阀的B口和第二二位二通电磁阀的出口均与PTC加热器的进口相连，第一二位二通电磁阀的出口与电控冷却系统的进口相连，电控冷却系统的出口与第三二位三通电磁阀的A口相连，第三二位三通电磁阀的B口与PTC加热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钰期，梅盼，陈卓烈，许磊，牛昊一，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33