纯电动车型热管理系统技术方案

本发明专利技术公开一种纯电动车型热管理系统，包括动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器支路。在各支路之间设置五通阀V1，在充电机的下游设置第一三通阀V2、在高压电加热器的上游设置第二三通阀V3、在驱动电机的下游设置第四三通阀V5，该系统可以根据动力电池在不同工况下的冷却需求，通过控制五通阀和各三通阀的工作模式将各支路连通或者断开。在电池有冷却需求时，采用散热器或者空调系统等方式冷却动力电池，降低系统功耗；当乘员舱有采暖需求或者电池有加热需求时，充分利用高压电加热器或者强电支路余热为乘员舱采暖、电池加热。该系统能够最大限度的发挥系统部件的功能，有效利用系统余热，降低功耗、提高续驶里程。

Pure electric vehicle thermal management system

The invention discloses a pure electric vehicle type heat management system, which comprises a power battery branch, a warm air core branch, a strong current branch, a radiator branch and a high-voltage electric heater branch. Five way valve V1 is set between each branch, the first three-way valve V2 is set at the downstream of the charger, the second three-way valve V3 is set at the upstream of the high-pressure electric heater, and the fourth three-way valve V5 is set at the downstream of the drive motor. The system can connect or disconnect each branch by controlling the working mode of the five-way valve and each three-way valve according to the cooling requirements of the power battery under different working conditions. When the battery has cooling demand, the power battery shall be cooled by radiator or air conditioning system to reduce system power consumption; when the passenger compartment has heating demand or the battery has heating demand, the waste heat of high-voltage electric heater or strong current branch shall be fully used to heat the passenger compartment and battery. The system can give full play to the function of system components, effectively utilize the residual heat of the system, reduce the power consumption and improve the driving range.

