CN108134155A - 用于车辆的水冷型冷却-加热系统 - Google Patents

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CN108134155A CN201710456921.2A CN201710456921A CN108134155A CN 108134155 A CN108134155 A CN 108134155A CN 201710456921 A CN201710456921 A CN 201710456921A CN 108134155 A CN108134155 A CN 108134155A
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的水冷型冷却‑加热系统，该系统包括：第一通道，其按顺序布置有第一水泵、电池加热器以及电池系统以便使冷却水循环；第二通道，其被配置成从第一通道分支出来，具有与第一通道并联的结构，并且按顺序布置有第二水泵和电力电子组件以便使冷却水移动；第三通道，其被配置成从第一通道分支出来，具有与第一通道并联的结构，并且设有散热器和制冷器；第一三通阀，其被配置成布置在电池系统的后方与第二水泵之间、第一通道和第二通道汇合的位置处，第一三通阀包括：第一端，第二端，以及第三端；第二三通阀，其被配置成布置在第一通道和第三通道汇合的位置处，第二三通阀包括：第一端，第二端，以及第三端；以及控制器。

Description

用于车辆的水冷型冷却-加热系统
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的水冷型冷却-加热系统。
背景技术
近年来，例如混合动力汽车等环保车辆使用化石燃料发动机和电力驱动的电动机两者作为驱动源，并且开发和销售仅使用电动机的车辆作为对抗化石燃料枯竭和环境污染的一个对策。
环保车辆具有用于驱动电动机的电池。在此，考虑到每单位重量的能量密度，用于环保车辆的电池主要使用锂二次电池。锂二次电池主要以袋型制造且应用于环保车辆，并且当袋型电池应用于环保车辆时，若干袋型电池串联连接以产生高输出功率。
另一方面，当长时间利用用于驱动环保车辆的电动机的电池时，电池的表面温度升高且电池寿命减少是不可避免的。因此，重要的是，管理电池的温度以便在降低电池温度的同时有效地使用电池。因此，必须安装用于冷却环保车辆的电池的单独冷却设备。
作为使用电池冷却设备对袋型电池进行冷却的类型，包括：通过将板式热交换器布置在袋型电池之间并且将冷却水循环到板式热交换器中而进行冷却的水冷型，以及通过利用鼓风机强制吸入车辆外部的空气而进行冷却的气冷型。
相关现有技术描述的内容仅提供用于辅助理解本发明的背景技术，并且不应被视为对应于本领域人员已知的相关领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够对电池系统进行有效冷却或加热并且通过对电力电子组件进行有效冷却，从而增加行驶距离和部件耐久性的水冷型冷却-加热系统。
根据本发明的示例性实施例，提供一种用于通过冷却水在设有高压电池的车辆中对电池系统进行冷却或加热以及对电力电子组件进行冷却的水冷型冷却-加热系统，该水冷型冷却-加热系统包括：第一通道，其被配置成按顺序布置有第一水泵、电池加热器以及电池系统以便使冷却水循环；第二通道，其被配置成从第一通道分支出来，具有与第一通道并联的结构，并且按顺序布置有第二水泵和电力电子组件以便使冷却水移动；第三通道，其被配置成从第一通道分支出来，具有与第一通道并联的结构，并且设有用于使冷却水移动的散热器和制冷器以执行冷却；第一三通阀，其被配置成布置在电池系统的后方与第二水泵之间、第一通道和第二通道汇合的位置处，第一三通阀包括用以选择性地使冷却水移动的：第一端，从电池系统排出的冷却水被引入到第一端中，第二端，冷却水通过第二端被排放到第一通道，以及第三端，冷却水通过第三端排放到第一水泵；第二三通阀，其被配置成布置在第一通道和第三通道汇合的位置处，第二三通阀包括用以选择性地使冷却水移动的：第一端，冷却水从第一通道被引入到第一端中，第二端，冷却水通过第二端被排放到第一通道，以及第三端，冷却水通过第三端排放到第三通道；以及控制器，其被配置成单独控制第一水泵、第二水泵、电池加热器和制冷器接通和断开，并且单独控制第一三通阀和第二三通阀关闭和打开，以使冷却水循环，从而对电池系统进行冷却或加热并且对电力电子组件进行冷却。
制冷器可布置在散热器的后方。
当电池系统需要被冷却时，控制器可控制第一水泵接通，并控制第一三通阀的第一端和第二端以及第二三通阀的第一端和第三端打开，使得第一水泵的冷却水对电池系统进行冷却，并且经加热的冷却水通过第一三通阀在第一通道中移动且通过第二三通阀引入到第三通道中，以在散热器中被冷却，随后在第一通道中移动以便再次穿过第一水泵被供应到电池系统。
