CN102689586A - 一种用于电动汽车的一体化温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，包括电池箱、乘员舱、电加热器、车载充电机、电机、散热器、若干水泵、若干电磁阀、若干管道、动力电池组、整车温度控制器等，动力电池组置于电池箱内，其特征在于：所述电动机、动力电池组、车载充电机等需要进行温度控制的部件均采用液冷系统作为温度控制系统，并且这些部件的液冷系统通过管路和电磁阀、泵等连通在一起，使用同一种冷却介质。通过整合电动汽车各个需要进行温度控制的部件的温度控制系统，集中管理，统一控制，在满足温度控制要求的情况下，降低这些系统的能量消耗，从而增加电动汽车的续驶里程。

Description

一种用于电动汽车的一体化温度控制系统

技术领域

本发明涉及电动车温度控制技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车的一体化温度控制系统。

背景技术

在传统汽车中，需要进行温度控制的部件主要有乘员舱、发动机和润滑油系统，在纯电动汽车中，需要进行温度控制的部件主要有乘员舱、动力电池包、电动机、车载充电机和润滑油系统，而在增程式电动汽车和插入式混合动力汽车中，需要进行温度控制的部件则是上两种车型的集合。

目前上述部件的温度控制系统多数是独立的。

在传统汽车中，乘员舱通过车用空调系统降温、升温，或通过发动机废气换热升温；发动机采用水冷系统，冷却水通过汽车前部的散热器降温；润滑油也是通过汽车前部的另一个散热器降温。升温或降温的能量都由油箱中的燃油经发动机转化而来。

在纯电动汽车中，乘员舱通过车用空调系统降温、升温；电动机采用水冷系统，冷却水通过汽车前部的散热器降温；润滑油也是通过汽车前部的另一个散热器降温；电池包多采用风冷系统，从乘员舱抽取空气进入电池包内部进行热交换后排出车体外；充电机多采用风冷，通过风扇降温。升温或降温的能量都来自于动力电池包中储存的电能。

上述部件的独立温度控制系统的优点是方便和灵活，但也存在着能量利用效率低的不足。对于传统汽车，这意味着油耗的增加，对于电动汽车，这意味着续驶里程的降低。鉴于续驶里程短是电动汽车相对于传统汽车在性能上的最大劣势，任何增加续驶里程的方法或手段对于电动汽车来说都非常有必要。

发明内容

本发明解决的技术问题在于如何在满足温度控制要求的情况下，降低这些系统的能量消耗，从而增加电动汽车的续驶里程。

为了解决以上问题，一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，包括电池箱、乘员舱、电加热器、车载充电机、电机、散热器、若干水泵、若干电磁阀、若干管道、动力电池组、整车温度控制器等，动力电池组置于电池箱内，所述电动机、动力电池组、车载充电机等需要进行温度控制的部件均采用液冷系统作为温度控制系统，并且这些部件的液冷系统通过管路和电磁阀、泵等连通在一起，使用同一种冷却介质。

进一步，作为一种优选，所述冷却介质为汽车冷却液。

进一步，作为一种优选，还包括电制冷器，所述电制冷器集成有换热器，乘员舱的温度调节通过电制冷器和换热器来实现。

进一步，作为一种优选，通过换热器对上述综合液体冷却系统的液体冷却介质降温。

进一步，作为一种优选，通过换热器将上述综合液体冷却系统中的液体冷却介质所携带的热量交换到乘员舱。

进一步，作为一种优选，电加热器供电电源接至电池包或车载充电机输出的直流电。

进一步，作为一种优选，所述综合液体冷却系统、电制冷器和电加热器由温度控制模块进行控制。

进一步，作为一种优选，各个部件内部及液冷系统安装有温度传感器，所述温度传感器与温度控制模块连接。

进一步，作为一种优选，所述电池箱、乘员舱、电制冷器、电加热器、车载充电机、电机、散热器、水泵通过管道和电磁阀开、闭排列组合成多个不同的回路。

由于采用一体化液冷系统，液冷系统的加热和冷却能力更强，效果更好，特别是可使电池包的温度场更均匀。同时更加节能，提高电动汽车的续驶里程。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1为本发明实施例中电动汽车由各部件温控系统构成的综合冷却系统的示意图。

图中，1、电池箱，2、乘员舱，3、电加热器，4、电制冷器（集成了换热器），5、车载充电机，6、电机，7、散热器，8、水泵，9、电磁阀，10、动力电池组，11、整车温度控制器、12管道。

具体实施方式

以下参照图1对本发明的实施例进行说明。

为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，包括电池箱1、乘员舱2、电加热器3、车载充电机5、电机6、散热器7、若干水泵81、82、若干电磁阀91~99、若干管道12、动力电池组10、整车温度控制器11等，动力电池组10置于电池箱1内，所述电动机6、动力电池组10、车载充电机5等需要进行温度控制的部件均采用液冷系统作为温度控制系统，并且这些部件的液冷系统通过管路12和电磁阀91~99、泵81、82等连通在一起，使用同一种冷却介质。

如图1所示，电池箱1、乘员舱2、电制冷器4、电加热器3、车载充电机5、电机6、散热器7、水泵81、82通过管道12和电磁阀91~99开、闭排列组合成多个不同的回路。

