CN117901606A - 电动化车辆的提供电池和车厢加热不插电的热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“电动化车辆的提供电池和车厢加热不插电的热管理系统”。一种示例性热管理系统尤其包括在乙二醇系统内操作的加热器回路、电池回路、散热器回路和电力电子器件回路。第一阀与所述加热器回路、所述电池回路、所述散热器回路和所述电力电子器件回路中的一者或多者流体连通。第二阀与所述加热器回路、所述电池回路、所述散热器回路和所述电力电子器件回路中的一者或多者流体连通。所述第二阀流体地连接到所述第一阀以提供其中在车辆停止充电时所述电池回路内存在电池加热的至少一个工况，同时还能够独立地加热车厢。

Description

电动化车辆的提供电池和车厢加热不插电的热管理系统
技术领域
本公开涉及一种用于电动化车辆的热管理系统，并且更具体地涉及一种在严格使用基于乙二醇的系统独立地加热车厢的同时提供电池加热不插电的热管理系统。
背景技术
电动化车辆包括高压牵引电池包，所述高压牵引电池包为电动化车辆的电机和其他电气负载供电。在不显著增加热交换器和/或多个阀系统数量的情况下管理电动化车辆中的不同组部件之间的热传递是具有挑战性的。
发明内容
根据本公开的示例性方面的热管理系统尤其包括在乙二醇系统内操作的加热器回路、电池回路、散热器回路和电力电子器件回路。第一阀与所述加热器回路、所述电池回路、所述散热器回路和所述电力电子器件回路中的一者或多者流体连通。第二阀与所述加热器回路、所述电池回路、所述散热器回路和所述电力电子器件回路中的一者或多者流体连通。所述第二阀流体地连接到所述第一阀以提供其中在车辆停止充电时所述电池回路内存在电池加热的至少一个工况，同时还能够独立地加热车厢。
在前述系统的另一非限制性实施例中，当车辆停止充电时所述电池回路内的所述电池加热仅使用所述乙二醇系统来实现。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，所述第一阀和所述第二阀是所述热管理系统内仅有的阀。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，所述系统包括制冷剂系统，其中当所述车辆停止充电时所述车厢的独立加热能够通过所述制冷剂系统和/或所述乙二醇系统来实现。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，所述制冷剂系统包括冷却器和制冷剂热交换器，并且其中所述制冷剂热交换器与环境大气流体连通以用于冷却/加热，并且所述冷却器与所述乙二醇系统流体连通以用于冷却/加热。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，所述系统包括热泵以将加热从所述制冷剂系统提供给所述乙二醇系统。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，所述至少一个工况包括多个工况，并且所述系统包括系统控制器，所述系统控制器控制所述第一阀和所述第二阀以管理用于所述多个工况的热传递，所述多个工况包括其中所述电力电子器件回路用于在绕过所述散热器回路时加热所述电池回路中的电池的至少第一工况。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于所述第一工况时，所述加热器回路包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于所述第一工况时，所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述散热器回路中的散热器并且没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，所述第一阀和所述第二阀中的每一者包括第一部段、第二部段、第三部段和第四部段，并且其中所述第一部段、所述第二部段、所述第三部段和所述第四部段中的每一者包括出口端口A、入口端口B、出口端口C、出口端口D和入口端口E，并且其中当处于所述第一工况时：
所述电池回路中的电池热交换器的出口连接到所述第一阀的所述第三部段中的入口端口E，
经由所述第一阀的所述第三部段中的出口端口D阻挡流向所述电池冷却器的流量使得没有流量通过所述冷却器，
所述第三部段中的入口端口E连接到所述第一阀60的所述第三部段中的出口端口A使得流量可以绕过所述电池冷却器，
所述第一阀的所述第三部段中的出口端口A馈入所述第二阀的所述第一部段的入口端口E，所述入口端口E流体地连接到所述第二阀的所述第一部段的所述出口端口D，
所述第二阀的所述第一部段的所述出口端口D连接到所述电力电子器件回路，
流量在所述第二阀的所述第一部段中的出口端口A处被阻挡，使得通过所述第二阀的所述第一部段的所有流量都绕过所述散热器，
离开所述电力电子器件回路中的电力电子器件的流量馈入所述第二阀的所述第一部段的所述入口端口B，所述入口端口B连接到所述第二阀160的所述第一部段130的出口端口C，并且
所述第二阀160的所述第一部段130的出口端口C馈入所述电池回路中以加热所述电池。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于第二工况时，离开所述电池回路的流量可以具有被引导到所述散热器回路中的散热器的一部分并且可以具有被引导以绕过所述散热器的另一部分，并且其中绕过并离开所述散热器的流量然后在被引导回到所述电池回路中之前被引导到所述电力电子器件回路中。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于所述第二工况时：
所述加热器回路至少包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起，并且
所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于第三工况时：
离开所述电池回路的流量被直接送入所述散热器回路中的所述散热器中，
离开所述散热器的流量然后被直接送入所述电力电子器件回路中，并且
离开所述电力电子器件回路的流量然后被馈入所述电池回路中。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于所述第三工况时：
所述加热器回路至少包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起，并且
所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于第四工况时：
离开所述电池回路的流量由所述第一阀引导到所述加热器回路中的PTC加热器中，
离开所述PTC加热器的流量被引导到所述加热器回路中的加热器芯体中，
离开所述加热器芯体的流量流入所述第二阀中并绕过所述散热器回路中的散热器并被引导到所述电力电子器件回路中，并且
离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导到所述电池回路中。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于所述第四工况时：
所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器并且没有流量通过所述散热器回路中的所述散热器。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于第五工况时：
离开所述电池回路的流量由所述第一阀引导到所述加热器回路中的所述PTC加热器中，
离开所述PTC加热器的流量被引导到所述加热器回路中的所述加热器芯体中，
离开所述加热器芯体的流量流入所述第二阀中并流入所述散热器回路中的所述散热器中，
离开所述散热器的流量被引导到所述电力电子器件回路中，并且
离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导到所述电池回路中。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于所述第五工况时：
所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
在任一前述系统的另一非限制性实施例中，当处于第六工况时：
离开所述电池回路中的电池热交换器的流量利用所述第一阀被引导到所述电池回路中的电池冷却器中，
离开所述电池冷却器的流量流入所述第二阀中并被引导到所述散热器回路中的所述散热器中，
离开所述散热器的流量被引导到所述电力电子器件回路中，
离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导回到所述电池回路中，并且
所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起。
根据本公开的另一个示例性方面的方法尤其包括：控制第一阀以将散热器回路、电力电子器件回路、加热器回路和电池回路中的一者或多者流体地连接在一起；以及将第二阀流体地连接到所述第一阀以在车辆停止充电时在所述电池回路内提供电池加热，并且同时还独立地加热车厢。
