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用于电动卡车的热管理系统以及电动卡车技术方案

技术编号:44045418 阅读:21 留言:0更新日期:2025-01-15 01:24
本发明专利技术涉及一种用于电动卡车的热管理系统以及电动卡车。用于电动卡车的热管理系统包括:第一热泵模块,第一热泵模块包括第一冷却剂回路、第一制冷剂回路、第一模块控制器,第二热泵模块,第二热泵模块包括第二冷却剂回路、第二制冷剂回路、第二模块控制器,其中,第一制冷剂回路与第二制冷剂回路彼此独立,并且第一制冷剂回路由第一模块控制器单独控制,第二制冷剂回路由第二模块控制器单独控制,并且其中,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路并联,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路分别由第一模块控制器和第二模块控制器对称地控制。本发明专利技术还涉及具有该热管理系统的电动卡车。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电动卡车、尤其是电动重型卡车的热管理系统。本专利技术还涉及一种具有所述热管理系统的电动卡车,尤其是电动重型卡车。


技术介绍

1、随着新能源重型卡车技术的快速发展,对适用于大负荷、低能耗、高稳定性的热管理控制技术提出更加急迫和严峻的挑战。

2、单个热泵模块能力受限于泵能力及回路流阻,单个热泵模块难以满足整车系统较大的水流量需求。此外,单个热泵模块能力还受限于压缩机和膨胀阀能力,单个热泵模块制冷或制热能力难以满足大负载重卡整车需求。

3、此外,重型卡车的热管理系统与乘用车的热管理系统差异明显,因此很难将乘用车的热管理系统转用到重型卡车中。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题在于,至少部分地克服以上提到技术缺陷,以实现一种满足电动卡车的整车热需求的、并且具备扩展能力的稳定高效的热管理系统。

2、本专利技术涉及一种用于电动卡车的热管理系统,包括:第一热泵模块,第一热泵模块包括第一冷却剂回路、第一制冷剂回路、第一模块控制器,第二热泵模块,第二热泵模块包括第二冷却剂回路、第二制冷剂回路、第二模块控制器,其中,第一制冷剂回路与第二制冷剂回路彼此独立,并且第一制冷剂回路由第一模块控制器单独控制,第二制冷剂回路由第二模块控制器单独控制,并且其中,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路并联,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路分别由第一模块控制器和第二模块控制器对称地控制。

3、本专利技术的热管理系统实现了热泵模块化设计,尤其是一种双热泵模块系统。相对于单热泵模块系统,双热泵模块系统更加复杂,不仅要具备单热泵工作功能,还要具备双热泵模块协同工作功能,使双热泵模块系统在整车全场景下均能稳定高效运行,满足整车热需求。双热泵模块系统和传统单热泵模块系统一样,可以实现整车热量的转移、回收、蓄热再利用等,降低能耗。然而单一热泵系统能力难以高效满足重型卡车各系统超大热负荷需求,双热泵模块解决了新能源重型卡车热负荷高、能耗高的问题,进一步促进了新能源重型卡车技术的发展。本专利技术提出的双热泵模块控制系统,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路分别由第一模块控制器和第二模块控制器对称地控制,因此在大多数场景下,双热泵模块是同步同频同速运行的,整车热需求由两热泵模块平均分担,这样不仅使系统能力加倍,也可使每个热泵模块的零部件长期工作在较为高效的区间范围,提升了热泵模块的零部件的使用寿命。在本专利技术范畴中,对于速度、温度、开度等参数的“相同”指的是不超过5%的偏差。

4、此外,因两个热泵模块的实车零部件或布置状态很难做到完全一致或对称,水路系统表现也很难做到完全一致,将会影响制冷剂回路的能力输出和控制稳定性。而按照本专利技术,各模块制冷剂回路在模块内独立闭环控制,可以解决因水回路的不稳定性影响制冷剂回路的控制稳定性的技术问题。因两制冷剂回路有相同的控制目标,通过各制冷剂回路闭环调节,最终协同实现整车热管理需求。

5、根据一种实施形式,第一热泵模块和第二热泵模块构造为相同的热泵模块。本专利技术提出的双热泵模块,在结构上是两个单热泵模块通过阀装置、尤其是三通阀并联后与电动卡车的整车冷却剂回路连接,两模块有相同的零部件及布置,并且可以采用相同的通讯协议。由此可以在控制方面采用相同的控制策略,简化了控制策略,并且两个热泵模块可以均衡地运行。