【技术实现步骤摘要】
纯电动车型热管理系统
本专利技术属于整车热管理领域，尤其涉及纯电动车型的热管理系统。
技术介绍
由于国家战略的推动，新能源汽车尤其是纯电动汽车近年来高速发展，各大传统车企及新型汽车企业纷纷加入竞争行列。但对于纯电动车型的热管理系统的开发，大多数车型仅是从满足需求出发，而对于整车的余热利用和能量管理都做的不够好，没有根据整车发热部件的不同需求设计热管理系统，不能最大限度的对系统余热进行利用。新能源汽车的热管理系统通常包括动力电池、充电机、驱动电机、电机控制器等发热部件，其中驱动电机、电机控制器等部件的最高冷却液温度在65℃以下，而动力电池的最佳工作温度为25-45℃，因此热管理系统需要满足各部件的冷却或者加热的需求，在此基础上如果能够有效的利用系统余热，可以大幅度降低系统功耗。专利文献1[CN106379184A]中公开了一种纯电动汽车的冷却系统。该专利技术的热管理系统包括电驱动冷却回路、电池冷却回路。该专利技术虽然能够满足各发热部件的冷却需求，虽然将电驱动散热器和电池散热器共用同一个分层式散热器，节省了空间。该专利技术各回路之间完全独立，系统设计不存在余热利用，设计细节稍有不足。专利文献2[CN107298001A]中公开了一种纯电动整车热管理系统及控制方法。该专利技术的热管理系统包括电驱动冷却回路、乘员舱制冷回路、电池冷媒冷却回路、电池冷却液冷却回路、乘员舱采暖回路和电池加热回路。该专利技术的优点在于电池回路与采暖回路可以共用同一个PTC，但电驱动冷却回路采用完全独立的设计，对电驱动系统的余热不能得到有效利用。现有技术中，当前纯电动车型各系统间基本都是相互独立的，当电池需要加热或者乘员舱需要采暖时，不能有效的利用系统余热，造成了能量的浪费和系统功耗增加，因此需要提出一种更优化的技术方案解决当前纯电动车型热管理系统存在的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种高效、节能的纯电动车型热管理系统，将动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器(HVH)支路集成为一个更为高效的热管理系统，不仅能满足各部件的最大冷却需求，而且在需要电池加热的条件下，能够最大限度的利用强电支路的余热，达成高效、节能的目的。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提出的纯电动车型热管理系统包括动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器(HVH)支路。本专利技术的创新在于：在所述各支路之间设置五通阀V1，所述五通阀V1设置在所述高压电加热器(HVH)及散热器的下游和所述暖风芯体、电机控制器、动力电池的上游。同时，在充电机的下游设置第一三通阀V2，在所述高压电加热器(HVH)和电池冷却器(Chiller)的上游设置第二三通阀V3，在散热器的上游设置第三三通阀V4，在驱动电机的下游设置第四三通阀V5，该纯电动车型热管理系统可以根据动力电池在不同工况下的冷却需求，通过控制五通阀和各三通阀的工作模式将各支路连通或者断开，最大限度的发挥系统各部件的功能，降低系统功耗。所述五通阀V1有两个进口A、B和三个出口C、D、E，所述进口A、B分别与所述高压电加热器(HVH)支路的出口和所述散热器支路的出口连接，所述出口C、D、E分别与暖风芯体支路的进口、所述强电支路的进口和所述电池支路的进口连接。所述五通阀V1有以下几种工作模式：1、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C；2、进口B接通出口D，同时进口A接通出口E；3、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C；4、进口B接通出口E，同时进口A接通出口D；5、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C和E；6、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C和D。但五通阀在一个时段仅能工作在一种模式。所述第一、第二、第三和第四三通阀V2、V3、V4、V5均有一个进口和两个出口A、B，三通阀有两种工作模式：接通出口A、接通出口B，但三通阀在一个时段仅能工作在一个固定模式。本专利技术中，所述动力电池支路包括电子水泵P1、温度传感器T1、动力电池、充电机、第一三通阀V2和第一三通；所述电子水泵P1的防冻液出口与所述动力电池的防冻液入口连通，所述动力电池的防冻液出口与所述充电机的防冻液入口连通，所述充电机的防冻液出口与所述第一三通阀V2的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口A与所述第一三通的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口B与第五三通的防冻液入口连通；所述温度传感器T1设置在所述动力电池的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。本专利技术中，所述暖风芯体支路包括温度传感器T2和暖风芯体；所述暖风芯体的防冻液出口与所述第一三通的防冻液入口连通，所述温度传感器T2设置在所述暖风芯体的防冻液入口处，用于监测防冻液的温度，反馈给控制器。本专利技术中，所述强电支路包括电子水泵P3、电机控制器、温度传感器T3、驱动电机和第四三通阀V5；所述电子水泵P3的防冻液出口与所述电机控制器的防冻液入口连通，所述电机控制器的防冻液出口与所述驱动电机的防冻液入口连通，所述驱动电机的防冻液出口与所述第四三通阀V5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口A与第二三通的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口B与第五三通的防冻液入口连通；所述温度传感器T3设置在所述驱动电机的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。本专利技术中，所述散热器支路包括第四三通、散热器、第三三通阀V4和第五三通；所述第五三通的防冻液出口与所述第三三通阀V4的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口A与所述第四三通的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口B与所述散热器的防冻液入口连通，所述散热器的防冻液出口与所述第四三通的防冻液入口连通。本专利技术中，所述高压电加热器(HVH)支路包括第二三通、电子水泵P2、第二三通阀V3、高压电加热器(HVH)、电池冷却器(Chiller)和第三三通；所述第二三通的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通，所述电子水泵P2的防冻液出口与所述第二三通阀V3的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口A与所述高压电加热器(HVH)的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器(Chiller)的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)的防冻液出口、所述电池冷却器(Chiller)的防冻液出口与所述第三三通的防冻液入口连通。本专利技术系统中，还有空调系统，由于不涉及专利技术点，本文对空调系统做了简化，本文中展示的空调系统仅为了说明电池冷却方式，空调系统根据动力电池的冷却需求，通过电池冷却器将电池冷却系统中的热量带走，从而控制动力电池的温度，电池冷却器前的电子膨胀阀可以调节电池冷却器中的制冷剂流量，从而调节制冷量。本专利技术中所述驱动电机、动力电池等均为液冷式，所述HVH为高压电加热器；所述纯电动车型热管理系统还包括蓄水瓶，所述蓄水瓶的防冻液入口分别与所述散热器和所述动力电池支路连通，所述蓄水瓶的防冻液出口分别与所述电子水泵P1、电子水泵P2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电动车型热管理系统，所述热管理系统为液冷方式，系统包括动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器（HVH）支路，其特征在于：在所述各支路之间设置五通阀V1，所述五通阀V1设置在高压电加热器（HVH）及散热器的下游和暖风芯体、电机控制器、动力电池的上游；在充电机的下游设置第一三通阀V2，在所述高压电加热器（HVH）的上游设置第二三通阀V3，在散热器上游设置第三三通阀V4，在驱动电机下游设置第四三通阀V5；所述热管理系统根据动力电池在不同工况下的冷却需求，通过控制五通阀和各三通阀的工作模式将各支路连通或者断开，最大限度的发挥系统各部件的功能，降低系统功耗；/n所述五通阀V1有两个进口A、B和三个出口C、D、E，所述进口A、B分别与所述高压电加热器（HVH）支路的出口和所述散热器支路的出口连接，所述出口C、D、E分别与暖风芯体支路的进口、所述强电支路的进口和所述电池支路的进口连接；/n所述五通阀V1有如下工作模式且在一个时段仅工作在一种模式；模式1、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C；模式2、进口B接通出口D，同时进口A接通出口E；模式3、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C；模式4、进口B接通出口E，同时进口A接通出口D；模式5、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C和E；模式6、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C和D；/n所述第一、第二、第三和第四三通阀V2、V3、V4、V5均有一个进口和两个出口A、B，三通阀有两种工作模式：接通出口A、接通出口B，且三通阀在一个时段仅工作在一个固定模式。/n...