前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案(包括它们的各种方面或相应的单独特征中的任一者)可独立地或以任何组合采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。
根据以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。可如下简要描述随附于具体实施方式的附图。
附图说明
图1A示意性地示出了电动化车辆的动力传动系统。
图1B示意性地示出了用于电动化车辆的热管理系统的控制系统。
图2A示出了用于电动化车辆的热管理系统。
图2B示出了与图2A类似但是包括热泵的热管理系统。
图3A是一个工况的示意图。
图3B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图3A中所示的工况的框图。
图4A是另一个工况的示意图。
图4B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图4A中所示的工况的框图。
图5A是另一个工况的示意图。
图5B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图5A中所示的工况的框图。
图6A是另一个工况的示意图。
图6B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图6A中所示的工况的框图。
图7A是另一个工况的示意图。
图7B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图7A中所示的工况的框图。
图8A是另一个工况的示意图。
图8B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图8A中所示的工况的框图。
图9A是另一个工况的示意图。
图9B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图9A中所示的工况的框图。
图10A是另一个工况的示意图。
图10B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图10A中所示的工况的框图。
图11A是另一个工况的示意图。
图11B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图11A中所示的工况的框图。
图12A是另一个工况的示意图。
图12B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图12A中所示的工况的框图。
图13A是另一个工况的示意图。
图13B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图13A中所示的工况的框图。
图14A是另一个工况的示意图。
图14B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图14A中所示的工况的框图。
图15A是另一个工况的示意图。
图15B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图15A中所示的工况的框图。
图16A是另一个工况的示意图。
图16B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图16A中所示的工况的框图。
图17A是另一个工况的示意图。
图17B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图17A中所示的工况的框图。
图18A是另一个工况的示意图。
图18B是示出哪些流量连接到哪些子系统以用于图18A中所示的工况的框图。
具体实施方式
本公开详细描述了一种用于电动化车辆的热管理系统。一种示例性热管理系统可以利用一个或多个阀将散热器回路、电力电子器件回路、加热器回路和电池回路中的一者或多者连接在一起，并且还可以被配置为将散热器回路、电力电子器件回路、加热器回路和电池回路中的至少一者与散热器回路、电力电子器件回路、加热器回路和电池回路中的任何其余回路隔离。
图1A示意性地示出了用于电动化车辆12的动力传动系统10。尽管被描绘为混合动力电动车辆(HEV)，但是应当理解，本文描述的概念不限于HEV并且可扩展到其他电动化车辆，包括但不限于插电式混合动力电动车辆(PHEV)、电池电动车辆(BEV)、燃料电池车辆等。
在一个实施例中，动力传动系统10是采用第一驱动系统和第二驱动系统的动力分流动力传动系统。第一驱动系统包括发动机14和发电机18(即，第一电机)的组合。第二驱动系统包括至少马达22(即，第二电机)、发电机18和电池包24。在该示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电驱动系统。第一驱动系统和第二驱动系统各自能够生成扭矩以驱动电动化车辆12的一组或多组车辆驱动轮28。尽管图1A中描绘了动力分配式配置，但是本公开扩展到任何混合动力或电动车辆，包括强混合动力、并联式混合动力、串联式混合动力、轻度混合动力或微型混合动力。
发动机14(其可以是内燃发动机)和发电机18可以通过动力传递单元30(诸如行星齿轮组)连接。当然，可使用其他类型的动力传递单元(包括其他齿轮组和变速器)将发动机14连接到发电机18。在非限制性实施例中，动力传递单元30是行星齿轮组，所述行星齿轮组包括环形齿轮32、中心齿轮34和齿轮架总成36。
发电机18可由发动机14通过动力传递单元30来驱动，以将动能转化为电能。发电机18可以替代地用作马达，以将电能转化为动能，从而向连接到动力传递单元30的轴38输出扭矩。因为发电机18操作地连接到发动机14，所以发动机14的转速可由发电机18控制。
动力传递单元30的环形齿轮32可连接到轴40，所述轴通过第二动力传递单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传递单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传递单元也可能是合适的。齿轮46将扭矩从发动机14传递到差速器48，以最终向车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括多个齿轮，所述多个齿轮使得能够将扭矩传递到车辆驱动轮28。在非限制性实施例中，第二动力传递单元44通过差速器48机械地联接到车桥50，以将扭矩分配到车辆驱动轮28。
马达22也可用于通过将扭矩输出到轴52来驱动车辆驱动轮28，所述轴也连接到第二动力传递单元44。在非限制性实施例中，马达22和发电机18作为再生制动系统的一部分配合，其中马达22和发电机18都可以用作马达来输出扭矩。例如，马达22和发电机18可各自向电池包24输出电力。
电池包24是示例性电动化车辆电池。电池包24可为高压牵引电池，所述高压牵引电池包括多个电池阵列25(即，电池总成或电池单元56分组)，所述多个电池阵列能够输出电力以操作马达22、发电机18和/或电动化车辆12的其他电气负载，以用于提供动力来推进车轮28。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可以用于向电动化车辆12供电。在一个示例中，电池包括磷酸铁锂(LFP)电池。这些电池在停止充电/不插电时可能需要维持加热。
在一个实施例中，电动化车辆12具有两种基本操作模式。电动化车辆12可在电动车辆(EV)模式下操作，其中使用马达22(通常在没有来自发动机14的辅助的情况下)进行车辆推进，从而消耗电池包24的荷电状态直至其在某些驾驶模式/循环下的最大可允许放电率。EV模式是电动化车辆12的电荷消耗操作模式的一个示例。在EV模式期间，电池包24的荷电状态在某些情况下可以增加，例如由于一段时间的再生制动。发动机14在默认EV模式下通常是关断的，但是可以根据需要基于车辆系统状态或在操作员准许的情况下操作。
电动化车辆12另外可在混合动力(HEV)模式下操作，在所述HEV模式下，发动机14和马达22两者均用于车辆推进。HEV模式是电动化车辆12的电荷维持操作模式的一个示例。在HEV模式期间，电动化车辆12可以减少马达22推进使用，以便通过增加发动机14推进来将电池包24的荷电状态维持在恒定或大致恒定的水平。在本公开的范围内，电动化车辆12还可在除了EV模式和HEV模式之外的其他操作模式下操作。
在某些状况(诸如电池单元充电事件、电池单元放电事件、高温环境状况等)期间，电池包24的电池单元56可能会产生相对大量的热量。电动化车辆的其他部件也可能产生热量和/或需要冷却，这取决于各种车辆工况。期望管理该加热和冷却以增加电池单元56的容量并延长其寿命，并且因此提高电池包24的效率并且还减少能量使用。因此，下面详细描述用于主动和有效地管理这种热量的系统和技术。
图2A至图2B示意性地示出了具有四个回路的热管理系统54，所述四个回路可以被结合到电动化车辆(诸如图1A的电动化车辆12)中。可以控制热管理系统54以管理由各种车辆部件(例如，诸如电动化车辆12的电池包24以及其他部件)产生的热负荷。任选地，还可以将用于发动机14的主发动机冷却路径添加到图2中所示的四个示例性回路。
