一种电动汽车热管理回路、控制方法及纯电车辆技术

本发明专利技术属于新能源汽车整车热管理技术领域，具体涉及一种电动汽车热管理回路、控制方法及纯电车辆，热管理回路包括热泵制冷剂回路、驱动电机冷却管系、动力电池控温管系。热泵回路分为九种模式：单乘客舱制冷模式；单电池冷却模式；优先级可调的乘客舱制冷加电池冷却模式，乘客舱制热无余热回收模式，乘客舱制热带余热回收模式；乘客舱制冷除湿模式；乘客舱制热除湿模式；车外换热器停车除霜模式；车外换热器行车除霜模式。本发明专利技术实现了电动汽车驱动电机冷却回路和动力电池冷却回路的串并联运行，既能够使动力电池单独冷却或加热，又能够利用电机产生的热量对动力电池进行加热，实现了能源的回收利用。现了能源的回收利用。现了能源的回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车热管理回路、控制方法及纯电车辆


[0001]本专利技术属于新能源汽车整车热管理
，具体涉及一种电动汽车热管理回路、控制方法及纯电车辆。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，社会的进步，能源节约已经成为必然和社会共识。新能源汽车已成为汽车行业的主要发展方向，目前的新能源车主要有纯电动和氢燃料两个方向。
[0003]其中纯电动车受制于目前电池材料特性及容量瓶颈限制，纯电动车续航里程无法做到传统燃油车同等的续航，尤其是在冬季低温环境下的续航，这也是导致广大消费者对纯电动车望而却步的主要原因。在冬季低温环境下乘客舱和动力电池都需要加热，加热源一般都是通过PTC实现，然而PTC的电热效率只有0.95左右，所以低温环境下，纯电动汽车加热能耗的高低直接影响整车续航的高低。现有技术中动力电池控温能耗较大，影响续航，无法适应现实需求。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种电动汽车热管理回路及控制方法，利用热泵、驱动电机冷却回路和动力电池热管理回路的热耦合，实现整车高效热管理，降低整车能耗。
[0005]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供了一种电动汽车热管理回路，包括：驱动电机冷却管系，包括顺序连接的膨胀水壶、第一水泵、驱动电机以及低温散热器；动力电池控温管系，包括顺序连接的第二水泵、电池冷却器和动力电池；第一控制管系，位于驱动电机冷却管系和动力电池控温管系之间，所述第一控制管系被装配为能够使电机冷却管系和动力电池控温管系在以下三种状态之间进行切换：状态一，所述驱动电机冷却管系和所述动力电池控温管系分别形成独立的闭合回路；状态二，所述驱动电机冷却管系和所述动力电池控温管系整体串联为一闭合回路；以及状态三，所述膨胀水壶、第一水泵、驱动电机、第二水泵、电池冷却器和动力电池串联为一闭合回路。
[0006]在本专利技术的一可选实施例中，还包括乘客舱控温管系，所述乘客舱控温管系包括电动压缩机、室外换热器、蒸发器、气液分离器、车内冷凝器、换热管，以及第二控制管系，所述第二控制管系被装配为能够使乘客舱控温管系在以下两种状态之间进行切换：状态a，所述电动压缩机、室外换热器、蒸发器、气液分离器顺序串联并形成闭合回路，且所述换热管与所述蒸发器并联；以及
状态b，所述电动压缩机、车内冷凝器、室外换热器、气液分离器顺序串联并形成闭合回路，且所述换热管与所述室外换热器并联；所述换热管从所述电池冷却器穿过以实现与所述动力电池控温管系的热交换。
[0007]在本专利技术的一可选实施例中，所述第一控制管系被装配为能够使电机冷却管系和动力电池控温管系切换至状态四；所述状态四是指：所述膨胀水壶、第一水泵、驱动电机、第二水泵、电池冷却器顺序串联为一闭合回路。
[0008]在本专利技术的一可选实施例中，所述第一控制管系包括六通阀，所述六通阀包括：第一接口，连接所述低温散热器；第二接口，连接第一支管的一端，所述第一支管的另一端与所述驱动电机的出水端连接；第三接口，连接所述膨胀水壶；第四接口，连接所述动力电池的出水端；第五接口，连接第二支管的一端，所述第二支管的另一端与所述电池冷却器和所述动力电池之间的管路连接；第六接口，连接所述第二水泵。