当电池系统和电力电子组件需要被冷却时，控制器可控制第一水泵和第二水泵接通，并控制第一三通阀的第一端和第三端以及第二三通阀的第一端和第三端打开，使得第一水泵的冷却水对电池系统进行冷却，随后通过第一三通阀在第二通道中移动且被引入到第二水泵中，并且第二水泵的冷却水对电力电子组件进行冷却且随后在第一通道中移动以通过第二三通阀在第三通道中移动，以在散热器中被冷却，并且随后在第一通道中移动以便再次穿过第一水泵被供应到电池系统。
当电池系统需要被冷却时，控制器可控制第一水泵和制冷器接通，并控制第一三通阀的第一端和第二端以及第二三通阀的第一端和第三端打开，使得第一水泵的冷却水对电池系统进行冷却，并且经加热的冷却水通过第一三通阀在第一通道中移动，且通过第二三通阀在第三通道中移动，以在散热器中被冷却，并且随后穿过制冷器以便再次进行冷却且随后在第一通道中移动以再次穿过第一水泵被供应到电池系统。
当电池系统和电力电子组件需要被冷却时，控制器可控制第一水泵、第二水泵和制冷器接通，并控制第一三通阀的第一端和第三端以及第二三通阀的第一端和第三端打开，使得第一水泵的冷却水对电池系统进行冷却，并且随后通过第一三通阀在第二通道中移动以便利用第二水泵对电力电子组件进行冷却，并且经加热的冷却水在第一通道中移动以通过第二三通阀在第三通道中移动，以在散热器中被冷却，随后穿过制冷器以再次进行冷却，并且随后在第一通道中移动以再次穿过第一水泵被供应到电池系统。
当电池系统需要被加热时，控制器可控制第一水泵和电池加热器接通，并控制第一三通阀的第一端和第二端以及第二三通阀的第一端和第二端打开，使得第一水泵的冷却水穿过电池加热器以被加热且随后被引入到电池系统中以对电池系统进行加热，并且通过第一三通阀和第二三通阀在第一通道中循环以再次穿过第一水泵，以便穿过电池加热器被供应到电池系统。
散热器的后方可设有从第三通道分支出来形成闭合回路的第四通道，第四通道可设有制冷器，并且第三通道和第四通道汇合的位置可设有第三三通阀，第三三通阀包括：第一端，从散热器排出的冷却水被引入到第一端中，第二端，冷却水通过第二端被引入到制冷器中，以及第三端，冷却水通过第三端从制冷器排出。
当电池系统需要被冷却时，控制器可控制第一水泵接通，并控制第一三通阀的第一端和第二端、第二三通阀的第一端和第三端以及第三三通阀的第一端和第三端打开，使得第一水泵的冷却水对电池系统进行冷却，经加热的冷却水通过第一三通阀在第一通道中移动且通过第二三通阀引入到第三通道中以在散热器中被冷却，随后通过第三三通阀在第一通道中移动以再次穿过第一水泵被供应到电池系统。
当电池系统和电力电子组件需要被冷却时，控制器可控制第一水泵和第二水泵接通，并控制第一三通阀的第一端和第三端、第二三通阀的第一端和第三端以及第三三通阀的第一端和第三端打开，使得第一水泵的冷却水对电池系统进行冷却，并且随后通过第一三通阀在第二通道中移动且被引入到第二水泵中，并且第二水泵的冷却水对电力电子组件进行冷却且随后在第一通道中移动以通过第二三通阀在第三通道中移动，以在散热器中被冷却，随后通过第三三通阀在第一通道中移动以再次穿过第一水泵被供应到电池系统。
当电池系统需要被冷却时，控制器可控制第一水泵和制冷器接通，并控制第一三通阀的第一端和第二端、第二三通阀的第一端和第三端以及第三三通阀的第一端和第二端打开，使得第一水泵的冷却水对电池系统进行冷却，经加热的冷却水通过第一三通阀在第一通道中移动，且通过第二三通阀在第三通道中移动以在散热器中被冷却，随后通过第三三通阀被引入到第四通道中以穿过制冷器再次进行冷却，并且随后在第一通道中移动以再次穿过第一水泵被供应到电池系统。
当电池系统和电力电子组件需要被冷却时，控制器可控制第一水泵、第二水泵和制冷器接通，并控制第一三通阀的第一端和第三端、第二三通阀的第一端和第三端以及第三三通阀的第一端和第二端打开，使得第一水泵的冷却水对电池系统进行冷却，随后通过第一三通阀在第二通道中移动以利用第二水泵对电力电子组件进行冷却，经加热的冷却水在第一通道中移动以通过第二三通阀在第三通道中移动，以在散热器中被冷却，随后通过第三三通阀被引入到第四通道中，以再次穿过第一水泵被供应到电池系统。
当电池系统需要被加热时，控制器可控制第一水泵和电池加热器接通，并控制第一三通阀的第一端和第二端以及第二三通阀的第一端和第二端打开，使得第一水泵的冷却水穿过电池加热器以被加热，且随后被引入到电池系统中以对电池系统进行加热，并且通过第一三通阀和第二三通阀在第一通道中循环以再次穿过第一水泵，以便穿过电池加热器被供应到电池系统。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的水冷型冷却-加热系统的图；
图2是示出在仅电池系统被散热器冷却时冷却水流的图；
图3是示出在电池系统和电力电子组件同时被散热器冷却时冷却水流的图；
图4是示出在仅电池系统被散热器和制冷器冷却时冷却水流的图；
图5是示出在电池系统和电力电子组件同时被散热器和制冷器冷却时冷却水流的图；
图6是示出在仅电池系统由电池加热器加热时冷却水流的图；
图7是示出根据本发明的第二示例性实施例的水冷型冷却-加热系统的图；