在图2A中所示的一个示例中，热管理系统54包括散热器回路62、电力电子器件(PE)回路64、加热器回路66(任选地包括主发动机回路)和电池回路68。这些回路62、64、66、68中的每一者都在乙二醇系统58内操作。在一个示例中，散热器回路62包括低温散热器回路，所述低温散热器回路包括用于将热量释放到外部大气的乙二醇HEX，诸如例如散热器70。在一个示例中，电力电子器件回路64包括电力电子器件72，例如诸如驱动车轮的电机以及至少一个变速马达驱动泵74(图3A)。在一个示例中，加热器回路66包括乘客舱/加热器回路，所述乘客舱/加热器回路包括正温度系数(PTC)加热器76、加热器芯体78和至少一个变速马达驱动泵80(图3A)。在一个示例中，PTC加热器是液体PTC加热器。在一个示例中，电池回路68包括电池/冷却器回路，并且包括电池供电热交换器82、电池冷却器84和至少一个变速马达驱动泵86(图3A)。
每个回路可被视为热量发生器或热量耗散器，并且每个回路具有不同的最低工作温度和最高工作温度。例如，低温散热器(LTR)回路62包括热量耗散器，电力电子器件(PE)回路64包括具有最高温度为例如70摄氏度的热量发生器，车厢/电池加热器(HTR)回路66包括在例如-40摄氏度至110摄氏度的范围内操作的热量发生器和热量耗散器，并且冷却器/电池回路68包括在例如10摄氏度至50摄氏度的范围内操作的热量发生器和热量耗散器。所述部件的这些极端温度范围需要热管理以通过部件之间的热传递来维持所需温度。
如图2A所示，制冷剂系统100与乙二醇系统58配合，以为乘客舱/加热器回路66内的乘客舱102提供进一步的热管理。制冷剂系统100包括冷却器84和制冷剂HEX 106。制冷剂系统100用于冷却乘客舱102，如108处指示。制冷剂系统100与制冷剂HEX 106流体连通以用于冷却/加热，如110处指示。制冷剂HEX 106与环境大气流体连通以用于冷却/加热，如112处指示。冷却器84与乙二醇系统58流体连通以用于冷却/加热，如114处指示。图2B示出了其中添加热泵116以从制冷剂系统100向乙二醇系统58提供加热的示例，如118处指示。图2A是没有热泵116的配置。
乙二醇系统58将热量排放到散热器70，如120处指示，然后所述散热器将热量排放到周围大气，如122处指示。乙二醇系统58向乘客舱102提供热量，如124处指示。乙二醇系统58与电池供电热交换器82流体连通以用于冷却/加热，如126处指示。乙二醇系统58与电力电气器件72流体连通以用于冷却/加热，如128处指示。因此，本主题的公开内容提供了将来自电力电子器件72的热量添加到电池功能并且还允许经由乙二醇HEX来冷却电池。
如上文所讨论的，热管理系统54包括在四个回路62、64、66、68内操作的基于乙二醇的系统58。乙二醇系统58通过各个回路选择性地传送基于乙二醇的冷却剂，例如，与乙二醇混合的水，以热管理回路62、64、66、68内的各个部件的温度。冷却剂可以循环通过各种导管88和T型连接件89以控制回路62、64、66、68内的不同部件的温度。
在一个示例中，乙二醇系统58包括与四个回路62、64、66、68相互作用以提供期望的加热/冷却配置的第一阀60和第二阀160(图3A)。在一个示例中，第一阀60和第二阀160彼此相同。阀60、160中的每一者包括四种不同的模式，以在彼此组合时提供总共十六种不同的可用模式。
每个阀具有第一部段130、第二部段132、第三部段134和第四部段136。部段130、132、134、136中的每一者具有端口A、B、C、D、E。图3A至图18B将示出十六种不同模式中的每一者。在一个示例中，所述模式由正在使用的阀的部段以数字方式识别。例如，图3A至3B示出了模式3.3，其中第一数字是主阀模式，即，用于第一阀60的第三部段134，并且第二数字是辅助阀模式，即，用于第二阀160的第三部段134。图3B的框图示出了哪些流量利用如图3A中所示的阀模式3.3连接到哪些子系统。
阀60、160由系统控制器90(图1B)控制，以控制通过各个回路62、64、66、68中的阀部段130、132、134、136内的端口A、B、C、D、E的流量。控制器90从各种传感器92接收数据，所述各种传感器可以包括例如温度传感器、速度传感器、流量传感器等。系统控制器90分析传感器数据并响应于各种车辆工况而控制阀60、160，如下面将解释的。
图3A至图3B公开了其中可以使用散热器来冷却电池的模式3.3。在该模式中，电池回路68中的电池热交换器82的出口140连接到第一阀60的第三部段134中的入口端口E。经由第三部段134中的出口端口D阻挡流向电池冷却器84的流量，使得没有流量通过冷却器84。第三部段134中的入口端口E连接到第一阀60的第三部段134的出口端口A，然后所述出口端口A馈入第二阀160的第三部段134的入口端口E。第二阀160的第三部段134的入口端口E连接到第三部段134的出口端口A，然后所述出口端口A馈入散热器70的入口142。在第三部段134中的出口端口D处阻挡流量，使得流量不能绕过散热器70。散热器70的出口144连接到PE回路64并馈入变速马达驱动泵74的入口146。泵74的出口148馈入PE 72的入口150，并且PE 72的出口152馈入第二阀160的第三部段134中的入口端口B。然后入口端口B连接到第二阀160的第三部段134中的出口端口C。然后，该出口端口C连接回到电池回路68中并馈入变速马达驱动泵86的入口154，并且泵86的出口156然后馈入电池热交换器82的入口158。
在加热器回路66内，第一阀60将回路66隔离，使得PTC加热器76和加热器芯体78直接环接在一起。在一个示例中，在车辆具有热泵116的情况下，加热器回路66还可以包括水冷式冷凝器。加热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第三部段134的入口端口B。在一个示例中，在电池回路68与加热器回路66之间存在压力平衡软管174。压力平衡软管174不意图在基于电池回路68与加热器回路66之间的压力差的操作下具有流量；然而，在某些条件下，可能会出现极少量的流量。因而，由于压力差，离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。第一阀60的第三部段134的入口端口B连接到第一阀60的第三部段134的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
图3B示出了利用如图3A中所示的阀模式3.3与子系统进行的流量连接。在模式3.3中，电池82馈入散热器70以排出电池热量，然后馈入PE 72，然后返回到电池82。PTC加热器76馈入加热器芯体78，并且然后返回到隔离回路中的PTC加热器76。通过冷却器84的流量为零。
图4A至4B公开了模式3.2，所述模式为散热器回路62提供了分流配置。在该模式中，在加热器回路66内，第一阀60将回路66隔离，使得PTC加热器76和加热器芯体78以与图3A中的模式3.3中描述的方式相同的方式直接环接在一起。在电池回路68中，电池热交换器82的出口140连接到第一阀60的第三部段134中的入口端口E。经由第三部段134中的出口端口D阻挡流向电池冷却器84的流量，使得没有流量通过冷却器84。第三部段134中的入口端口E连接到第一阀60的第三部段134的出口端口A，然后所述出口端口A馈入第二阀160的第二部段132的入口端口E。第二阀160的第二部段132中的入口端口E连接到第二部段132的出口端口A，然后所述出口端口A馈入散热器70的入口142。第二阀160的第二部段132的入口端口E还连接到第二部段132的出口端口D，所述出口端口D与离开散热器70的出口144的流量汇合，其中流量然后都馈入PE回路64。汇合的流量馈入变速马达驱动泵74的入口146中。泵74的出口148馈入PE 72的入口150，并且PE 72的出口152馈入第二阀160的第二部段132中的入口端口B。然后入口端口B连接到第二阀160的第二部段132中的出口端口C。然后，该出口端口C连接回到电池回路68中并馈入变速马达驱动泵86的入口154，并且泵86的出口156然后馈入电池热交换器82的入口158。
如图4B中所示，在模式3.2中，存在其中来自电池82的流量的一部分馈入散热器70以排出电池热量、然后馈入PE 72、然后返回到电池82的分流配置。另外，来自电池82的流量的一部分可以绕过散热器70并与离开散热器70的流量汇合，然后被引导到PE 72中。PTC加热器76馈入加热器芯体78，并且然后返回到隔离回路中的PTC加热器76。通过冷却器84的流量为零。
