具有电池热存储装置的电动车辆热管理系统制造方法及图纸

本文描述了用于控制电动机动车辆的系统之间的热流动的系统和方法。机动电动车辆系统包括：包括壳体的高压电池系统；电动动力传动系统；散热器；允许冷却剂在所述高压电池系统、所述动力传动系统和所述散热器之间流动的冷却剂管线；用于沿所述冷却剂管线引导冷却剂的一个或多个阀；以及控制器。所述控制器被配置为控制所述一个或多个阀以控制冷却剂在涉及所述高压电池系统、所述动力传动系统和所述散热器的多个不同的可选择冷却剂流动状态之间流动。

Electric Vehicle Thermal Management System with Battery Thermal Storage Device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电池热存储装置的电动车辆热管理系统
技术介绍
本申请要求2016年9月27日提交的标题为“ElectricVehicleThermalManagementSystemwithBatteryHeatStorage”的美国临时专利申请No.62/400,128的权益，其全部内容通过引用方式并入本文。
本公开涉及车辆诸如包括混合动力车辆在内的电动车辆，并且更具体地涉及用于此类车辆的热管理系统和方法。
技术介绍
包括混合动力车辆在内的电动车辆在运输应用领域倍受关注，并且其可以提供低排放或零排放、运行安静以及减少对化石燃料依赖性的益处。然而，当车辆在接近极端周围环境温度特别是在更冷的温度下运行时，主要或完全依靠电池电源用于动力传动系和推进的常规电动车辆可能遭受车辆行程范围的下降。
技术实现思路
本专利技术人已经观察到对用于电动车辆的增强热管理系统的需求，该系统可以减轻由于极端环境条件引起的车辆行程范围的下降。本文描述的示例性方法可以解决此类需求。根据一个实例，机动电动车辆系统包括：包括壳体的高压电池系统；电动动力传动系统；散热器；允许冷却剂在高压电池系统、动力传动系统和散热器之间流动的冷却剂管线；用于沿冷却剂管线引导冷却剂的一个或多个阀；以及控制器，其被配置为控制阀以促进冷却剂在涉及高压电池系统、动力传动系统和散热器的多个不同的可选择冷却剂流动状态之间流动。根据另一个实例，用于电动车辆的传热系统包括冷却剂管线，其允许冷却剂在高压电池系统、动力传动系统和散热器之间流动。传热系统还包括：用于沿冷却剂管线引导冷却剂的一个或多个阀；以及控制器，其被配置为控制阀以促进冷却剂在涉及高压电池系统、动力传动系统和散热器的多个不同的可选择冷却剂流动状态之间流动。高压电池系统被配置为用作另一个车辆系统的热源。根据又一个实例，一种控制电动机动车辆的系统之间的热流动的方法包括：由至少一个数据处理器接收电动车辆的外部数据和来自电动车辆的一个或多个传感器的传感器数据。电动车辆包括高压电池系统、动力传动系统和散热器。从涉及高压电池系统、动力传动系统和散热器的多个不同的可选择冷却剂流动状态确定冷却剂流动状态。输出被提供给控制器以促进控制冷却剂流动状态。附图说明图1是以侧视图示出的根据本公开实例的电动车辆的示例性热管理系统的示意图。图2是根据本公开的实例的电动车辆的示例性热管理系统的框图。图3示出了图1和图2的附图的符号表。图4A示出了根据本公开实例的包括用于电动车辆的热管理系统的两个三通阀的示例性阀布置。图4B示出了图4A的示例性阀布置的示例性状态表。图4C示出了根据本公开实例的包括用于电动车辆的热管理系统的五通阀的示例性阀布置。图4D示出了图4C的示例性阀布置的示例性状态表。图5A是以侧视图示出根据本公开实例的处于电动车辆的示例性热管理系统的第一状态的示例性冷却剂流动的示意图。图5B是以侧视图示出根据本公开实例的处于电动车辆的示例性热管理系统的第二状态的示例性冷却剂流动的示意图。