图8是示出在仅电池系统被散热器冷却时冷却水流的图；
图9是示出在电池系统和电力电子组件同时被散热器冷却时冷却水流的图；
图10是示出在仅电池系统被散热器和制冷器冷却时冷却水流的图。
图11是示出在电池系统和电力电子组件同时被散热器和制冷器冷却时冷却水流的图；
图12是示出在仅电池系统由电池加热器加热时冷却水流的图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于设有高压电池系统的环保车辆的水冷型冷却-加热系统，更具体来说，涉及一种用于在车辆行驶时，考虑环境状况对电池系统进行冷却或加热以及对电力电子组件(power electronic component)进行冷却的水冷型冷却-加热系统。
下文将参考附图描述根据本发明的示例性实施例的水冷型冷却-加热系统。
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的水冷型冷却-加热系统的图，并且图2至6是示出在每种情况下的控制方法的图。
如图1所示，根据本发明的第一示例性实施例，用于通过冷却水在设有高压电池的车辆中冷却或加热电池系统100以及冷却电力电子组件200的水冷型冷却-加热系统包括：第一通道710，其被配置成按顺序布置有第一水泵610、电池加热器300以及电池系统100，以便使冷却水循环；第二通道730，其被配置成从第一通道710分支出来，具有与第一通道710并联的结构，并且按顺序布置有第二水泵630和电力电子组件200，以便使冷却水移动；第三通道750，其被配置成从第一通道710分支出来，具有与第一通道710并联的结构，并且包括用于使冷却水移动的散热器400和制冷器500，以便执行冷却；第一三通阀810，其被配置成位于电池系统100的后方与第二水泵630之间的、第一通道710和第二通道730汇合的位置处，并且包括从电池系统100排出的冷却水被引入的第一端811、冷却水通过其排放到第一通道710的第二端813以及冷却水通过其排放到第一水泵610的第三端815，以选择性地移动冷却水；第二三通阀830，其被配置成位于第一通道710与第三通道750汇合的位置处，并且包括冷却水从第一通道710被引入的第一端831、冷却水通过其排放到第一通道710的第二端833以及冷却水通过其排放到第三通道750的第三端835，以选择性地移动冷却水；以及控制器900，其被配置成单独地控制第一水泵610、第二水泵630、电池加热器300以及制冷器500以接通或断开，并且单独地控制第一三通阀810和第二三通阀830关闭和打开，以使冷却水循环，从而冷却或加热电池系统100并且冷却电力电子组件200。根据本发明的第一示例性实施例，制冷器500位于散热器400的后方。
参考附图单，单独描述每种情况下根据本发明示例性实施例的水冷型冷却-加热系统。
图2是示出在仅电池系统100被散热器400冷却情况下冷却水流的视图。当电池系统100由于车辆的行驶等而需要冷却时，控制器900控制第一水泵610接通并且控制第一三通阀810的第一端811和第二端813以及第二三通阀830的第一端831和第三端835打开。因此，形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一三通阀810、第一通道710、第二三通阀830、第三通道750、散热器400和制冷器500组成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。
首先，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。然而，电池加热器300处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。将穿过电池加热器300的冷却水引入到电池系统100中以冷却和加热电池系统100。当经加热的冷却水通过第一三通阀810在第一通道710中移动时，经加热的冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中，随后被排放到第二端813。在冷却水被引入到第二三通阀830的第一端831中、被排放到第三端835且被引入到第三通道750中以在散热器400中被冷却之后，冷却水在第一通道710中移动以再次穿过第一水泵610被供应到电池系统100，从而在闭合回路中反复循环，从而对电池系统100进行冷却。在此，穿过散热器400的冷却水穿过制冷器500，但是制冷器500与电池加热器300一样处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。
第二，图3是示出在电池系统100和电力电子组件200同时被散热器400冷却情况下冷却水流的图。当电池系统100和电力电子组件200因车辆的行驶等原因而需要被冷却时，控制器900控制第一水泵610和第二水泵630接通并且控制第一三通阀810的第一端811和第三端815以及第二三通阀830的第一端831和第三端835打开。
