一种电动汽车热泵型热管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车热泵型热管理系统，包括制冷剂回路、暖风冷却液回路、电池冷却液回路、电机冷却液回路，所述制冷剂回路与暖风冷却液回路间通过水冷冷凝器换热，所述制冷剂回路与电池冷却液回路间通过电池冷却换热器换热，所述电机冷却液回路与暖风冷却液回路连通既可使电机冷却液回路与暖风冷却液回路间形成回路，还可使暖风冷却液回路、电池冷却液回路、电机冷却液回路间形成回路。本发明专利技术可根据电池、电机和乘员舱的热管理需求，通过调节各个水泵和截止阀的工作状态，实现整车热量的系统性、集成式管理。集成式管理。集成式管理。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车热泵型热管理系统


[0001]本专利技术涉及电动汽车热管理，具体地指一种电动汽车热泵型热管理系统。

技术介绍

[0002]电动汽车动由于没有发动机的热水作为乘员舱采暖的热源，乘客舱内的采暖就需要寻找新的热源。传统的电动汽车通常采用PTC(正温度系数热敏电阻)水加热器类似的技术方案，但是PTC由于其电能转化为热泵的原理限制，其制热时的能效比＜1，冬季采暖时会造成大量的电量消耗，进而对电动汽车的续航里程造成影响。
[0003]目前，大多数电动汽车采用空气PTC或者水PTC的电阻丝加热方案，乘客舱采暖和电池预热的能量源全部来自于动力电池。常规电动车热管理方案存在以下缺点：1)采用PTC的技术方案采暖时整车能耗高，不能利用环境中的热量；2)春秋季车内除雾时需要对车内空气先制冷除湿，再通过PTC将干空气加热到舒适的温度提供给乘客舱，这样会造成压缩机和PTC加热器两个高压用电器件同时工作，整车高压负载功率增加，整车能耗增加。
[0004]目前，市场上有少数车辆也采用了热泵的原理，但是其为了提升热泵的效率，采用的是将常规动力车的空调系统中的暖风芯体用室内冷凝器替换的直接式热泵方案。直接式热泵方案存在以下缺点：1)对于同一车型同时存在燃油版和纯电动车的情况，空调箱体由于内部换热器和原理性的差异，两者不能统一，对于生产组织和管理带来很大的工作量；2)由于热泵制热获取的热量是通过布置在乘客舱内的室内冷凝器散出的，不能用于动力电池系统的加热，动力电池仍需要单独的加热器，造成整车成本的增加。
[0005]公开号为CN112109521 A的中国专利技术专利公开了一种纯电动汽车整车热管理系统，包括：制冷剂系统回路、暖风水系统回路、电池水系统回路、电机水系统回路，可单独实现乘员舱制冷、乘员舱制热、乘员舱除湿、电池冷却、电池加热、混合制冷、混合制热、电机冷却、室外换热器化霜等功能模式时，亦可同时实现上述功能模式的组合。电池水系统回路和电机水系统回路经四通水阀耦合，制冷剂系统回路上设有制冷剂四通阀，制冷剂四通阀可在制热模式时将制冷剂通向吸热室外换热器吸热、可在除湿制热时将制冷剂通向蒸发器使湿空气冷凝、可在制冷模式时先将制冷剂通向吸热室外换热器放热再一部分通向Chiller将电池回路中冷却液冷却、另一部分通向蒸发器对乘员舱进风进行冷却。
[0006]该专利具有如下缺陷：1.电池水系统回路仅与电机水系统回路耦合，在环境温度较低电机余热不足时，无法将电池水系统回路中的电池包升温至适宜温度，导致电池放出的总电量减少；2.制冷剂四通阀在制热模式和制冷模式间切换时，制冷剂流经室外换热器时会逆向流动，这就对制冷剂系统回路要求极高，因为双向流动的管道与单向流动管道相比，其外部保温材料设置、内壁阻力损失计算都十分复杂，不利于管道清理维护；3.暖风水系统回路无散热部件，导致除湿制热时暖风水系统回路中热量无法根据环境温度进行调整，当环境温度较高时，若暖风水系统回路从水冷冷凝器获得的热量已经使暖风芯体超过空调所需温度，而整个暖风水系统回路无任何散热部件，这将导致空调出风过热。
