【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源汽车领域，特别是涉及一种新能源电动汽车整车热管理系统及方法。
技术介绍
1、整车热管理系统是确保电动汽车各个关键部件正常运行的关键系统之一。作为纯电动汽车来说，电机是其主要动力来源，温度升高会增加电机电控内阻，增加能耗的同时也引起电机磁体退磁，导致电机效率下降，影响使用寿命。动力电池高效工作温度为20℃-35℃，低温会降低电池活性，导致充放电性能急剧下降，高温会加速电池内部化学反应速率，导致电池过热，甚至引发火灾或爆炸。此外，由于电动汽车由于没有发动机，在空调制热环节，无法使用发动机废热作为稳定的热源，需增加额外的制热部件，当前主流方案是使用ptc高压加热模块，但过高的能耗也使得车辆冬季续航大打折扣，导致一些司机冬天不敢开空调，这是目前制约电动汽车在高寒地区推广的重要因素。因此，纯电动汽车的热管理系统变得极为重要，需要通过统筹调控纯电动汽车各部件的热量，保障车辆各部件工作在最佳范围的同时提升整车经济性。
2、专利cn116533715a提供的一种纯电动汽车热管理系统，能够根据电池及乘员舱的热管理需求，灵活切换各回路的连接方式，但是回路之间彼此独立，存在某一系统用电加热系统制热的同时另一部件或系统在对外散热的过程，能量利用不充分。
3、专利cn116238321a提供的新能源车整车热管理系统、整车热管理控制方法及车辆，可实现不同回路间热交换，但管路结构较为复杂，部件数量多，系统集成度低，成本较高。
4、专利cn116653543a提供的一种纯电动汽车热管理系统的控制方法，能够
5、专利cn109532405a提供的一种电动汽车整车热管理系统及其控制方法，重点在考虑降低电池能耗，没有考虑经济性与人体舒适性的平衡，不利于实车布局。
6、专利cn116852936a提供的一种电动汽车整车热管理系统，采用的是传统的开关控制方法，通过设定温度阈值来对热管理控制模式进行切换，此方法会使系统温度波动较大，人体舒适性无法得到保证，车辆能耗偏高。
7、论文“苹果电动汽车热管理技术研究”虽提出了整车热管理架构上的技术创新，但缺乏具体数据及案例的研究，没有通过仿真或试验来验证相关观点及结论。
8、论文“某纯电动物流车整车热管理系统设计与研究”重点在剖析整车热管理的热量利用方面，没有通过更精确的控制方法，将整车热管理作为车辆经济性上的优化研究对象。
9、故而提出一种全新的纯电动车热管理系统以解决上述所提到的热管理系统部件独立，管路结构复杂且除雾要求无法满足，经济性与舒适性平衡的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种纯电动汽车热管理系统及方法，利用多通道阀门或管路，将电池、电机电控和空调系统中某些或全部回路连通，形成一个大的、可控的循环回路，尽可能将系统部件进行集成，避免能量浪费的同时减少成本。利用“三换热器”构型旁通制热下换热器间的膨胀装置除霜方便且不会引起乘员舱温度较大波动。综合考虑人体舒适性和整车经济性提出热管理系统回路中乘员舱目标温度自适应的控制策略。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种新能源电动汽车整车热管理系统，包括空调制冷剂循环回路、电池系统水循环回路和电机电控系统冷却循环回路：
3、空调制冷剂循环回路，该循环下hvac箱内隔板将内冷凝器隔离，形成单独隔热空间；空调制热(热泵)循环回路，该循环回路为“三换热器”热泵构型，配合多个旁通阀进行模式切换，其包括由管道依次串联的压缩机、冷凝器、第一截止阀、室外换热器、空调电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器，气液分离器输出至压缩机，同时空调制冷剂循环回路还包括制热电子膨胀阀、第二截止阀、风热ptc和鼓风机，所述制热电子膨胀阀和第一截止阀并联，第二截止阀与空调电子膨胀阀并联，所述风热ptc用于产生热气，所述鼓风机用于把热气吹到需要供暖的位置，空调制冷循环时，第一截止阀和空调电子膨胀阀打开，空调制热循环时，制热电子膨胀阀和第二截止阀打开。
4、电池系统水循环回路，该循环回路通过chiller一侧制冷剂循环与电池冷却液回路耦合吸收电池中的热量，降低电池温度。第一电池采暖循环回路，该循环回路通过消耗车辆电能使电池ptc产热，从而对回路中的冷却液进行加热，冷却液进入电池液冷板通过与电池包的直接接触实现电池升温。第二电池采暖循环回路，该循环回路通过利用电机电控系统在运行过程中产生的余热来对电池进行升温，在余热不足的情况下，电池ptc系统将被激活，进一步加热冷却液，以确保电池升温；该回路具体包括由管道依次串联的第一水泵、三通阀、chiller、电池ptc、水冷板和电池补水壶，同时还包括电池电子膨胀阀和电池包，电池电子膨胀阀安装在chiller的输入端，所述电池电子膨胀阀与室外换热器的输出端连通，chiller的输出端还与气液分离器输入端连通，所述电池包安装于水冷板一侧，通过内部的水循环冷却液流经水冷板，以吸收电池包中产生的热量。