6、根据一种实施形式,热管理系统还包括至少一个第三热泵模块,第三热泵模块与第一热泵模块和第二热泵模块构造为相同的热泵模块。根据本专利技术的热泵模块可以方便地进行扩展,因为在设计之初就在结构布局、控制策略、通信协议方面进行了模块化设计,因此对于不同车型、不同工况以及不同需求进行适配。

7、根据一种实施形式,第一冷却剂回路包括第一多通阀、第一泵和第一换热器,第一制冷剂回路包括第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀和第一蒸发器,其中,第一换热器与第一冷凝器和/或第一蒸发器耦合,并且第二冷却剂回路包括第二多通阀、第二泵和第二换热器,第二制冷剂回路包括第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀和第二蒸发器,其中,第二换热器与第二冷凝器和/或第二蒸发器耦合。在此,第一多通阀和第二多通阀被设置用于控制冷却剂的流动,即能够切换不同的热管理模式,比如电池冷却模式、电池加热模式、空调加热模式、空调制冷模式、电驱电控冷却模式以及它们的任意组合,对于不同的热管理模式,要求冷却剂流向的子系统不同。在本专利技术范畴中,冷却剂包括水。并且在本专利技术范畴中,多通阀至少为三通阀,甚至可以是七通阀和九通阀。

8、根据一种实施形式,第一多通阀和第一泵由第一模块控制器控制,并且第二多通阀和第二泵由第二模块控制器控制,其中,根据目标需求,第一模块控制器调节第一多通阀的开度和第一泵的转速,并且第二模块控制器调节第二多通阀的开度和第二泵的转速,其中第一泵的转速和第二泵的转速被调节为使得第一热泵模块和第二热泵模块的冷却剂流量相同。当前已知的是,集成式热泵系统水路较为复杂,常见的问题包括系统间混热、水路逆流不符合预期设计等。双热泵模块集成系统更加剧了水回路的复杂性,这不仅对产品设计提出较高的设计要求,同时对系统控制提出极大的挑战。考虑到整车实际布置环境,双热泵模块系统在物理结构上无法做到严格的对称布置,管路也存在一定的差异,当这些差异较大时,会影响两模块实际水道流阻,导致两模块水流量差异较大,甚至出现两模块之间存在混水风险。不符合预期的流向不仅会造成能量损失,还会影响热管理功能;两模块水流量差异较大,也会导致两模块输出能力存在较大差异,长期的差异会导致能力输出较大的模块寿命消耗较快。综合以上问题,通过协同调节各模块的泵的转速或各模块的多通阀开度,可以分别监测各系统模式两模块水流量表现,标定出不但满足整车系统流量需求而且基本均等的泵转速,水流量的均衡可以保障两模块输出能力基本一致,并且解决上述各种问题。

9、根据一种实施形式,在第一多通阀被切换之前的2至10秒,第一泵的转速先降至最低转速,并在第一多通阀切换完成后再恢复到正常运行;同样,在第二多通阀被切换之前的2至10秒,第二泵的转速先降至最低转速,并在第二多通阀切换完成后再恢复到正常运行。模式多通阀切换时,切换过程水路流量及流向是非预期的,多通阀切换行程时间一般为2至10秒,切换过程不可避免会存在系统间混水,造成热量损失,双热泵模块系统因其较大的流量,切换过程热量损失更为严重。为降低切换过程热量损失,各模块需要零件之间协同控制运行,在多通阀有切换需求前,提前降低冷却剂回路中泵转速至最低转速,多通阀切换完成,泵再恢复正常运行。零件间的协同控制,在不影响各系统散热需求的同时,又最大程度降低了热量损失。

10、根据一种实施形式,第一压缩机和第一膨胀阀通过第一模块控制器控制,并且第二压缩机和第二膨胀阀通过第二模块控制器控制,其中,根据相同的目标需求,第一模块控制器控制第一压缩机的转速和第一膨胀阀的开度,并且第二模块控制器控制第二压缩机的转速和第二膨胀阀的开度。

