发明内容
有鉴于上述现有技术所存在的缺陷,本发明的目的在于,提供一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统,使其能够利用一套制冷/制热元件实现对乘员舱和动力电池组进行独立热管理。
为了实现上述目的,依据本发明提出的一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统,一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统,用于新能源车辆的乘员舱和动力电池组的热管理,其包括:制冷剂回路和冷却液回路;所述制冷剂回路包括压缩机、冷凝器、乘员舱制冷剂支路和动力电池组制冷剂支路;所述压缩机和所述冷凝器连接,所述乘员舱制冷剂支路和所述动力电池组制冷剂支路并联连接于所述压缩机和所述冷凝器的两端;所述乘员舱制冷剂支路包括电磁阀和给乘员舱制冷的蒸发器,所述动力电池组制冷剂支路包括电磁阀和给冷却液降温的热交换器;所述冷却液回路,其包括PTC加热器、乘员舱冷却液支路和动力电池组冷却液支路;所述乘员舱冷却液支路和所述动力电池组冷却液支路并联连接于所述PTC加热器的两端;所述乘员舱冷却液支路包括电磁阀、泵和给乘员舱制热的加温器,所述泵和所述电磁阀引导并控制冷却液进入所述加温器;所述动力电池组冷却液支路包括电磁阀、泵、热交换器、动力电池组、回流阀和单向阀,所述泵和所述电磁阀引导并控制冷却液依次进入所述热交换器和所述动力电池组,所述回流阀和所述单向阀布置在所述动力电池组的出口处,控制冷却液分别回流至所述热交换器和所述PTC加热器。
本发明还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的新能源车辆的集中式多工况热管理系统,其中所述蒸发器和所述加温器位于乘员舱的暖通空调总成中,所述暖通空调总成还包括风扇。。
前述的新能源车辆的集中式多工况热管理系统,其中所述乘员舱制冷剂支路和所述动力电池组制冷剂支路是通过三通接头并联连接于所述压缩机和所述冷凝器的两端。。
前述的新能源车辆的集中式多工况热管理系统,其中所述乘员舱冷却液支路和所述动力电池组冷却液支路是通过三通接头并联连接于所述PTC加热器的两端。。
前述的新能源车辆的集中式多工况热管理系统,其中所述冷却液回路还通过三通接头与膨胀罐连接。
前述的新能源车辆的集中式多工况热管理系统,其中所述回流阀的一端是通过三通接头连接在所述动力电池组冷却液支路的所述电磁阀与所述泵之间,所述回流阀的另一端是通过三通接头连接在所述电池组与所述单向阀之间。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明的一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统,至少具有下列优点:
一、本发明的一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统,通过减少制冷/制热元件的数量实现了车辆热管理介质的集中供给,不仅可以减少系统的复杂程度,还可以节约成本。同时,较少的系统元件也有利于整车布置。
二、本发明的一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统,通过合理布置制冷剂回路和冷却液回路,解决了集中式热管理系统对乘员舱和动力电池组分别供热/制冷的矛盾,为集中式热管理系统在新能源车辆上的应用提供了基础。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统其具体实施方式、步骤、结构、特征及其功效详细说明。
请参阅图1所示,是本发明一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统的较佳实施例的示意图。
本发明的一种新能源车辆的集中式多工况热管理系统,用于新能源车辆的乘员舱和动力电池组的热管理,其主要由制冷剂回路100和冷却液回路200组成。制冷剂回路100包括压缩机101、冷凝器102、乘员舱制冷剂支路106和动力电池组制冷剂支路107。其中,乘员舱制冷剂支路106包括电磁阀103和蒸发器105,动力电池组制冷剂支路107包括电磁阀104和热交换器002。冷却液回路200包括PTC加热器201、乘员舱冷却液支路210和动力电池组冷却液支路211。其中,乘员舱冷却液支路210包括泵202和加温器207,动力电池组冷却液支路211包括电磁阀204、泵203、热交换器002、动力电池组206、回流阀205和单向阀209。