图5C是示出根据本公开实例的处于电动车辆的示例性热管理系统的第三状态的示例性冷却剂流动的示意图。图5D是以侧视图示出根据本公开实例的处于电动车辆的示例性热管理系统的第四状态的示例性冷却剂流动的示意图。图6A至图6D是分别对应于图5A至图5D的示意图，并且示意图更稀疏地以侧视图分别示出了根据本公开实例的处于电动车辆的示例性热管理系统的第一至第四状态的示例性冷却剂流动。图7A至图7G是示出根据本公开的实例的七个示例性制冷剂流动状态(状态A至状态G)的制冷剂流动的示意图。图8A至图8G是示出第一冷却剂流动状态(状态1)的七个示例性子状态(状态1A至状态1G)的冷却剂流动和制冷剂流动的示意图，其中HV电池能量存储系统具有闭环冷却剂构造，并且其中动力传动系具有动力传动系冷却剂旁路低温散热器的构造。图9A至图9G是示出第二冷却剂流动状态(状态2)的七个其他示例性子状态(状态2A至状态2G)的冷却剂流动和制冷剂流动的示意图，其中HV电池能量存储系统具有闭环冷却剂构造，并且其中动力传动系具有动力传动系冷却剂通向低温散热器的构造。图10A至图10G是示出第三冷却剂流动状态(状态3)的七个其他示例性子状态(状态3A至状态3G)的冷却剂流动和制冷剂流动的示意图，其中HV电池能量存储系统的冷却剂通向动力传动系，并且其中动力传动系具有动力传动系冷却剂旁路低温散热器的构造。图11A至图11G是示出第四冷却剂流动状态(状态4)的七个其他示例性子状态(状态4A至状态4G)的冷却剂流动和制冷剂流动的示意图，其中HV电池能量存储系统的冷却剂通向动力传动系，并且其中动力传动系具有动力传动系冷却剂通向低温散热器的构造。图12是示出根据本公开的实例的用于控制冷却剂流动和制冷剂流动的动力传动系控制模块或控制器的部件的框图。图13是示出根据本公开的实例的用于控制电动车辆的冷却剂和制冷剂状态的各种示例性因素的操作流程图。图14A至图14D描绘了控制器可如何根据电动车辆的期望动作调用示例性冷却剂流动状态和制冷剂流动状态的操作指南或条件。具体实施方式如本文的实例中所描述的，通过使用电动车辆的电池总成作为热存储装置并且该电池总成可以与其他车辆系统诸如车厢气候控制系统交换热量，可以实现电动车辆的提高的性能和/或提高的效率。这不同于常规方法，在常规方法中，可使用空气作为诸如逆循环热泵(具有换向阀和止回阀)中的热源。从电动车辆内部获取热量，而不是仅依靠外部空气和/或存储的电池充电产生的电车厢加热，这可以提高电动车辆的性能和/或效率。当然，本文描述的实例仍然也可以利用外部空气作为热源或散热物。另外，在寒冷气候条件下，使用壁式电源和/或电池加热器预热电动车辆的电池总成以使电池总成达到最大允许温度可以提供额外存储热量，并且可以减少依靠电池的电荷提供车厢加热的需要。图1是以侧视图示出的根据本公开实例的电动车辆的示例性热管理系统的示意图。如图1所示，电动车辆100包括车厢102、底盘/车身103、车轮104、前动力传动系106、后动力传动系108、前动力传动系温度传感器110、后动力传动系温度传感器114、前动力传动系微控制器112和后动力传动系微控制器116(包括合适的计算机处理器和相关联的存储器和电路的微控制器)、包括壳体的高压(HV)电池总成118(该高压电池总成用作能量存储系统以及用于车辆推进的电池)以及高压电池总成温度传感器120。电动车辆100还包括电池管理系统122、车载充电器124和直流到直流(DC/DC)转换器124’，其提供适当电路用于对高压电池进行充电、监视高压电池的充电状态和操作并且为车载电子系统提供适当的电压电平。如图1所示，电动车辆100还包括用于为车厢102提供环境控制的空气调节系统，其包括前暖通空调(HVAC)模块126、车厢热交换器(热泵)128、正温度系数加热器130和空调(A/C)蒸发器132，以及提供混合和空气混合物的混合门134。