5、电机电控系统冷却循环回路，该循环回路在电机电控系统的温度超过其本身允许的范围时，利用低温水箱进行循环冷却，同时当其出口冷却液温度高于设定的温度时用作余热回收，具体包括由管道依次串联的第二水泵、电机补水壶、低温散热器、油冷器、车载充电器及dcdc、电控系统和四通阀；同时还包括冷却风扇和电机，冷却风扇安装于低温散热器一侧，用于降低低温散热器的热量，所述电机位于油冷器一侧，通过油冷器向电机内部注入润滑油直接带走热量。
6、进一步，所述冷凝器、风热ptc、蒸发器、鼓风机共同组成hvac模块，在车辆中将设计安装于前机舱中部。所述风扇、低温散热器与空调制冷剂循环回路中的室外换热器共同组成前端模块，在车辆中将设计安装于车身骨架前部。
7、进一步，所述四通阀与电池系统水循环回路中的电池电子膨胀阀、chiller共同组成四通阀-chiller集成模块，在车辆中将设计安装于靠近散热器组件附近，在充分利用车辆前部气流，提高冷却效率的同时，减少冷却系统中管路长度。
8、进一步，所述水冷板安装于电池包附近，通过内部的水循环系统将冷却液流经水冷板，以吸收电池包中产生的热量。
9、进一步，所述电机电控系统冷却循环回路中的电机为油冷电机，通过向电机内部注入润滑油直接带走热量，再对加热后的润滑油进行集中散热达成稳定温度的目的。
10、进一步，所述第一截止阀和第二截止阀分别用于独立控制空调制冷回路和空调制热(热泵)回路；所述第一水泵和第二水泵分别用于独立控制电池和电机热管理回路。
11、本申请还公开了一种纯电动汽车的整车热管理控制方法，以实现乘员舱舒适温度自适应控制，提升乘员舒适性的同时降低整车能耗，具体步骤包括:
12、step 1:基于所设计的整车热管理架构框图在amesim中搭建含空调客舱子系统的整本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，包括空调制冷剂循环回路、电池系统水循环回路和电机电控系统冷却循环回路，其中，
2.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述压缩机(1)的排量为35cc。
3.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述冷凝器(2)、室外换热器(5)及蒸发器(10)皆采用板翅式热交换器。
4.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述空调制冷剂循环回路中制冷剂采用R134a。
5.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述电池系统水循环回路和电机电控系统冷却循环回路中的冷却液采用50％乙二醇水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述电池PTC(25)为水热PTC，利用电流通过时产生的热量来加热回路中的冷却液，给电池包(26)升温。
7.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述冷凝器(2)、蒸发器(
8.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述低温散热器(6)、冷却风扇(7)与空调制冷剂循环回路中的室外换热器(5)共同组成前端模块，安装于车辆车身骨架前部。
9.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述四通阀(16)与电池系统水循环回路中的电池电子膨胀阀(17)、Chiller(18)共同组成四通阀-Chiller集成模块，安装于车辆中靠近散热器组件的位置。
10.一种用于权利要求1～9任意所述新能源电动汽车整车热管理系统的控制方法，其特征在于，具体包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，包括空调制冷剂循环回路、电池系统水循环回路和电机电控系统冷却循环回路，其中，
2.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述压缩机(1)的排量为35cc。
3.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述冷凝器(2)、室外换热器(5)及蒸发器(10)皆采用板翅式热交换器。
4.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述空调制冷剂循环回路中制冷剂采用r134a。
5.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述电池系统水循环回路和电机电控系统冷却循环回路中的冷却液采用50％乙二醇水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车整车热管理系统，其特征在于，所述电池ptc(25)为水热ptc，利用电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟显旭，陈刚，李传江，梁泓润，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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