[0007]因此，需要开发出一种制冷剂系统回路无逆流、电池水系统回路可利用暖风水系
统回路中热量、可根据环境温度调整暖风水系统回路热量的电动汽车热泵型热管理系统。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种制冷剂系统回路无逆流、电池水系统回路可利用暖风水系统回路中热量、可根据环境温度调整暖风水系统回路热量的电动汽车热泵型热管理系统。
[0009]本专利技术的技术方案为：一种电动汽车热泵型热管理系统，其特征在于，包括制冷剂回路、暖风冷却液回路、电池冷却液回路、电机冷却液回路，
[0010]所述暖风冷却液回路包括依次串联形成大回路的水冷冷凝器、水加热器、暖风芯体、电机水泵、低温散热器、第一冷却液截止阀、暖风水泵，还包括第四冷却液截止阀，所述第四冷却液截止阀与电机水泵、低温散热器、第一冷却液截止阀形成的整体间并联使水冷冷凝器、水加热器、暖风芯体、第四冷却液截止阀、暖风水泵间可依次串联形成小回路；
[0011]所述电池冷却液回路包括依次串联形成回路的电池冷却换热器、动力电池冷板、第二冷却液截止阀、电池水泵，所述电池冷却液回路可通过第一连接管、第二连接管与暖风冷却液回路连通形成回路；
[0012]所述制冷剂回路与暖风冷却液回路间通过水冷冷凝器换热，所述制冷剂回路与电池冷却液回路间通过电池冷却换热器换热，所述电机冷却液回路与暖风冷却液回路连通既可使电机冷却液回路与暖风冷却液回路间形成回路，还可使暖风冷却液回路、电池冷却液回路、电机冷却液回路间形成回路。
[0013]优选的，所述制冷剂回路包括依次串联形成回路的压缩机、水冷冷凝器、第一电子膨胀阀、室外蒸发器、制冷剂截止阀，还包括第二电子膨胀阀、蒸发冷凝器、第三电子膨胀阀、电池冷却换热器，所述第二电子膨胀阀、蒸发冷凝器串联且串联形成的整体与制冷剂截止阀并联，所述第三电子膨胀阀、电池冷却换热器串联且串联形成的整体与第一电子膨胀阀、室外蒸发器形成的整体并联。
[0014]进一步的，所述制冷剂回路上设置第一管道将压缩机、水冷冷凝器、第一电子膨胀阀、室外蒸发器、制冷剂截止阀串联形成回路，所述第二电子膨胀阀入口端连接于第一管道上临近制冷剂截止阀入口端处，所述蒸发冷凝器出口端连接于第一管道上临近制冷剂截止阀出口端处；所述第三电子膨胀阀入口端连接于第一管道上临近第一电子膨胀阀入口端处，所述电池冷却换热器出口端连接于第一管道上临近室外蒸发器出口端处。
[0015]优选的，所述暖风冷却液回路上设置第二管道将水冷冷凝器、水加热器、暖风芯体、电机水泵、低温散热器、第一冷却液截止阀、暖风水泵串联形成大回路，所述电池冷却液回路上设置第三管道将电池冷却换热器、电池水泵、第二冷却液截止阀、动力电池冷板串联形成回路；
[0016]所述第一连接管入口端设置于第二管道上临近暖风芯体出口端处，所述第一连接管出口端设置于第三管道上电池水泵、第二冷却液截止阀之间。
[0017]进一步的，所述第二连接管入口端设置于第三管道上第二冷却液截止阀、动力电池冷板之间，所述第二连接管出口端设置于第二管道上临近第一冷却液截止阀入口端处，所述第二连接管上设有第三冷却液截止阀。
[0018]更进一步的，所述第四冷却液截止阀入口端连接于第二管道上临近暖风芯体出口
端处，第四冷却液截止阀出口端连接于第二管道上第一冷却液截止阀、暖风水泵之间。
[0019]优选的，电机冷却液回路包括驱动电机和第五冷却液截止阀，所述驱动电机和第五冷却液截止阀串联且串联形成的整体与暖风冷却液回路上低温散热器、电机水泵形成的整体并联，使驱动电机、第五冷却液截止阀、电机水泵低温散热器可依次串联形成回路。