图5A至图5B公开了模式3.1，所述模式允许PE回路64将废热送到电池热交换器82，同时绕过散热器70。该特定模式状态允许车厢102相对于电池加温温度维持较高的加热器芯体入口温度，这允许电池在不插电时被加温。在该模式中，在加热器回路66内，第一阀60将回路66隔离，使得PTC加热器76和加热器芯体78以与图3A中的模式3.3中描述的方式相同的方式直接环接在一起。在电池回路68中，电池热交换器82的出口140连接到第一阀60的第三部段134中的入口端口E。经由第三部段134中的出口端口D阻挡流向电池冷却器84的流量，使得没有流量通过冷却器84。第三部段134中的入口端口E连接到第一阀60的第三部段134的出口端口A，然后所述出口端口A馈入第二阀160的第一部段130的入口端口E。第一部段130的入口端口E流体地连接到第二阀160的第一部段130的出口端口D，然后所述出口端口D连接到PE回路64。流量在第二阀160的第一部段130中的出口端口A处被阻挡，使得通过第一部段130的所有流量都绕过散热器70。第二阀160的第一部段130的出口端口D馈入变速马达驱动泵74的入口146。泵74的出口148馈入PE 72的入口150，并且PE 72的出口152馈入第二阀160的第一部段130的入口端口B。入口端口B连接到第二阀160的第一部段130的出口端口C，所述出口端口C然后通过馈入泵86的入口154而馈入回到电池回路68。泵86的出口156然后馈入电池热交换器82的入口158。
如图5B中所示，在模式3.1中，电池热交换器82和PE 72直接环接在一起，使得离开PE 72的热量被引导以经由电池热交换器82对电池加温。PTC加热器76馈入加热器芯体78，并且然后返回到隔离回路中的PTC加热器76。通过冷却器84的流量为零，并且通过散热器70的流量为零。
图6A至图6B公开了模式4.1，所述模式连接电池热交换器82、PTC 76、加热器芯体78和PE 72。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第四部段136的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第四部段136的出口端口C。经由第四部段136中的出口端口D阻挡流向电池冷却器84的流量，使得没有流量通过冷却器84。第一阀60的第四部段136的出口端口C馈入泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170馈入加热器芯体78的入口172，并且加热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第四部段136的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。入口端口B连接到第一阀60的第四部段136的出口端口A，然后所述出口端口A连接到第二阀160的第一部段130的入口端口E。入口端口E连接到第二阀160的第一部段130中的出口端口D，然后所述出口端口D馈入PE回路64。流量在第二阀160的第一部段130的出口端口A处被阻挡，使得所有流量都绕过散热器70并进入PE回路64。第二阀160的第一部段130的出口端口D馈入泵74的入口146，并且泵74的出口148馈入PE 72的入口150。PE 72的出口152馈入第二阀160的第一部段130的入口端口B，然后所述入口端口B连接到第二阀160的第一部段130的出口端口C。出口端口C然后通过馈入泵86的入口154而连接回到电池回路68。泵86的出口156馈入电池热交换器82的入口158。
如图6B中所示，在模式4.1中，电池热交换器82馈入PTC加热器76，然后通过加热器芯体78，然后进入PE 72，使得离开PE 72的热量经由电池热交换器82被引导回到电池回路68中以加热电池。通过冷却器84的流量为零，并且通过散热器70的流量为零。
图7A至图7B公开了模式4.3，所述模式类似于模式4.1，但是另外将散热器70连接到具有电池热交换器82、PTC 76、加热器芯体78和PE 72的流动路径中。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第四部段136的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第四部段136的出口端口C。经由第四部段136中的出口端口D阻挡流向电池冷却器84的流量，使得没有流量通过冷却器84。第一阀60的第四部段136的出口端口C馈入泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170馈入加热器芯体78的入口172，并且加热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第四部段136的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。入口端口B连接到第一阀60的第四部段136的出口端口A，然后所述出口端口A连接到第二阀160的第三部段134的入口端口E。入口端口E连接到第二阀160的第三部段134的出口端口A，然后所述出口端口A馈入散热器70的入口142。在第二阀160的第三部段134的出口D处阻挡流量，使得离开第二阀160的所有流量都被引导到散热器70中。散热器70的出口144馈入泵74的入口146，并且泵74的出口148馈入PE 72的入口150。PE 72的出口152馈入第二阀160的第三部段134的入口端口B，然后所述入口端口B连接到第二阀160的第三部段134的出口端口C。出口端口C然后通过馈入泵86的入口154而连接回到电池回路68。泵86的出口156馈入电池热交换器82的入口158。
如图7B中所示，在模式4.3中，电池热交换器82馈入PTC加热器76，然后通过加热器芯体78，然后通过散热器70，然后在被引导回到电池回路68中之前进入PE 72。通过冷却器84的流量为零。
图8A至图8B公开了模式1.3，所述模式连接冷却器84和散热器70以在返回到电池回路68之前馈入PE回路64。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第一部段130的入口端口E，所述入口端口E然后连接到第一阀60的第一部段130的出口端口D。出口端口D馈入冷却器84的入口176，并且冷却器84的出口178被引导到第二阀160的第三部段134的入口端口E。在出口端口A处阻挡通过第一阀60的第一部段130的流量，使得所有流量都被引导到冷却器84中。第二阀160的第三部段134的入口端口E连接到第二阀160的第三部段134的出口端口A，然后所述出口端口A馈入散热器70的入口142。在第二阀160的第三部段134的出口D处阻挡流量，使得离开第二阀160的所有流量都被引导到散热器70中。散热器70的出口144馈入泵74的入口146，并且泵74的出口148馈入PE 72的入口150。PE 72的出口152馈入第二阀160的第三部段134的入口端口B，所述入口端口连接到第二阀160的第三部段134的出口端口C。出口端口C然后馈入泵86的入口154，并且泵86的出口156馈入电池热交换器82的入口158。
在加热器回路66内，加热器芯体78的出口162连接到第一阀60的第一部段130的入口端口B，所述入口端口B然后连接到第一阀60的第一部段130的出口端口C。出口端口C然后馈入泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后馈入加热器芯体78的入口172，使得PTC加热器76和加热器芯体78处于隔离回路上。
如图8B中所示，在模式1.3中，通过电池热交换器82的流量馈入冷却器84，然后进入散热器70，然后在返回到电池热交换器82之前进入PE 72。离开PTC加热器76的流量在返回到隔离回路中的PTC加热器76之前直接流入加热器芯体78。
图9A至图9B公开了模式4.4，所述模式连接电池回路68和加热器回路66，并且还将PE回路64连接到散热器回路62。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第四部段136的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的出口端口C。在第一阀60的第四部段136的出口端口A处阻挡流量，使得没有流量通过冷却器84。出口端口C馈入泵74的入口164，并且泵74的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170馈入加热器芯体78的入口172，并且加热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第四部段136的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。入口端口B连接到第一阀60的第四部段136的出口端口A，然后所述出口端口A绕过冷却器84并馈入第二阀160的第四部段136的入口端口E。入口端口E连接到第二阀160的第四部段136的出口端口C，所述出口端口C然后馈入泵86的入口154。泵86的出口156馈入电池热交换器82的入口158。
在单独的回路配置中，PE 72的出口152连接到第二阀160的第四部段136的入口端口B，所述入口端口B连接到第二阀160的第四部段136的出口端口A。出口端口A馈入散热器70的入口142。散热器70的出口144馈入泵74的入口146，并且泵74的出口148馈入PE 72的入口150以冷却隔离回路中的PE 72。