压缩机101为系统的制冷元件,压缩机101和冷凝器102连接,由压缩机101和冷凝器102制取液态制冷剂。乘员舱制冷剂支路106和动力电池组制冷剂支路107并联连接于压缩机101和冷凝器102的两端;乘员舱制冷剂支路106引导液态制冷剂提供给蒸发器105用于乘员舱制冷,并引导离开蒸发器105的制冷剂返回压缩机101;动力电池组制冷剂支路107引导液态制冷剂提供给热交换器002用于为流经热交换器002的冷却液降温,实现热交换,使冷却液流经动力电池组206时对动力电池组206进行制冷,并引导离开热交换器002的制冷剂返回压缩机101。电磁阀103和电磁阀104用于控制乘员舱制冷剂支路106和动力电池组制冷剂支路107的通断。
PTC加热器201为系统的制热元件,由PTC加热器201加热冷却液。乘员舱冷却液支路210和动力电池组冷却液支路211并联连接于PTC加热器201的两端;乘员舱冷却液支路210通过泵202引导加热的冷却液提供给加热器207用于乘员舱制热,并引导离开加热器207的冷却液返回PTC加热器201;动力电池组冷却液支路211通过泵203根据不同工况引导加热/降温的冷却液提供给动力电池组206进行制热/制冷,并引导离开动力电池组206的冷却液返回PTC加热器201/热交换器002。回流阀205和单向阀209布置在动力电池组206的出口处,用于控制冷却液回流的方向,即控制冷却液分别回流至热交换器002和PTC加热器201。电磁阀204用于控制乘员舱冷却液支路210和动力电池组冷却液支路211的通断。
如图1所示,制冷剂回路100还包括:三通接头151和152,乘员舱制冷剂支路106和动力电池组制冷剂支路107是通过三通接头151和152并联连接于压缩机101和冷凝器102的两端。冷却液回路200还包括:三通接头251、252、253和255,乘员舱冷却液支路210和动力电池组冷却液支路211是通过三通接头251和253并联连接于PTC加热器201的两端,回流阀205的一端是通过三通接头252连接在电磁阀204与泵203之间,回流阀205的另一端是通过三通接头255连接在电池组206与单向阀209之间。
如图1所示,蒸发器105和加温器207是位于乘员舱的暖通空调总成003中,暖通空调总成003还包括风扇001。冷却液回路200还通过三通接头254与膨胀罐208连接。本发明冷却液回路200中的冷却液可以是传统的液体混合物,例如乙二醇和水的混合物,或者可以是具有适当热传递特性的一些其他类型的液体。
本发明是通过开启不同的元件,控制各支路的通断可以实现八种热管理工况:
工作模式1:乘员舱单独制热。
在此工作模式中,制冷剂回路100中的压缩机101停机,因此制冷剂回路100中没有制冷剂流动。冷却液回路200中的电磁阀204、回流阀205和泵203关闭,因此在动力电池组冷却液支路211中的冷却液不流动。冷却液回路200中的PTC加热器201和泵202启动,泵202将被PTC加热器201加热的冷却液通过乘员舱冷却液支路210输送至暖通空调总成003中的加温器207,并将离开加温器207的冷却液回流至PTC加热器201,构成回路,实现对乘员舱单独制热。
工作模式2:动力电池组206单独制热。
在此工作模式中,制冷剂回路100中的压缩机101停机,因此制冷剂回路100中没有制冷剂流动。冷却液回路200中的泵202关闭,因此在乘员舱冷却液支路210中的冷却液不流动。冷却液回路200中的PTC加热器201和泵203启动,电磁阀204开启,回流阀205关闭,泵203将被PTC加热器201加热的冷却液通过动力电池组冷却液支路211输送至动力电池组206,并将离开动力电池组206的冷却液通过单向阀209回流至PTC加热器201,构成回路,实现对动力电池组206的单独制热。
工作模式3:乘员舱单独制冷。
在此工作模式中,冷却液回路200中的泵202和泵203关闭,因此冷却液回路200中没有冷却液流动。制冷剂回路100中的电磁阀104关闭,因此在动力电池组制冷剂支路107中没有制冷剂流动。制冷剂回路100中的压缩机101启动,电磁阀103开启,压缩机101将制冷剂通过乘员舱制冷剂支路106输送至暖通空调总成003中的蒸发器105,并将离开蒸发器105的制冷剂回流至压缩机101,构成回路,实现对乘员舱单独制冷。
工作模式4:动力电池组206单独制冷。
在此工作模式中,冷却液回路200中的泵202和电磁阀204关闭,因此在乘员舱冷却液支路210中没有冷却液流动。制冷剂回路100中的电磁阀103关闭,因此在乘员舱路制冷剂支路106中没有制冷剂流动。制冷剂回路100中的压缩机101启动,电磁阀104开启,压缩机101将制冷剂通过动力电池组制冷剂支路107输送至热交换器002,并将离开热交换器002的制冷剂回流至压缩机101,构成回路;同时,冷却液回路200中的回流阀205开启,泵203启动,泵203将冷却液输送至热交换器002与制冷剂进行热交换,对冷却液降温,并将降温的冷却液通过动力电池组冷却液支路211输送至动力电池组206,同时将离开动力电池组206的冷却液通过回流阀205回流至热交换器002,构成回路,实现对动力电池组206单独制冷。
