基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统，包括冷却液循环回路和热泵空调机构；冷却液循环回路包括低温相变胶囊收集装置、高温相变胶囊收集装置、第一水泵、电池、第一相变胶囊收集装置、电机、第一散热器、第二水泵、第二相变胶囊收集装置、发动机、第二散热器和第三水泵；热泵空调机构包括电动压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器。本发明专利技术还公开了基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理方法。通过不同的相变胶囊收集装置对不同零件进行储能或蓄冷，根据电池和座舱温度条件，相变胶囊适时参与循环，为电池和座舱加热或散热，充分利用不同系统多余能量，大大提高了系统的能量利用效率。

【技术实现步骤摘要】
基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统及方法
本专利技术涉及汽车热管理系统
，尤其是一种基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统及方法。
技术介绍
增程式电动汽车具有低成本、节油率高、低排放、可增加续驶里程的优点，是目前汽车发展的重要趋势，也是向纯电动汽车过渡的最佳技术方案。对于增程式电动汽车而言，其热管理系统对于保证增程式电动汽车在不同环境温度下的正常运行极其重要。动力电池作为增程式电动汽车的动力来源，其温度特性直接影响车辆的性能、寿命和耐久性。对于增程式电动汽车热管理系统的设计，一方面要保证电池包内各个单体电池工作温度始终处于20℃到45℃区间内，另一方面尽量维持包内各个电池及电池模块间的温度均匀性。增程式电动机汽车行驶过程中，发动机和电机都会产生以热能形式的效率损耗，发动机合理工作温度区间一般为80℃到100℃，电机的合理工作温度区间一般为70℃到90℃，因此也需对发动机和电机进行合理散热。目前，对于增程式电动汽车热管理系统主要采用风冷和液冷两种方式。其中，风冷是利用低温空气与零部件之间的热对流来降低零部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统，其特征在于：包括冷却液循环回路和热泵空调机构；/n其中，所述冷却液循环回路包括低温相变胶囊收集装置、高温相变胶囊收集装置、第一水泵、电池、第一相变胶囊收集装置、电机、第一散热器、第二水泵、第二相变胶囊收集装置、发动机、第二散热器和第三水泵；/n所述热泵空调机构包括电动压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器，电动压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器依次通过管路连接形成回路；/n所述低温相变胶囊收集装置和高温相变胶囊收集装置与室内换热器并联，低温相变胶囊收集装置和高温相变胶囊收集装置位于...

【技术特征摘要】
1.一种基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统，其特征在于：包括冷却液循环回路和热泵空调机构；
其中，所述冷却液循环回路包括低温相变胶囊收集装置、高温相变胶囊收集装置、第一水泵、电池、第一相变胶囊收集装置、电机、第一散热器、第二水泵、第二相变胶囊收集装置、发动机、第二散热器和第三水泵；
所述热泵空调机构包括电动压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器，电动压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器依次通过管路连接形成回路；
所述低温相变胶囊收集装置和高温相变胶囊收集装置与室内换热器并联，低温相变胶囊收集装置和高温相变胶囊收集装置位于室内换热器上方；所述高温相变胶囊收集装置与低温相变胶囊收集装置并联，高温相变胶囊收集装置的入口与第三三通电磁阀的A口连通，高温相变胶囊收集装置的出口接在第一水泵和电池之间的管路上；所述低温相变胶囊收集装置的入口与第三三通电磁阀的B口连通，低温相变胶囊收集装置的出口接在第一水泵和电池的液冷板之间的管路上；所述第一水泵、电池的液冷板、第四三通电磁阀依次通过管路连接并形成回路；所述第二水泵、电机的水套、第七三通电磁阀、第八三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀依次通过管路连接并形成回路，第一散热器并联在第一相变胶囊收集装置两端，第一散热器通过第八三通电磁阀的B、C两口连通参与冷却液循环回路；所述第三水泵、发动机的水套、第十一三通电磁阀、第十二三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀依次通过管路连接并形成回路，第二散热器并联在第二相变胶囊收集装置两端，第二散热器通过第十二三通电磁阀的B、C两口连通参与冷却液循环回路；所述第四三通电磁阀的A口通过管路与第九三通电磁阀的B口相连；
所述管路内充满由相变胶囊和冷却液共同形成的相变胶囊悬浮液。