[0009]所述六通阀被装配为至少能够在以下四种工位之间进行切换：工位一，所述第一接口和所述第三接口连通、所述第四接口和所述第六接口连通；工位二，所述第一接口和所述第六接口连通、所述第四接口和所述第三接口连通；工位三，所述第二接口和所述第六接口连通、所述第四接口和所述第三接口连通；以及工位四，所述第二接口和所述第六接口连通、所述第五接口和所述第三接口连通。
[0010]在本专利技术的一可选实施例中，所述第一控制管系包括四通阀、第一三通阀和第二三通阀；所述四通阀的四个接口分别与低温散热器、膨胀水壶、动力电池和第二水泵连接；所述第一三通阀的其中两个接口串联在所述驱动电机与所述低温散热器之间的管路上，另一接口与第三支管的一端连接，所述第三支管的另一端与所述低温散热器和所述四通阀之间的管路连接；所述第二三通阀的其中两个接口串联在所述电池冷却器和所述动力电池之间的管路上，另一端与第四支管的一端连接，所述第四支管的另一端与所述动力电池和所述四通阀之间的管路连接。
[0011]在本专利技术的一可选实施例中，所述第二控制管系包括：主管系，顺序连接所述电动压缩机、室外换热器、蒸发器和气液分离器，并形成闭合回路；第一子管系，与所述室外换热器并联，所述车内冷凝器连接于所述第一子管系上；第二子管系，与所述蒸发器并联，所述换热管连接于所述第二子管系上；第三子管系，连接于所述室外换热器与所述气液分离器之间；第一控制阀组件，用于控制所述电动压缩机的出液端择一连通至所述室外换热器或所述车内冷凝器；
第二控制阀组件，用于控制所述第三子管系导通或断开。
[0012]在本专利技术的一可选实施例中，所述第一控制阀组件包括第一两向电磁阀，位于所述主管系上的电动压缩机和室外换热器之间，且位于所述第一子管系前端与所述主管系的连接节点的下游；第二两向电磁阀，位于所述第一子管系上。
[0013]在本专利技术的一可选实施例中，所述第一控制阀组件包括第三三通阀，所述第三三通阀位于所述第一子管系前端与所述主管系的连接节点处。
[0014]在本专利技术的一可选实施例中，所述第二控制阀组件包括设置在所述第三子管系上的第三两向电磁阀。
[0015]在本专利技术的一可选实施例中，所述第一子管系上设有第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀位于所述车内冷凝器的出液端。
[0016]在本专利技术的一可选实施例中，所述第二子管系上设有第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀位于所述换热管的进液端。
[0017]在本专利技术的一可选实施例中，所述蒸发器的进液端设有第三电子膨胀阀。
[0018]在本专利技术的一可选实施例中，所述主管系上设有单向阀，所述单向阀位于第一子管系和第二子管系之间的主管系上。
[0019]在本专利技术的一可选实施例中，以下位置中的一处或多处设有温度传感器：所述电动压缩机出口、所述室外换热器表面、所述电动压缩机吸气口、所述蒸发器表面、所述驱动电机入口、所述动力电池入口。
[0020]在本专利技术的一可选实施例中，所述车内冷凝器的出口和/或所述蒸发器的出口设有压力温度传感器。
[0021]在本专利技术的一可选实施例中，所述动力电池控温管系上设有第一PTC加热器，所述第一PTC加热器位于所述第二水泵和所述电池冷却器之间。
[0022]在本专利技术的一可选实施例中，所述蒸发器和所述车内冷凝器均位于车辆空调系统的风道内；所述车辆空调系统的风道内还设有第二PTC加热器。
[0023]在本专利技术的一可选实施例中，所述低温散热器和所述室外换热器均位于车辆前脸的格栅后方，且所述低温散热器位于所述室外换热器前侧，所述室外换热器的后侧设有冷却风扇。
[0024]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术还提供了一种电动汽车热管理回路的控制方法，所述电动汽车热管理回路包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车热管理回路，其特征在于，包括：驱动电机冷却管系，包括顺序连接的膨胀水壶、第一水泵、驱动电机以及低温散热器；动力电池控温管系，包括顺序连接的第二水泵、电池冷却器和动力电池；第一控制管系，位于驱动电机冷却管系和动力电池控温管系之间，所述第一控制管系被装配为能够使电机冷却管系和动力电池控温管系在以下三种状态之间进行切换：状态一，所述驱动电机冷却管系和所述动力电池控温管系分别形成独立的闭合回路；状态二，所述驱动电机冷却管系和所述动力电池控温管系整体串联为一闭合回路；以及状态三，所述膨胀水壶、第一水泵、驱动电机、第二水泵、电池冷却器和动力电池串联为一闭合回路。