为了同时冷却电池系统100和电力电子组件200，首先形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一通道710、第一三通阀810、第二通道730、第二水泵630、电力电子组件200、第一通道710、第二三通阀830、第三通道750、散热器400和制冷器500组成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。如上所述，当同时冷却电池系统100和电力电子组件200时，第一通道710的一部分由第一三通阀810和第二三通阀830阻挡，并且所有电池系统100、电力电子组件200和散热器400串联连接，以形成一个闭合回路，从而使冷却水循环。
描述冷却水流，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。然而，电池加热器300处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。将穿过电池加热器300的冷却水引入到电池系统100中以冷却和加热电池系统100。当经加热的冷却水在第一通道710中移动时，经加热的冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中、排放到第三端815、在第二通道730中移动并且随后被引入到第二水泵630中。在引入到第二水泵630中的冷却水冷却电力电子组件200、在第一通道710中移动、被引入到第二三通阀830的第一端831中、排放到第三端835并且在第三通道750中移动以在散热器400中被冷却之后，冷却水通过制冷器500在第一通道710中移动，以便再次穿过第一水泵610被供应到电池系统100，从而在闭合回路中反复循环，从而冷却电池系统100和电力电子组件200。在此，穿过散热器400的冷却水穿过制冷器500，但是制冷器500与电池加热器300一样处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。
第三，图4是示出在仅电池系统100被散热器400和制冷器500冷却时冷却水流的图。当电池系统100在如夏天的高温环境下，因车辆的行驶等原因而需要比图2的情况更强烈地进行冷却时，控制器900控制第一水泵610和制冷器500接通，并且控制第一三通阀810的第一端811和第二端813以及第二三通阀830的第一端831和第三端835打开。因此，形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一三通阀810、第一通道710、第二三通阀830、第三通道750、散热器400和制冷器500组成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。
首先，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。然而，电池加热器300处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。将穿过电池加热器300的冷却水引入到电池系统100中，以冷却和加热电池系统100。当经加热的冷却水通过第一三通阀810在第一通道710中移动时，经加热的冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中，然后排放到第二端813。在冷却水被引入到第二三通阀830的第一端831中、排放到第三端835且引入到第三通道750中以在散热器400被冷却之后，冷却水穿过制冷器500以再次进行冷却，随后在第一通道710中移动以再次穿过第一水泵610且供应到电池系统100，从而在闭合回路中反复循环，从而对电池系统100进行冷却。
第四，图5是示出在电池系统100和电力电子组件200同时被散热器400和制冷器500冷却时冷却水流的图。当电池系统100和电力电子组件200在夏天的高温环境下，由于车辆行驶等原因而需要比图3的情况更强烈地冷却时，控制器900控制第一水泵610、第二水泵630和制冷器500接通，并且控制第一三通阀810的第一端811和第三端815以及第二三通阀830的第一端831和第三端835打开。
为了同时冷却电池系统100和电力电子组件200，首先形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一通道710、第一三通阀810、第二通道730、第二水泵630、电力电子组件200、第一通道710、第二三通阀830、第三通道750、散热器400和制冷器500组成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。如上所述，当同时对电池系统100和电力电子组件200进行冷却时，第一通道710的一部分由第一三通阀810和第二三通阀830阻挡，并且所有电池系统100、电力电子组件200和散热器400串联连接，以形成一个闭合回路，从而使冷却水循环。