如图9B中所示，在模式4.4中，离开电池热交换器82的流量流过PTC加热器76，然后在返回到电池热交换器82之前流过加热器芯体78。离开PE 72的流量流入散热器70，并且离开散热器70的流量直接返回到PE 72以用于冷却目的。
图10A至图10B公开了模式3.4，所述模式将电池热交换器82与所有其他回路隔离，将PTC加热器76和加热器芯体78隔离在与其他回路分开的回路中，并将PE 72和散热器70隔离在与其他回路分开的回路中。电池加热交换器82的出口140馈入第一阀60的第三部段134的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第三部段134的出口端口A。第一阀60的第三部段134的出口D被阻挡以防止流量通过冷却器84。离开第一阀60的第三部段134的出口端口A的流量绕过冷却器84并且连接到第二阀160的第四部段136的入口端口E，所述入口端口E连接到第二阀160的第四部段136的出口端口C。出口端口C馈入泵86的入口154，并且泵86的出口156馈入电池热交换器82的入口158。
在加热器回路66内，第一阀60将回路66隔离，使得PTC加热器76和加热器芯体78直接环接在一起。在一个示例中，在车辆具有热泵116的情况下，加热器回路66还可以包括水冷式冷凝器。加热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第四部段136的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。第一阀60的第三部段134的入口端口B连接到第一阀60的第三部段134的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
在另一个隔离回路配置中，PE 72的出口152连接到第二阀160的第四部段136的入口端口B，所述入口端口B连接到第二阀160的第四部段136的出口端口A。出口端口A馈入散热器70的入口142。散热器70的出口144馈入泵74的入口146，并且泵74的出口148馈入PE 72的入口150以冷却隔离回路中的PE 72。
如图10B中所示，在模式3.4中，离开电池热交换器82的流量在隔离回路中被直接送回到电池热交换器82的入口158。离开PTC加热器76的流量被引导到加热器芯体78，并且然后返回到隔离回路中的PTC加热器76。离开PE 72的流量被引导到散热器70并且然后返回到隔离回路中的PE 72。
图11A至图11B公开了模式2.4，所述模式将PTC加热器76和加热器芯体78隔离在与其他回路分开的回路中，将PE 72和散热器70隔离在与所有其他回路分开的回路中，并在分流配置中将电池热交换器82与冷却器84环接。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第二部段132中的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第二部段132的出口端口D和出口端口A。出口端口D中的流量进入冷却器84的入口176，并且冷却器84的出口178馈入第二阀160的第四部段136的入口端口E，所述入口端口E连接到第二阀160的第四部段136的出口端口C。出口端口C经由泵86的入口154馈入回到电池回路68，并且泵86的出口156馈入电池热交换器82的入口。第一阀60的第二部段132的出口端口A中的流量绕过冷却器84并与离开冷却器84的流量汇合，所述流量经由第一阀60的第二部段132的出口端口D引入冷却器84中。然后汇合的流量进入第二阀160的第四部段136并返回到电池回路68。
在加热器回路66内，热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第二部段132的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。第一阀60的第二部段132的入口端口B连接到第一阀60的第二部段132的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
在另一个隔离回路配置中，PE 72的出口152连接到第二阀160的第四部段136的入口端口B，所述入口端口B连接到第二阀160的第四部段136的出口端口A。出口端口A馈入散热器70的入口142。散热器70的出口144馈入泵74的入口146，并且泵74的出口148馈入PE 72的入口150以冷却隔离回路中的PE 72。
如图11B中所示，在模式2.4中，离开电池热交换器82的流量在直接返回到电池热交换器82与被送到冷却器84之间被分流。离开冷却器84的流量被引导回电池热交换器的入口。离开PTC加热器76的流量被引导到加热器芯体78，并且然后返回到隔离回路中的PTC加热器76。离开散热器70的流量被引导到PE 72并且然后返回到隔离回路中的散热器70。
图12A至图12B公开了模式1.4，所述模式将PTC加热器76和加热器芯体78隔离在与其他回路分开的回路中，将PE 72和散热器70隔离在与所有其他回路分开的回路中，并将电池热交换器82与冷却器84环接。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第一部段130中的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第一部段130的出口端口D。出口端口D中的流量进入冷却器84的入口176，并且冷却器84的出口178馈入第二阀160的第四部段136的入口端口E，所述入口端口E连接到第二阀160的第四部段136的出口端口C。出口端口C经由泵86的入口154馈入回到电池回路68，并且泵86的出口156馈入电池热交换器82的入口。在第一阀60的第一部段130的出口端口A处的流量被阻挡，使得入口端口E中的所有流量都被引导到冷却器84中，即，没有流量绕过冷却器84。
在加热器回路66内，热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第一部段130的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。第一阀60的第一部段130的入口端口B连接到第一阀60的第一部段130的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
在另一个隔离回路配置中，PE 72的出口152连接到第二阀160的第四部段136的入口端口B，所述入口端口B连接到第二阀160的第四部段136的出口端口A。出口端口A馈入散热器70的入口142。散热器70的出口144馈入泵74的入口146，并且泵74的出口148馈入PE 72的入口150以冷却隔离回路中的PE 72。
如图12B中所示，在模式1.4中，离开电池热交换器82的流量被直接送到冷却器84，并且然后返回到电池热交换器82。离开PTC加热器76的流量被引导到加热器芯体78，并且然后返回到隔离回路中的PTC加热器76。离开散热器70的流量被引导到PE 72并且然后返回到隔离回路中的散热器70。
图13A至图13B公开了模式4.2，所述模式提供了分流配置。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第四部段136的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第四部段136的出口端口C。出口端口C馈入泵74的入口164，并且泵74的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170馈入加热器芯体78的入口172，并且加热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第四部段136的入口端口B。入口端口B连接到第一阀60的第四部段136的出口端口A。流量在出口端口D处被阻挡，使得没有流量被引导到冷却器84中。第一阀60的第四部段136的出口端口A连接到第二阀160的第二部段132的入口端口E，所述入口端口E在分流配置中连接到第二阀160的第二部段132的出口端口D和出口端口A两者。出口端口D中的流量绕过散热器70并被引导到泵74中，然后进入PE 72中。出口端口A中的流量被引导到散热器70中，并且离开散热器70的流量在被引导到泵74和PE 72中之前与出口端口D中的流量汇合。离开PE 72的流量馈入第二阀160的第二部段132的入口端口B，所述入口端口B连接到第二阀160的第二部段132的出口端口C。出口端口C馈入回到电池回路68中的泵86和电池热交换器82中。
如图13B中所示，离开电池热交换器82的流量被引导到PTC加热器76中，然后被引导到加热器芯体78中。离开加热器芯体78的流量被分流，其中流量的一部分在被引导回到电池热交换器82之前被引导到散热器70和PE 72中。离开加热器芯体78的流量的另一部分被直接送回电池热交换器82。通过冷却器84的流量为零。