2.根据权利要求1所述的基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统，其特征在于：所述第四三通电磁阀、第七三通电磁阀、第十一三通电磁阀的B口均设置有滤网，A口和C口无滤网；所述低温相变胶囊收集装置由第十三三通电磁阀和第一换热器组成，所述高温相变胶囊收集装置由第十四三通电磁阀和第二换热器组成，第十三三通电磁阀、第十四三通电磁阀的B口均设置有滤网，第十三三通电磁阀、第十四三通电磁阀的A口、C口无滤网；所述第一相变胶囊收集装置由第十五三通电磁阀和第一保温箱体组成，所述第二相变胶囊收集装置由第十六三通电磁阀和第二保温箱体组成，第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀的B口均设置有滤网，第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀的A口、C口无滤网；所述第一换热器内设置有第一蛇形金属盘管，第一蛇形金属盘管的一端与第一三通电磁阀的A口相连，第一蛇形金属盘管的另一端与第二三通电磁阀的A口相连；所述第二换热器内设置有第二蛇形金属盘管，第二蛇形金属盘管的一端与第一三通电磁阀的C口相连，第二蛇形金属盘管的另一端与第二三通电磁阀的C口相连，第一蛇形金属盘管和第二蛇形盘管内充满冷媒。


3.根据权利要求1所述的基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统，其特征在于：所述设置有滤网的三通电磁阀分别设置在低温相变胶囊收集装置、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第一相变胶囊收集装置、电机的水套、第二相变胶囊收集装置、发动机的水套的冷却液出口处。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统的管理方法，其特征在于：该方法包括：
首先，环境温度为低温时，低温相变胶囊存储在低温相变胶囊收集装置中不参与冷却液循环回路的循环，只有高温相变胶囊参与冷却液循环回路循环；
高温相变胶囊收集热泵空调机构热量：当热泵空调处于供暖循环且座舱无需快速升温时，使第三三通电磁阀的AC两口、第四三通电磁阀AC两口、第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口、第九三通电磁阀BC两口、第十三通电磁阀AB两口连通，使第十四三通电磁阀AB两口连通，使第十四三通电磁阀切换到滤网接口，使第十五三通电磁阀AC两口、第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀切换到非滤网接口；启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；通过高温相变胶囊收集装置的过滤作用，高温相变胶囊被收集在高温相变胶囊收集装置中；在热泵空调供暖循环下，使第二三通电磁阀BC两口、第一三通电磁阀BC两口连通，调节第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度，高温高压冷媒通过第二蛇形金属盘管为高温相变胶囊储能；当高温相变胶囊收集热泵空调热量完毕，使第十四三通电磁阀AC两口连通，使第十四三通电磁阀切换到非滤网接口，使第三三通电磁阀AC两口、第四三通电磁阀AC两口、第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口连通，使第十五三通电磁阀AB两口连通，使第十五三通电磁阀切换到滤网接口，使第九三通电磁阀BC两口、第十六三通电磁阀AB两口连通，使第十六三通电磁阀切换到滤网接口，使第十三通电磁阀AB两口连通，启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；在第一相变胶囊收集装置和第二相变胶囊收集装置的过滤作用下，收集完能量的高温相变胶囊存储在第一相变胶囊收集装置或第二相变胶囊收集装置中；
高温相变胶囊收集电机热量：当电机温度大于电机第一温度阈值时，使第五三通电磁阀AC两口、第六三通电磁阀AC两口、第八三通电磁阀AB两口连通，使第七三通电磁阀AB两口连通，使第七三通电磁阀切换到滤网接口，使第十五三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀切换到非滤网接口；启动第二水泵，相变胶囊悬浮液依次通过电机的水套、第七三通电磁阀、第八三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第二水泵，形成水循环；在第七三通电磁阀的过滤作用下，高温相变胶囊收集在电机的水套内并收集电机热量；当高温相变胶囊收集电机热量完毕，使第七三通电磁阀AC两口连通，使第七三通电磁阀切换到非滤网接口，使第十五三通电磁阀AB两口连通，使第十五三通电磁阀切换到滤网接口，启动第二水泵，相变胶囊悬浮液依次通过电机的水套、第七三通电磁阀、第八三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第二水泵，形成水循环，在第一相变胶囊收集装置的过滤作用下，收集完能量的高温相变胶囊存储在第一相变胶囊收集装置中；
高温相变胶囊收集发动机热量：当发动机温度大于发动机第一温度阈值时，使第九三通电磁阀AC两口、第十三通电磁阀AC两口、第十二三通电磁阀AB两口、第十一三通电磁阀AB两口连通，使第十一三通电磁阀切换到滤网接口，使第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十六三通电磁阀切换到非滤网接口，启动第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱波，叶圣杰，姚明尧，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34