2.根据权利要求1所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，还包括乘客舱控温管系，所述乘客舱控温管系包括电动压缩机、室外换热器、蒸发器、气液分离器、车内冷凝器、换热管，以及第二控制管系，所述第二控制管系被装配为能够使乘客舱控温管系在以下两种状态之间进行切换：状态a，所述电动压缩机、室外换热器、蒸发器、气液分离器顺序串联并形成闭合回路，且所述换热管与所述蒸发器并联；以及状态b，所述电动压缩机、车内冷凝器、室外换热器、气液分离器顺序串联并形成闭合回路，且所述换热管与所述室外换热器并联；所述换热管从所述电池冷却器穿过以实现与所述动力电池控温管系的热交换。3.根据权利要求2所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第一控制管系被装配为能够使电机冷却管系和动力电池控温管系切换至状态四；所述状态四是指：所述膨胀水壶、第一水泵、驱动电机、第二水泵、电池冷却器顺序串联为一闭合回路。4.根据权利要求3所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第一控制管系包括六通阀，所述六通阀包括：第一接口，连接所述低温散热器；第二接口，连接第一支管的一端，所述第一支管的另一端与所述驱动电机的出水端连接；第三接口，连接所述膨胀水壶；第四接口，连接所述动力电池的出水端；第五接口，连接第二支管的一端，所述第二支管的另一端与所述电池冷却器和所述动力电池之间的管路连接；第六接口，连接所述第二水泵。5.所述六通阀被装配为至少能够在以下四种工位之间进行切换：工位一，所述第一接口和所述第三接口连通、所述第四接口和所述第六接口连通；工位二，所述第一接口和所述第六接口连通、所述第四接口和所述第三接口连通；工位三，所述第二接口和所述第六接口连通、所述第四接口和所述第三接口连通；以及工位四，所述第二接口和所述第六接口连通、所述第五接口和所述第三接口连通。
6.根据权利要求3所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第一控制管系包括四通阀、第一三通阀和第二三通阀；所述四通阀的四个接口分别与低温散热器、膨胀水壶、动力电池和第二水泵连接；所述第一三通阀的其中两个接口串联在所述驱动电机与所述低温散热器之间的管路上，另一接口与第三支管的一端连接，所述第三支管的另一端与所述低温散热器和所述四通阀之间的管路连接；所述第二三通阀的其中两个接口串联在所述电池冷却器和所述动力电池之间的管路上，另一端与第四支管的一端连接，所述第四支管的另一端与所述动力电池和所述四通阀之间的管路连接。7.根据权利要求3所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第二控制管系包括：主管系，顺序连接所述电动压缩机、室外换热器、蒸发器和气液分离器，并形成闭合回路；第一子管系，与所述室外换热器并联，所述车内冷凝器连接于所述第一子管系上；第二子管系，与所述蒸发器并联，所述换热管连接于所述第二子管系上；第三子管系，连接于所述室外换热器与所述气液分离器之间；第一控制阀组件，用于控制所述电动压缩机的出液端择一连通至所述室外换热器或所述车内冷凝器；第二控制阀组件，用于控制所述第三子管系导通或断开。8.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第一控制阀组件包括第一两向电磁阀，位于所述主管系上的电动压缩机和室外换热器之间，且位于所述第一子管系前端与所述主管系的连接节点的下游；第二两向电磁阀，位于所述第一子管系上。9.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第一控制阀组件包括第三三通阀，所述第三三通阀位于所述第一子管系前端与所述主管系的连接节点处。10.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第二控制阀组件包括设置在所述第三子管系上的第三两向电磁阀。