图14A至图14B公开了模式2.3，所述模式将PTC加热器76和加热器芯体78连接在回路中，同时还将电池热交换器82串联连接到散热器70和PE 72，其中分流流量通过冷却器84并围绕冷却器。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第二部段132的入口端口E，所述入口端口E在分流配置中连接到第一阀60的第二部段132的出口端口D和出口端口A两者。离开出口端口D的流量进入电池冷却器84。离开出口端口A的流量绕过冷却器84并与离开冷却器84的流量汇合。绕过冷却器84并离开冷却器84的流量被引导到第二阀160的第三部段134的入口端口E，所述入口端口E连接到第二阀160的第三部段134的出口端口A。出口端口A中的流量被引导到散热器70中。流量在出口端口D处被阻挡，使得所有流量都被引导到散热器70中，即，没有流量绕过散热器70。然后，离开散热器的流量被引导到泵74和PE 72中。离开PE 72的流量连接到第二阀160的第三部段134的入口端口B，所述入口端口B连接到出口端口C。离开出口端口C的流量被引导到电池回路68中的泵86和电池热交换器82中。
在加热器回路66内，加热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第二部段132的入口端口B中。由于压力平衡软管174处的压力差，离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60。第一阀60的第二部段132的入口端口B连接到第一阀60的第二部段132的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
如图14B中所示，在模式2.3中，离开电池热交换器82的流量具有被引导到冷却器84中的一部分和可以绕过冷却器84的另一部分。绕过的流量和离开冷却器84的流量然后被引导到散热器70中，然后在被送回到电池热交换器之前被引导到PE 72中。PTC加热器76中的流量被引导到加热器芯体78，然后被引导回到隔离回路中的PTC加热器76。
图15A至图15B公开了模式2.2，所述模式将PTC加热器76和加热器芯体78连接在回路中，同时还将电池热交换器82并联连接到散热器70和PE 72，其中分流流量通过冷却器84并围绕冷却器。电池热交换器82的出口140连接到第一阀60的第二部段132的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第二部段132的出口端口D和出口端口A。离开端口A的流量绕过冷却器84。离开出口端口D的流量进入冷却器84。绕过冷却器84的流量和离开冷却器84的流量被引导到第二阀160的第二部段132的入口端口E，所述入口端口E连接到第二阀160的第二部段132的出口端口A。离开出口端口D的流量绕过散热器70。离开出口端口A的流量进入散热器70。然后，绕过散热器70的流量和离开散热器的流量被引导到泵74和PE 72中。离开PE 72的流量被引导到第二阀160的第二部段132的入口端口B中，所述入口端口B连接到第二阀160的第二部段132的出口端口C。离开出口端口C的流量然后被引导到电池回路68的泵86和电池热交换器82中。
在加热器回路66内，热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第二部段132的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。第一阀60的第二部段132的入口端口B连接到第一阀60的第二部段132的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
如图15B中所示，离开电池热交换器82的流量可以分流，使得一部分可以绕过冷却器84。另一部分馈入电池冷却器84。绕过并离开电池冷却器84的流量然后可以被引导到散热器70中或通过绕过散热器70而直接进入PE 72中。离开PTC加热器76的流量被引导到加热器芯体78中，并且离开加热器芯体78的流量然后返回到PTC加热器76。
图16A至图16B公开了模式2.1，所述模式将PTC加热器76和加热器芯体78连接在回路中，同时还将电池热交换器82连接到PE 72，其中分流流量通过冷却器84并围绕冷却器。电池热交换器82的出口140连接到第二阀160的第二部段132的入口端口E，所述入口端口E然后在分流配置中连接到出口端口D和出口端口A。离开出口端口D的流量被引导到冷却器84中。离开出口端口A的流量绕过冷却器84。绕过并离开冷却器84的流量然后被引导到第二阀160的第一部段130的入口端口E，所述入口端口E连接到第二阀160的第一部段130的出口端口D。流量在出口端口A处被阻挡，使得没有流量进入散热器70。出口端口D中的流量绕过散热器70并被引导到泵74和PE 72中。离开PE 72的流量馈入第二阀160的第一部段130的入口端口B，然后所述入口端口B连接到第二阀160的第一部段130的出口端口C。出口端口C的流量被引导到电池回路68的泵86和电池热交换器82中。
在加热器回路66内，热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第二部段132的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。第一阀60的第二部段132的入口端口B连接到第一阀60的第二部段132的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
如图16B中所示，在模式2.1中，离开电池热交换器82的流量可以在绕过冷却器84与流过冷却器84之间分流。绕过并离开冷却器84的流量然后在返回到电池热交换器之前被引导到PE 72中。离开PTC加热器76的流量被引导到加热器芯体78中，并且离开加热器芯体78的流量然后返回到PTC加热器76。
图17A至图17B公开了模式1.2，所述模式将PTC加热器76和加热器芯体78连接在回路中，同时还将电池热交换器82连接到冷却器84，其中所述冷却器然后将流量并行引导到PE 72和散热器70。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第一部段130的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第一部段130的出口端口D。出口端口D流入冷却器84并且离开冷却器84的流量馈入第二阀160的第二部段132的入口端口E，所述入口端口E连接到第二阀160的第二部段132的出口端口A。离开出口端口D的流量绕过散热器70。离开出口端口A的流量进入散热器70。然后，绕过并离开散热器70的流量被引导到泵74和PE 72中。离开PE72的流量被引导到第二阀160的第二部段132的入口端口B中，所述入口端口B连接到第二阀160的第二部段132的出口端口C。出口端口C中的流量然后被引导到电池回路68的泵86和电池热交换器82中。
在加热器回路66内，热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第一部段130的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。第一阀60的第一部段130的入口端口B连接到第一阀60的第一部段130的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
如图17B中所示，离开电池热交换器82的流量被引导到冷却器84中，并且离开冷却器84的流量然后通过绕过散热器70被直接送入PE 72中或者进入散热器70并且然后被引导到PE 72中。PE 72中的流量然后被引导回到电池热交换器82中。离开PTC加热器76的流量被引导到加热器芯体78中，并且离开加热器芯体78的流量返回到PTC加热器76。
图18A至图18B公开了模式1.1，所述模式将PTC加热器76和加热器芯体78连接在回路中，同时还将电池热交换器82连接到冷却器84，其中所述冷却器然后将流量引导到PE72。电池热交换器82的出口140馈入第一阀60的第一部段130的入口端口E，所述入口端口E连接到第一阀60的第一部段130的出口端口D。流量在出口端口A处被阻挡，使得流量不能绕过冷却器84。出口端口D流入冷却器84并且离开冷却器84的流量馈入第二阀160的第一部段130的入口端口E，所述入口端口E连接到出口端口D。流量在第二阀160的第二部段132的出口端口A处被阻挡使得流量绕过散热器70。离开出口端口D的流量绕过散热器70。然后被引导到泵74和PE 72。离开PE 72的流量被引导到第二阀160的第一部段130的入口端口B，所述入口端口B连接到第二阀160的第一部段130的出口端口C。出口端口C中的流量然后被引导到电池回路68的泵86和电池热交换器82中。
在加热器回路66内，热器芯体78的出口162馈入第一阀60的第一部段130的入口端口B。由于压力平衡软管174处的压力差，因此离开加热器芯体78的流量被引导回到第一阀60中。第一阀60的第一部段130的入口端口B连接到第一阀60的第一部段130的出口端口C。出口端口C馈入变速马达驱动泵80的入口164，并且泵80的出口166馈入PTC加热器76的入口168。PTC加热器76的出口170然后直接连接到加热器芯体78的入口172。