11、根据一种实施形式,热管理系统包括电池热管理子系统、电驱电控热管本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于电动卡车的热管理系统,包括:

2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,第一热泵模块和第二热泵模块构造为相同的热泵模块。

3.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,热管理系统还包括至少一个第三热泵模块,第三热泵模块与第一热泵模块和第二热泵模块构造为相同的热泵模块。

4.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,第一冷却剂回路包括第一多通阀、第一泵和第一换热器,第一制冷剂回路包括第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀和第一蒸发器,其中,第一换热器与第一冷凝器和/或第一蒸发器耦合,并且第二冷却剂回路包括第二多通阀、第二泵和第二换热器,第二制冷剂回路包括第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀和第二蒸发器,其中,第二换热器与第二冷凝器和/或第二蒸发器耦合。

5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,第一多通阀和第一泵由第一模块控制器控制,并且第二多通阀和第二泵由第二模块控制器控制,其中,根据目标需求,第一模块控制器调节第一多通阀的开度和第一泵的转速,并且第二模块控制器调节第二多通阀的开度和第二泵的转速,其中第一泵的转速和第二泵的转速被调节为使得第一热泵模块和第二热泵模块的冷却剂流量相同。

6.根据权利要求5所述的热管理系统,其特征在于,在第一多通阀被切换之前的2至10秒,第一泵的转速先降至最低转速,并在第一多通阀切换完成后再恢复到正常运行;同样,在第二多通阀被切换之前的2至10秒,第二泵的转速先降至最低转速,并在第二多通阀切换完成后再恢复到正常运行。

7.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,第一压缩机和第一膨胀阀通过第一模块控制器控制,并且第二压缩机和第二膨胀阀通过第二模块控制器控制,其中,根据相同的目标需求,第一模块控制器控制第一压缩机的转速和第一膨胀阀的开度,并且第二模块控制器控制第二压缩机的转速和第二膨胀阀的开度。

8.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,热管理系统包括电池热管理子系统、电驱电控热管理子系统、空调热管理子系统、热管理模式选择单元以及模块能力分配单元,其中,热管理模式选择单元根据电池热管理子系统、电驱电控热管理子系统和空调热管理子系统的需求选择热管理模式,并且模块能力分配单元根据所选择的热管理模式通过第一模块控制器向第一热泵模块分配输出能力、并且通过第二模块控制器向第二热泵模块分配输出能力。

9.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路通过阀装置并联后与电动卡车的整车冷却剂回路连接,其中,阀装置是三通阀,其中,整车冷却剂回路包括电池包冷却剂回路和电驱电控冷却剂回路,其中,第一多通阀和第二多通阀分别与电池包冷却剂回路和/或电驱电控冷却剂回路连接。

10.一种电动卡车,其具有根据权利要求1至9中任一项所述的热管理系统。

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【技术特征摘要】

1.一种用于电动卡车的热管理系统,包括:

2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,第一热泵模块和第二热泵模块构造为相同的热泵模块。

3.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,热管理系统还包括至少一个第三热泵模块,第三热泵模块与第一热泵模块和第二热泵模块构造为相同的热泵模块。

4.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,第一冷却剂回路包括第一多通阀、第一泵和第一换热器,第一制冷剂回路包括第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀和第一蒸发器,其中,第一换热器与第一冷凝器和/或第一蒸发器耦合,并且第二冷却剂回路包括第二多通阀、第二泵和第二换热器,第二制冷剂回路包括第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀和第二蒸发器,其中,第二换热器与第二冷凝器和/或第二蒸发器耦合。

5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,第一多通阀和第一泵由第一模块控制器控制,并且第二多通阀和第二泵由第二模块控制器控制,其中,根据目标需求,第一模块控制器调节第一多通阀的开度和第一泵的转速,并且第二模块控制器调节第二多通阀的开度和第二泵的转速,其中第一泵的转速和第二泵的转速被调节为使得第一热泵模块和第二热泵模块的冷却剂流量相同。

6.根据权利要求5所述的热管理系统,其特征在于,在第一多通阀被切换之前的2至10秒,第一泵的转速先降至最低转速,并在第一多通阀切换完成后再恢复到...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙红梅刘宁刘超陈超
申请(专利权)人:江苏速豹动力科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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