实施例

一种电动汽车的综合冷却系统，其中需要将温度控制在比较窄小区间的部件是电池箱1和乘员舱2，乘员舱2的温度一般要求控制在10-30℃范围内，电池箱1温度一般要求控制在5-45℃范围内，这两个部件在环境温度较低时需要加热，在环境温度较高时需要冷却。另外需要温度控制的部件为车载充电机5和电机6，车载充电机5的温度一般要求控制在45℃以下即可，电机6的温度一般要求控制在90℃以下即可，两个部件不需要加热。系统沿用了传统车使用的的散热器7、水泵81、82和电磁阀91~99，增加了可使用高压直流电直接加热冷却液的电加热器3。本发明实例的电制冷器4，采用高压直流电源，其集成的换热器可以对乘员舱2的空气降温，也可以对冷却液降温。系统中的动力电池组10在空间上是安装在电池箱1中的，它既是电加热器3和电制冷器4的电源，又是被加热或冷却的对象之一。整车温度控制器11是维持系统正常运行的控制中心，可以通过安装在各个部件内的温度传感器实时采集各部件及液冷系统多部位的温度，根据整车温度控制策略，控制电制冷器和电加热器的启动、停止，随时调整各个阀门的开、闭或打开角度。

以下通过四种极端温度下的典型工况来进一步说明本发明。

工况1：电动汽车在冬季用充电桩充电。在这种工况下，车静止，电机6不工作。为保证电池组10正常充电，一般要求电池温度保持在5℃以上。若环境及电池组10温度低于5℃，充电时，车载充电机5的输出端输出的直流电先与电加热器3接通，对冷却液加热，同时，冷却液亦通过车载充电机5的冷却夹套，将车载充电机5运行时产生的废热用于加热冷却液。在该工况下，电磁阀93、94、95、96、97、98和99打开，水泵82打开，组成一个回路，冷却液只在电池箱1、电加热器3和车载充电机5之间的夹套中流动，加热耗费的能量主要来自于外部电源。

工况2：电动汽车在冬季行驶。在这种工况下，车载充电机5不运行。为保证乘员舱2和电池箱1处于适宜的温度区间，电磁阀91、92、93、94、95、96、97、98和99打开，水泵81、82打开，组成一个回路，冷却液只在电池箱1、乘员舱2、电加热器3和电机6之间的夹套中循环流动。一般情况下，加热的能量来自于电机6运行时产生的废热。若环境温度过低，整车温度控制器11会启动电加热器3，耗用一部分电池组储存的能量用于系统加热。

工况3：电动汽车在夏季用充电桩充电。在这种工况下，为保证车载充电机5正常运行，电磁阀91、92、98和99打开，水泵81打开，组成一个回路，冷却液只在车载充电机5与散热器7之间循环，排掉车载充电机5运行时产生的废热。

工况4：电动汽车在夏季行驶。在这种工况下，冷却液分成两部分分别循环流动。为保证乘员舱2和电池箱1处于适宜的温度区间，电磁阀93、94、95和96打开，水泵82打开，组成一个回路，温度较低的那部分冷却液只在电池箱1、乘员舱2和电制冷器4之间的夹套中流动，必要时，整车温度控制器11会启动电制冷器4，耗用一部分电池组储存的能量用于系统冷却。温度较高的那部分冷却液只在电机6与散热器7之间循环，电磁阀91、92和98打开，水泵81打开，组成另一个回路，排掉电机6运行时产生的废热，使电机6在规定的工作温度下运行。

在环境温度介于最高、最低温度区间的情况下，整车温度控制器11会根据采集到的各部件的温度信息和设定好的温度控制策略，通过及时调整各个电磁阀9的开、闭角度和水泵8的运行状态，控制冷却液在不同部件间的循环路径和流量，从而将各个部件的温度控制在最佳范围内。

本实施例的冷却系统在不同工况下，利用各部件最佳工作温度区的差别，充分利用了系统废热和冷却能力，从而达到了降低整车能耗，特别是车载蓄电池非驱动用能耗的目的，还改善了各部件特别是电池组的工作温度环境，提高了电池组的可用能量范围，进一步增加了整车续驶里程。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，包括电池箱、乘员舱、电加热器、车载充电机、电机、散热器、若干水泵、若干电磁阀、若干管道、动力电池组、整车温度控制器等，动力电池组置于电池箱内，其特征在于：所述电动机、动力电池组、车载充电机等需要进行温度控制的部件均采用液冷系统作为温度控制系统，并且这些部件的液冷系统通过管路和电磁阀、泵等连通在一起，使用同一种冷却介质。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，其特征在于，所述冷却介质为汽车冷却液。

3.根据权利要求书1所述的一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，其特征在于，还包括电制冷器，所述电制冷器集成有换热器，乘员舱的温度调节通过电制冷器和换热器来实现。

4.根据权利要求书3所述的一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，其特征在于，通过换热器对上述综合液体冷却系统的液体冷却介质降温。

5.根据权利要求书3所述的一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，其特征在于，通过换热器将上述综合液体冷却系统中的液体冷却介质所携带的热量交换到乘员舱。

6.根据权利要求书1所述的一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，其特征在于，电加热器供电电源接至电池包或车载充电机输出的直流电。

7.根据权利要求书3所述的一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，其特征在于，所述综合液体冷却系统、电制冷器和电加热器由温度控制模块进行控制。

8.根据权利要求书7所述的一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，其特征在于，各个部件内部及液冷系统安装有温度传感器，所述温度传感器与温度控制模块连接。

9.根据权利要求书3所述的一种用于电动汽车的一体化温度控制系统，其特征在于，所述电池箱、乘员舱、电制冷器、电加热器、车载充电机、电机、散热器、水泵通过管道和电磁阀开、闭排列组合成多个不同的回路。

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