如图18B中所示，离开电池热交换器82的流量被引导到冷却器84中，并且离开冷却器84的流量然后通过绕过散热器70被直接送入PE 72中。PE 72中的流量然后被引导回到电池热交换器82中。离开PTC加热器76的流量被引导到加热器芯体78中，并且离开加热器芯体78的流量返回到PTC加热器76。
另外，在任选布置中，处于上文讨论的配置中的任一者的加热器回路66可以任选地包括主发动机冷却回路，其中加热器芯体78的出口将连接到发动机14的发动机缸体的入口。发动机缸体将气流引导到气缸盖(未示出)，并且气缸盖的出口将通向阀入口。在不包括发动机缸体和气缸盖的配置中，加热器芯体78的出口直接通向阀入口，如图3A至图18B中所示。
所公开的基于乙二醇的液压系统结合散热器回路、电力电子器件回路、加热器回路和电池回路使用两个阀以提供各种期望工况。所公开的系统提供了维持加热器芯体入口温度同时还向电池提供热量的能力。另外，所述系统还能够吸收通常通过散热器排出的热量以用于对电池独立地加热。使用两个相同的阀允许将电池和电力电子器件回路汇合，同时还可以液压地绕过散热器。所述系统还能够持续脱气以便于维修填充。
双阀系统的优点中的一者是电力电子器件回路可以将废热绕过散热器送到电池。该特定模式(在上文被称为模式3.1)允许车厢相对于电池加温温度维持较高的加热器芯体入口温度，这允许电池在不插电/停止充电时被加温。
附加的有益模式包括：电池加热不插电，同时严格使用乙二醇系统独立加热车厢；PE和电池通过制冷系统主动冷却，同时通过乙二醇系统主动加热车厢；以及利用电力电子器件的废热独立地或叠加地通过PTC加热电池以加热车厢。
本公开通过使用液压回路操纵来提供电动化动力传动系统的热管理。通过分离具有类似工作温度的部件以及允许每组部件在其他组之间传递热量，获得了显著的热效率。两个液压阀60、160被配置为针对如上所述的处于十六种不同模式的四个不同回路在各种车辆状况下输送热传递。阀60、160允许这些回路彼此连接，允许连接多个回路，并且允许隔离多个回路。通过允许在各种车辆状况下连接和隔离这些回路，可以减少车辆的能量使用，同时还将所需硬件降至最低程度。
所公开的系统的独特之处在于能够使用单个PTC加热器和PE废热同时且独立地对车厢和电池进行液体加热。该系统的独特之处在于，车辆上只有一个PTC，但是仍然可以同时或独立加热电池和车厢。通过改变电池、电力电子器件、加热器芯体和PTC之间的流量，可以增强这种液压架构的能力，以根据客户的加热需求和电池的加热需求优化能源使用量。
在一个示例中，所述系统能够用PE热量补充PTC热量，以便在较低的加热器芯体入口温度下预热车厢。这是当请求高加热器芯体入口温度时客户不在车辆中的状况。这种状况将允许车厢的增量加热量超过PTC加热器能够单独输送的加热量。
另一个示例是能够利用热泵来利用三种热源：环境；PE；以及电池，所述电池遍及加热器回路中的冷却器到压缩机到水冷式冷凝器。
另外，该系统充分适用于化学成分与传统的锂-镍-锰-钴-氧化物(NMC)电池不同的电池。诸如LFP的电池化学成分需要在低电池温度下输入热量，以允许电池维持能量容量。所述系统能够同时加热电池和车厢。在具有传统电池的一个示例中，PTC加热器作为单一热源仅在车辆插电或充电时使用。原因是电池吸收了大量热量，将加热器芯体入口温度降低到远低于单独为车厢加温所需的加热器芯体入口温度(30℃)与单独为车厢加温所需的加热器芯体入口温度(90℃)的水平。然而，LFP的电池技术需要在操作时加热电池，而不仅仅是在插电时加热，并且在更高的加热器芯体入口温度下加热电池。
尽管不同的非限制性实施例被示出为具有具体的部件或步骤，但本公开的实施例不限于这些特定组合。可以将来自非限制性实施例中的任一者的一些部件或特征结合来自其他非限制性实施例中的任一者的特征或部件使用。
应当理解，相同的附图标记在全部若干附图中表示相应或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但是其他布置也可受益于本公开的教导。
以上描述应被解释为说明性的而不具有任何限制意义。本领域普通技术人员将理解，在本公开的范围内可出现某些修改。出于这些原因，应研究所附权利要求来确定本公开的真实范围和内容。
根据本发明，提供了一种热管理系统，其具有：在乙二醇系统内操作的加热器回路、电池回路、散热器回路和电力电子器件回路；第一阀，所述第一阀与所述加热器回路、所述电池回路、所述散热器回路和所述电力电子器件回路中的一者或多者流体连通；第二阀，所述第二阀与所述加热器回路、所述电池回路、所述散热器回路和所述电力电子器件回路中的一者或多者流体连通；并且其中所述第二阀流体地连接到所述第一阀以提供其中在车辆停止充电时所述电池回路内存在电池加热的至少一个工况，同时还能够独立地加热车厢。
根据一个实施例，当所述车辆停止充电时所述电池回路内的电池加热仅使用所述乙二醇系统来实现。
根据一个实施例，所述第一阀和所述第二阀是所述热管理系统内仅有的阀。
根据一个实施例，本发明的特征还在于制冷剂系统，其中当所述车辆停止充电时所述车厢的独立加热能够通过所述制冷剂系统和/或所述乙二醇系统来实现。
根据一个实施例，所述制冷剂系统包括冷却器和制冷剂热交换器，并且其中所述制冷剂热交换器与环境大气流体连通以用于冷却/加热，并且所述冷却器与所述乙二醇系统流体连通以用于冷却/加热。
根据一个实施例，本发明的特征还在于热泵以将加热从所述制冷剂系统提供给所述乙二醇系统。
根据一个实施例，所述至少一个工况包括多个工况，并且所述系统包括系统控制器，所述系统控制器控制所述第一阀和所述第二阀以管理用于所述多个工况的热传递，所述多个工况包括其中所述电力电子器件回路用于在绕过所述散热器回路时加热所述电池回路中的电池的至少第一工况。
根据一个实施例，当处于所述第一工况时，所述加热器回路包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起。
根据一个实施例，当处于所述第一工况时，所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述散热器回路中的散热器并且没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
根据一个实施例，所述第一阀和所述第二阀中的每一者包括第一部段、第二部段、第三部段和第四部段，并且其中所述第一部段、所述第二部段、所述第三部段和所述第四部段中的每一者包括出口端口A、入口端口B、出口端口C、出口端口D和入口端口E，并且其中当处于所述第一工况时：所述电池回路中的电池热交换器的出口连接到所述第一阀的所述第三部段中的入口端口E，经由所述第一阀的所述第三部段中的出口端口D阻挡流向所述电池冷却器的流量使得没有流量通过所述冷却器，所述第三部段中的入口端口E连接到所述第一阀60的所述第三部段中的出口端口A使得流量可以绕过所述电池冷却器，所述第一阀的所述第三部段中的出口端口A馈入所述第二阀的所述第一部段的入口端口E，所述入口端口E流体地连接到所述第二阀的所述第一部段的所述出口端口D，所述第二阀的所述第一部段的所述出口端口D连接到所述电力电子器件回路，流量在所述第二阀的所述第一部段中的出口端口A处被阻挡，使得通过所述第二阀的所述第一部段的所有流量都绕过所述散热器，离开所述电力电子器件回路中的电力电子器件的流量馈入所述第二阀的所述第一部段的所述入口端口B，所述入口端口B连接到所述第二阀160的所述第一部段130的出口端口C，并且所述第二阀160的所述第一部段130的出口端口C馈入所述电池回路中以加热所述电池。
根据一个实施例，当处于第二工况时，离开所述电池回路的流量可以具有被引导到所述散热器回路中的散热器的一部分并且可以具有被引导以绕过所述散热器的另一部分，并且其中绕过并离开所述散热器的流量然后在被引导回到所述电池回路中之前被引导到所述电力电子器件回路中。
根据一个实施例，当处于所述第二工况时：所述加热器回路至少包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起，并且所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
根据一个实施例，当处于第三工况时：离开所述电池回路的流量被直接送入所述散热器回路中的所述散热器中，离开所述散热器的流量然后被直接送入所述电力电子器件回路中，并且离开所述电力电子器件回路的流量然后被馈入所述电池回路中。
根据一个实施例，当处于所述第三工况时：所述加热器回路至少包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起，并且所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
根据一个实施例，当处于第四工况时：离开所述电池回路的流量由所述第一阀引导到所述加热器回路中的PTC加热器中，离开所述PTC加热器的流量被引导到所述加热器回路中的加热器芯体中，离开所述加热器芯体的流量流入所述第二阀中并绕过所述散热器回路中的散热器并被引导到所述电力电子器件回路中，并且离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导到所述电池回路中。