工作模式5:乘员舱制热,动力电池组206制热。
在此工作模式中,制冷剂回路100中的压缩机101停机,因此制冷剂回路100中没有制冷剂流动。冷却液回路200中的回流阀205关闭,电磁阀204开启,PTC加热器201、泵202和泵203启动;泵202将被PTC加热器201加热的冷却液通过乘员舱路冷却液支路210输送至暖通空调总成003中的加温器207,并将离开加温器207的冷却液回流至PTC加热器201,构成回路,实现对乘员舱制热;泵203将被PTC加热器201加热的冷却液通过动力电池组冷却液支路211输送至动力电池组206,并将离开动力电池组206的冷却液通过单向阀209回流至PTC加热器201,构成回路,实现对动力电池组206制热。
工作模式6:乘员舱制热,动力电池组206制冷。
在此工作模式中,制冷剂回路100中的电磁阀103关闭,因此在乘员舱路制冷剂支路106中没有制冷剂流动。冷却液回路200中的电磁阀204关闭,PTC加热器201和泵202启动,泵202被将PTC加热器201加热的冷却液通过乘员舱冷却液支路210输送至暖通空调总成003中的加温器207,并将离开加温器207的冷却液回流至PTC加热器201,构成回路,实现对乘员舱制热。同时,制冷剂回路100中的压缩机101启动,电磁阀104开启,压缩机101将制冷剂通过动力电池组制冷剂支路107输送至热交换器002,并将离开热交换器002的制冷剂回流至压缩机101,构成回路;冷却液回路200中的回流阀205开启,泵203启动,泵203将冷却液输送至热交换器002与制冷剂进行热交换,对冷却液降温,并将降温的冷却液通过动力电池组冷却液支路211输送至动力电池组206,同时将离开动力电池组206的冷却液通过回流阀205回流至热交换器002,构成回路,实现对动力电池组206制冷。其中,单向阀209用于防止乘员舱冷却液支路210中的较热的冷却液进入动力电池组冷却液支路211而影响热交换器002的工作状态。
工作模式7:乘员舱制冷,动力电池组206制热。
在此工作模式中,制冷剂回路100中的电磁阀104关闭,因此在动力电池组制冷剂支路107中没有制冷剂流动。制冷剂回路100中的压缩机101启动,电磁阀103开启,压缩机101通过乘员舱制冷剂支路106输送至暖通空调总成003中的蒸发器105,并将离开蒸发器105的制冷剂回流至压缩机101,构成回路,实现对乘员舱制冷。冷却液回路200中的泵202关闭,因此乘员舱冷却液支路210中没有冷却液流动。冷却液回路200中的PTC加热器201和泵203启动,电磁阀204开启,回流阀205关闭,泵203将被PTC加热器201加热的冷却液通过动力电池组冷却液支路211输送至动力电池组206,并将离开动力电池组206的冷却液通过单向阀209回流至PTC加热器201,构成回路,实现对动力电池组206的制热。
工作模式8:乘员舱制冷,动力电池组206制冷。
在此工作模式中,冷却液回路200中的泵202和电磁阀204关闭,因此在乘员舱冷却液支路210中没有冷却液流动。制冷剂回路100中的压缩机101启动,电磁阀103开启,压缩机101将制冷剂通过乘员舱制冷剂支路106输送至暖通空调总成003中的蒸发器105,并将离开蒸发器105的制冷剂回流至压缩机101,构成回路,实现对乘员舱制冷。制冷剂回路100中的电磁阀104开启,压缩机101将制冷剂通过动力电池组制冷剂支路107输送至热交换器002,并将离开热交换器002的制冷剂回流至压缩机101,构成回路;同时,冷却液回路200中的回流阀205开启,泵203启动,泵203将冷却液输送至热交换器002与制冷剂进行热交换,对冷却液降温,并将降温的冷却液通过动力电池组冷却液支路211输送至动力电池组206,同时将离开动力电池组206的冷却液通过回流阀205回流至热交换器002,构成回路,实现对动力电池组206制冷。
本发明的新能源车辆的集中式多工况热管理系统,可基于多种车型布置空间的尺寸需求,合理选定总体长宽高等尺寸,合理定义外部结构和接口位置以及接口方式等,可基于新能源车辆的热管理需求,选用适当的制热/制冷元件,合理定义乘员舱和动力电池组的热管理功率,考虑到各个新能源车型总体布置的不同需求,可以灵活布置系统各主要部件。
本发明的新能源车辆的集中式多工况热管理系统的防护等级可以达到IP67或以上。
本发明的新能源车辆的集中式多工况热管理系统体积较小,在各个车型上可以按需配置制热/制冷元件的规格,满足新能源车辆的热管理需求。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然并非用以限定本发明实施的范围,依据本发明的权利要求书及说明内容所作的简单的等效变化与修饰,仍属于本发明技术方案的范围内。