11.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第一子管系上设有第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀位于所述车内冷凝器的出液端。12.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述第二子管系上设有第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀位于所述换热管的进液端。13.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述蒸发器的进液端设有第三电子膨胀阀。14.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述主管系上设有单向阀，所述单向阀位于第一子管系和第二子管系之间的主管系上。15.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，以下位置中的一处或多处设有温度传感器：所述电动压缩机出口、所述室外换热器表面、所述电动压缩机吸气口、所述蒸发器表面、所述驱动电机入口、所述动力电池入口。16.根据权利要求6所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述车内冷凝器的出口和/或所述蒸发器的出口设有压力温度传感器。
17.根据权利要求1所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述动力电池控温管系上设有第一PTC加热器，所述第一PTC加热器位于所述第二水泵和所述电池冷却器之间。18.根据权利要求2所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述蒸发器和所述车内冷凝器均位于车辆空调系统的风道内；所述车辆空调系统的风道内还设有第二PTC加热器。19.根据权利要求1所述的电动汽车热管理回路，其特征在于，所述低温散热器和所述室外换热器均位于车辆前脸的格栅后方，且所述低温散热器位于所述室外换热器前侧，所述室外换热器的后侧设有冷却风扇。20.一种电动汽车热管理回路的控制方法，其特征在于，所述电动汽车热管理回路包括驱动电机冷却管系、动力电池控温管系和乘客舱控温管系；所述驱动电机冷却管系包括顺序连接的膨胀水壶、第一水泵、驱动电机以及低温散热器；所述动力电池控温管系包括顺序连接的第二水泵、第一PTC加热器、电池冷却器和动力电池；所述乘客舱控温管系包括电动压缩机、室外换热器、蒸发器、气液分离器、车内冷凝器、换热管和第二PTC加热器；所述换热管从所述电池冷却器穿过以实现与所述动力电池控温管系的热交换；所述控制方法包括：当乘客舱和动力电池都有冷却需求时，控制所述驱动电机冷却管系和所述动力电池控温管系分别形成独立的闭合回路；控制所述电动压缩机、室外换热器、蒸发器、气液分离器顺序串联并形成闭合回路，且所述换热管与所述蒸发器并联；控制所述第一PTC加热器关闭；当乘客舱有冷却需求，而动力电池冷却需求不高，且驱动电机回路出水温度比动力电池水温低时，控制所述驱动电机冷却管系和所述动力电池控温管系整体串联为一闭合回路；控制所述电动压缩机、室外换热器、蒸发器、气液分离器顺序串联并形成闭合回路，并控制所述换热管与所述乘客舱控温管系断开；控制所述第一PTC加热器关闭；当动力电池有小负荷加热需求，且驱动电机出水温度比动力电机回路高时，控制所述膨胀水壶、第一水泵、驱动电机、第二水泵、电池冷却器和动力电池串联为一闭合回路；控制所述换热管与所述乘客舱控温管系断开；控制所述第一PTC加热器关闭；当乘客舱与动力电池都有加热需求时，控制所述驱动电机冷却管系和所述动力电池控温管系分别形成独立的闭合回路；控制所述第一PTC加热器开启；控制所述电动压缩机、车内冷凝器、室外换热器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫福珑，王天英，吴俊，刘杰，
申请(专利权)人：智己汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：