[0020]进一步的，所述电机冷却液回路上设置第四管道将驱动电机和第五冷却液截止阀串联，所述第四管道入口端连接于暖风冷却液回路上低温散热器、第一冷却液截止阀之间临近低温散热器出口端处，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车热泵型热管理系统，其特征在于，包括制冷剂回路(100)、暖风冷却液回路(200)、电池冷却液回路(300)、电机冷却液回路(400)，所述暖风冷却液回路(200)包括依次串联形成大回路的水冷冷凝器(2)、水加热器(10)、暖风芯体(11)、电机水泵(20)、低温散热器(19)、第一冷却液截止阀(14)、暖风水泵(13)，还包括第四冷却液截止阀(12)，所述第四冷却液截止阀(12)与电机水泵(20)、低温散热器(19)、第一冷却液截止阀(14)形成的整体间并联使水冷冷凝器(2)、水加热器(10)、暖风芯体(11)、第四冷却液截止阀(12)、暖风水泵(13)间可依次串联形成小回路；所述电池冷却液回路(300)包括依次串联形成回路的电池冷却换热器(9)、动力电池冷板(17)、第二冷却液截止阀(16)、电池水泵(15)，所述电池冷却液回路(300)可通过第一连接管(35)、第二连接管(36)与暖风冷却液回路(200)连通形成回路；所述制冷剂回路(100)与暖风冷却液回路(200)间通过水冷冷凝器(2)换热，所述制冷剂回路(100)与电池冷却液回路(300)间通过电池冷却换热器(9)换热，所述电机冷却液回路(400)与暖风冷却液回路(200)连通既可使电机冷却液回路(400)与暖风冷却液回路(200)间形成回路，还可使暖风冷却液回路(200)、电池冷却液回路(300)、电机冷却液回路(400)间形成回路。2.如权利要求1所述的电动汽车热泵型热管理系统，其特征在于，所述制冷剂回路(100)包括依次串联形成回路的压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、第一电子膨胀阀(3)、室外蒸发器(4)、制冷剂截止阀(5)，还包括第二电子膨胀阀(6)、蒸发冷凝器(7)、第三电子膨胀阀(8)、电池冷却换热器(9)，所述第二电子膨胀阀(6)、蒸发冷凝器(7)串联且串联形成的整体与制冷剂截止阀(5)并联，所述第三电子膨胀阀(8)、电池冷却换热器(9)串联且串联形成的整体与第一电子膨胀阀(3)、室外蒸发器(4)形成的整体并联。3.如权利要求2所述的电动汽车热泵型热管理系统，其特征在于，所述制冷剂回路(100)上设置第一管道(31)将压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、第一电子膨胀阀(3)、室外蒸发器(4)、制冷剂截止阀(5)串联形成回路，所述第二电子膨胀阀(6)入口端连接于第一管道(31)上临近制冷剂截止阀(5)入口端处，所述蒸发冷凝器(7)出口端连接于第一管道(31)上临近制冷剂截止阀(5)出口端处；所述第三电子膨胀阀(8)入口端连接于第一管道(31)上临近第一电子膨胀阀(3)入口端处，所述电池冷却换热器(9)出口端连接于第一管道(31)上临近室外蒸发器(4)出口端处。4.如权利要求1所述的电动汽车热泵型热管理系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱祥宇，邓雨来，张亚国，罗燕，魏永盛，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：