根据一个实施例，当处于所述第四工况时：所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器并且没有流量通过所述散热器回路中的所述散热器。
根据一个实施例，当处于第五工况时：离开所述电池回路的流量由所述第一阀引导到所述加热器回路中的所述PTC加热器中，离开所述PTC加热器的流量被引导到所述加热器回路中的所述加热器芯体中，离开所述加热器芯体的流量流入所述第二阀中并流入所述散热器回路中的所述散热器，其中所述第二阀随后将流量引导到所述散热器回路中的所述散热器中，离开所述散热器的流量被引导到所述电力电子器件回路中，并且离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导到所述电池回路中。
根据一个实施例，当处于所述第五工况时：所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
根据一个实施例，当处于第六工况时：离开所述电池回路中的电池热交换器的流量利用所述第一阀被引导到所述电池回路中的电池冷却器中，离开所述电池冷却器的流量流入所述第二阀中并被引导到所述散热器回路中的所述散热器中，离开所述散热器的流量被引导到所述电力电子器件回路中，离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导回到所述电池回路中，并且所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起。
根据本发明，一种方法包括：控制第一阀以将散热器回路、电力电子器件回路、加热器回路和电池回路中的一者或多者流体地连接在一起；以及将第二阀流体地连接到所述第一阀以在车辆停止充电时在所述电池回路内提供电池加热，并且同时还独立地加热车厢。

Claims (15)

1.一种热管理系统，其包括：
在乙二醇系统内操作的加热器回路、电池回路、散热器回路和电力电子器件回路；
第一阀，所述第一阀与所述加热器回路、所述电池回路、所述散热器回路和所述电力电子器件回路中的一者或多者流体连通；
第二阀，所述第二阀与所述加热器回路、所述电池回路、所述散热器回路和所述电力电子器件回路中的一者或多者流体连通；并且
其中所述第二阀流体地连接到所述第一阀以提供其中在车辆停止充电时所述电池回路内存在电池加热的至少一个工况，同时还能够独立地加热车厢。
2.根据权利要求1所述的系统，其中当所述车辆停止充电时所述电池回路内的电池加热仅使用所述乙二醇系统来实现。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一阀和所述第二阀是所述热管理系统内仅有的阀。
4.根据权利要求1所述的系统，其包括制冷剂系统，其中当所述车辆停止充电时所述车厢的独立加热能够通过所述制冷剂系统和/或所述乙二醇系统来实现。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述制冷剂系统包括冷却器和制冷剂热交换器，并且其中所述制冷剂热交换器与环境大气流体连通以用于冷却/加热，并且所述冷却器与所述乙二醇系统流体连通以用于冷却/加热，并且任选地，所述系统包括热泵以将加热从所述制冷剂系统提供给所述乙二醇系统。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个工况包括多个工况，并且所述系统包括系统控制器，所述系统控制器控制所述第一阀和所述第二阀以管理用于所述多个工况的热传递，所述多个工况包括其中所述电力电子器件回路用于在绕过所述散热器回路时加热所述电池回路中的电池的至少第一工况，并且其中当处于所述第一工况时，所述加热器回路包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起。
7.根据权利要求6所述的系统，其中当处于所述第一工况时，所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述散热器回路中的散热器并且没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器，并且其中所述第一阀和所述第二阀中的每一者包括第一部段、第二部段、第三部段和第四部段，并且其中所述第一部段、所述第二部段、所述第三部段和所述第四部段中的每一者包括出口端口A、入口端口B、出口端口C、出口端口D和入口端口E，并且其中当处于所述第一工况时：
所述电池回路中的电池热交换器的出口连接到所述第一阀的所述第三部段中的入口端口E，
经由所述第一阀的所述第三部段中的出口端口D阻挡流向所述电池冷却器的流量使得没有流量通过所述冷却器，
所述第三部段中的入口端口E连接到所述第一阀60的所述第三部段中的出口端口A使得流量可以绕过所述电池冷却器，
所述第一阀的所述第三部段中的出口端口A馈入所述第二阀的所述第一部段的入口端口E，所述入口端口E流体地连接到所述第二阀的所述第一部段的所述出口端口D，
所述第二阀的所述第一部段的所述出口端口D连接到所述电力电子器件回路，
流量在所述第二阀的所述第一部段中的出口端口A处被阻挡，使得通过所述第二阀的所述第一部段的所有流量都绕过所述散热器，
离开所述电力电子器件回路中的电力电子器件的流量馈入所述第二阀的所述第一部段的所述入口端口B，所述入口端口B连接到所述第二阀160的所述第一部段130的出口端口C，并且
所述第二阀160的所述第一部段130的出口端口C馈入所述电池回路中以加热所述电池。
8.根据权利要求6所述的系统，其中当处于第二工况时，离开所述电池回路的流量可以具有被引导到所述散热器回路中的散热器的一部分并且可以具有被引导以绕过所述散热器的另一部分，并且其中绕过并离开所述散热器的流量然后在被引导回到所述电池回路中之前被引导到所述电力电子器件回路中，并且任选地其中当处于所述第二工况时：
所述加热器回路至少包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起，并且
所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
9.根据权利要求8所述的系统，其中当处于第三工况时：
离开所述电池回路的流量被直接送入所述散热器回路中的所述散热器中，
离开所述散热器的流量然后被直接送入所述电力电子器件回路中，并且
离开所述电力电子器件回路的流量然后被馈入所述电池回路中。
10.根据权利要求9所述的系统，其中当处于所述第三工况时：
所述加热器回路至少包括PTC加热器和加热器芯体，并且其中所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起，并且
所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
11.根据权利要求9所述的系统，其中当处于第四工况时：
离开所述电池回路的流量由所述第一阀引导到所述加热器回路中的PTC加热器中，
离开所述PTC加热器的流量被引导到所述加热器回路中的加热器芯体中，
离开所述加热器芯体的流量流入所述第二阀中并绕过所述散热器回路中的散热器并被引导到所述电力电子器件回路中，并且
离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导到所述电池回路中，并且任选地，其中当处于所述第四工况时：
所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器并且没有流量通过所述散热器回路中的所述散热器。
12.根据权利要求11所述的系统，其中当处于第五工况时：
离开所述电池回路的流量由所述第一阀引导到所述加热器回路中的所述PTC加热器中，
离开所述PTC加热器的流量被引导到所述加热器回路中的所述加热器芯体中，
离开所述加热器芯体的流量流入所述第二阀中并流入所述散热器回路中的所述散热器中，
离开所述散热器的流量被引导到所述电力电子器件回路中，并且
离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导到所述电池回路中。
13.根据权利要求12所述的系统，其中当处于所述第五工况时：
所述第一阀和所述第二阀彼此配合，使得没有流量通过所述电池回路中的电池冷却器。
14.根据权利要求12所述的系统，其中当处于第六工况时：
离开所述电池回路中的电池热交换器的流量利用所述第一阀被引导到所述电池回路中的电池冷却器中，
离开所述电池冷却器的流量流入所述第二阀中并被引导到所述散热器回路中的所述散热器中，
离开所述散热器的流量被引导到所述电力电子器件回路中，
离开所述电力电子器件回路的流量由所述第二阀引导回到所述电池回路中，并且
所述第一阀将所述加热器回路与所有其他回路隔离，使得所述PTC加热器和所述加热器芯体直接环接在一起。
15.一种方法，其包括：
控制第一阀以将散热器回路、电力电子器件回路、加热器回路和电池回路中的一者或多者流体地连接在一起；以及
将第二阀流体地连接到所述第一阀，以在车辆停止充电时提供所述电池回路内的电池加热，同时还独立地加热车厢。
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