【技术特征摘要】
1.一种纯电动车型热管理系统，所述热管理系统为液冷方式，系统包括动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器（HVH）支路，其特征在于：在所述各支路之间设置五通阀V1，所述五通阀V1设置在高压电加热器（HVH）及散热器的下游和暖风芯体、电机控制器、动力电池的上游；在充电机的下游设置第一三通阀V2，在所述高压电加热器（HVH）的上游设置第二三通阀V3，在散热器上游设置第三三通阀V4，在驱动电机下游设置第四三通阀V5；所述热管理系统根据动力电池在不同工况下的冷却需求，通过控制五通阀和各三通阀的工作模式将各支路连通或者断开，最大限度的发挥系统各部件的功能，降低系统功耗；
所述五通阀V1有两个进口A、B和三个出口C、D、E，所述进口A、B分别与所述高压电加热器（HVH）支路的出口和所述散热器支路的出口连接，所述出口C、D、E分别与暖风芯体支路的进口、所述强电支路的进口和所述电池支路的进口连接；
所述五通阀V1有如下工作模式且在一个时段仅工作在一种模式；模式1、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C；模式2、进口B接通出口D，同时进口A接通出口E；模式3、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C；模式4、进口B接通出口E，同时进口A接通出口D；模式5、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C和E；模式6、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C和D；
所述第一、第二、第三和第四三通阀V2、V3、V4、V5均有一个进口和两个出口A、B，三通阀有两种工作模式：接通出口A、接通出口B，且三通阀在一个时段仅工作在一个固定模式。


2.根据权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述动力电池支路包括电子水泵P1、温度传感器T1、动力电池、充电机、第一三通阀V2和第一三通；
所述电子水泵P1的防冻液出口与所述动力电池的防冻液入口连通，所述动力电池的防冻液出口与所述充电机的防冻液入口连通，所述充电机的防冻液出口与所述第一三通阀V2的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口A与所述第一三通的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口B与第五三通的防冻液入口连通；所述温度传感器T1设置在所述动力电池的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。


3.如权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述暖风芯体支路包括温度传感器T2和暖风芯体；
所述暖风芯体的防冻液出口与所述第一三通的防冻液入口连通，所述温度传感器T2设置在所述暖风芯体的防冻液入口处，用于监测防冻液的温度，反馈给控制器。


4.如权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述强电支路包括电子水泵P3、电机控制器、温度传感器T3、驱动电机和第四三通阀V5；
所述电子水泵P3的防冻液出口与所述电机控制器的防冻液入口连通，所述电机控制器的防冻液出口与所述驱动电机的防冻液入口连通，所述驱动电机的防冻液出口与所述第四三通阀V5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口A与第二三通的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口B与第五三通的防冻液入口连通；所述温度传感器T3设置在所述驱动电机的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。


5.如权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述散热器支路包括第四三通、散热器、第三三通阀V4和第五三通；
所述第五三通的防冻液出口与所述第三三通阀V4的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口A与所述第四三通的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口B与所述散热器的防冻液入口连通，所述散热器的防冻液出口与所述第四三通的防冻液入口连通。


6.如权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述高压电加热器（HVH）支路包括第二三通、电子水泵P2、第二三通阀V3、高压电加热器（HVH）、电池冷却器（Chiller）和第三三通；
所述第二三通的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志，黄国平，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50