以这种方式，输入空气136由前HVAC模块调节，以便为车厢102的乘员产生期望质量的输出空气138。车厢102还包括车厢温度传感器140和人机接口(HMI)142，乘员可在该人机接口处选择期望的加热和/或空调等级。车辆还包括冷却系统，其包括散热器150(每个也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机动电动车辆系统，所述系统包括：高压电池系统，其包括壳体；电动动力传动系统；散热器；冷却剂管线，其允许冷却剂在所述高压电池系统、所述动力传动系统和所述散热器之间流动；一个或多个阀，用于沿所述冷却剂管线引导冷却剂；以及控制器，其被配置为控制所述阀以促进冷却剂在涉及所述高压电池系统、所述动力传动系统和所述散热器的多个不同的可选择冷却剂流动状态之间流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.27 US 62/400,1281.一种机动电动车辆系统，所述系统包括：高压电池系统，其包括壳体；电动动力传动系统；散热器；冷却剂管线，其允许冷却剂在所述高压电池系统、所述动力传动系统和所述散热器之间流动；一个或多个阀，用于沿所述冷却剂管线引导冷却剂；以及控制器，其被配置为控制所述阀以促进冷却剂在涉及所述高压电池系统、所述动力传动系统和所述散热器的多个不同的可选择冷却剂流动状态之间流动。2.如权利要求1所述的系统，其中所述多个不同的可选择冷却剂状态中的一个包括第一冷却剂流动状态，其中所述高压电池系统具有闭环冷却剂构造，并且其中所述动力传动系具有其中动力传动系冷却剂旁路所述散热器的构造。3.如权利要求1所述的系统，其中所述多个不同的可选择冷却剂状态中的一个包括第二冷却剂流动状态，其中所述高压电池系统具有闭环冷却剂构造，并且其中所述动力传动系具有动力传动系冷却剂通向所述散热器的构造。4.如权利要求1所述的系统，其中所述多个不同的可选择冷却剂状态中的一个包括第三冷却剂流动状态，其中所述高压电池系统中的冷却剂通向所述动力传动系，并且其中动力传动系冷却剂旁路所述散热器。5.如权利要求1所述的系统，其中所述多个不同的可选择冷却剂状态中的一个包括第四冷却剂流动状态，其中所述高压电池系统的冷却剂通向所述动力传动系，并且其中动力传动系冷却剂通向所述散热器。6.如权利要求1所述的系统，其还包括：压缩机；冷凝器；热交换器；膨胀阀；以及制冷剂管线，其连接所述压缩机、所述冷凝器、所述热交换器和所述膨胀阀。7.如权利要求6所述的系统，其中所述热交换器被配置为在制冷剂和冷却剂之间交换热量，以从所述高压电池系统提取热量。8.如权利要求1所述的系统，其还包括：第一温度传感器，其被配置为感测车厢温度；第二温度传感器，其被配置为感测外部环境温度；第三温度传感器，其被配置为感测动力传动系温度；以及第四温度传感器，其被配置为感测高压电池系统温度。9.如权利要求8所述的系统，其中所述控制器被配置为接收来自所述第一、第二、第三和第四温度传感器的信号，并且至少部分地基于来自所述第一、第二、第三和第四温度传感器的所述信号选择所述冷却剂流动状态中的一个。10.如权利要求1所述的系统，其还包括：人机接口，其被配置为允许车辆乘员选择期望的车厢环境条件。11.如权利要求10所述的系统，其中所述控制器被进一步配置为至少部分地基...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·金，
申请(专利权)人：瑞伟安知识产权控股有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US