描述冷却水流，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。然而，电池加热器300处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。将穿过电池加热器300的冷却水引入到电池系统100中以冷却和加热电池系统100。当经加热的冷却水在第一通道710中移动时，经加热的冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中、排放到第三端815、在第二通道730中移动，随后被引入到第二水泵630中。在引入到第二水泵630中的冷却水对电力电子组件200进行冷却、在第一通道710中移动、被引入到第二三通阀830的第一端831中、排放到第三端835并且在第三通道750中移动以供散热器400冷却之后，冷却水通过制冷器500在第一通道710中移动，以再次穿过第一水泵610且供应到电池系统100，从而在闭合回路中反复循环，因此对电池系统100进行冷却。
最后，图6是示出在仅电池系统100被电池加热器300加热时冷却水流的图。当电池系统100在冬天由于车辆的行驶等原因而需要加热时，控制器900控制第一水泵610和电池加热器300以接通，并且控制第一三通阀810的第一端811和第二端813以及第二三通阀830的第一端831和第二端833打开。因此，形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一通道710和第一三通阀810组成的一个闭合回路，使得冷却水在该闭合回路中反复循环。
首先，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。与对应该被冷却的电池系统100或电力电子组件200进行冷却的情况不同，电池加热器300处于接通状态，因此冷却水的温度升高。将通过穿过电池加热器300而加热的冷却水引入到电池系统100中以加热电池系统100。当从电池系统100排出的冷却水在第一通道710中移动时，冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中，排放到第二端813以在第一通道710中循环期间引入到第二三通阀830的第一端831中，随后排放到第二端833以通过第一通道710再次穿过第一水泵610和电池加热器300，并且被供应到电池系统100，因此在闭合回路中反复循环，从而对电池系统100进行加热。
图7示出根据本发明的示例性实施例的水冷型冷却-加热系统的图，而图8至12示出在每种情况下的控制方法的图。
如图7所示，根据本发明的第二示例性实施例，用于通过冷却水在设有高压电池的车辆中冷却或加热电池系统100以及冷却电力电子组件200的水冷型冷却-加热系统，包括：第一通道710，其被配置成按顺序布置有第一水泵610、电池加热器300以及电池系统100，以便使冷却水循环；第二通道730，其被配置成从第一通道710分支出来，具有与第一通道710并联的结构，并且按顺序布置有第二水泵630和电力电子组件200，以便使冷却水移动；第三通道750，其被配置成从第一通道710分支出来，具有与第一通道710并联的结构，并且包括用于使冷却水移动的散热器400和制冷器500，以便进行冷却；第一三通阀810，其被配置成布置在电池系统100的后方与第二水泵630之间的、第一通道710和第二通道730汇合的位置处，并且包括从电池系统100排出的冷却水被引入的第一端811、冷却水通过其排放到第一通道710的第二端813、以及冷却水通过其排放到第一水泵610的第三端815，以选择性地移动冷却水；第二三通阀830，其被配置成布置在第一通道710与第三通道750汇合的位置处，并且包括冷却水从第一通道710被引入的第一端831、冷却水通过其被排放到第一通道710的第二端833、以及冷却水通过其排放到第三通道750的第三端835，以选择性地移动冷却水；以及控制器900，其被配置成单独控制第一水泵610、第二水泵630、电池加热器300以及制冷器500接通或断开，并且单独控制第一三通阀810和第二三通阀830关闭和打开，以使冷却水循环，从而冷却或加热电池系统100并且冷却电力电子组件200。根据本发明的第二示例性实施例，散热器400的后方设有从第三通道750分支出来形成闭合回路的第四通道770，第四通道770设有制冷器500，并且第三通道750和第四通道770汇合的位置处设有第三三通阀850，该第三三通阀包括从散热器400排出的冷却水被引入的第一端851、冷却水通过其被引入到制冷器500的第二端853、以及冷却水通过其从制冷器500排出的第三端855。也就是说，在本发明的第一示例性实施例中，散热器400和制冷器500串联配置，但在本发明的第二示例性实施例中，散热器400和制冷器500通过第三三通阀850和第四通道770并联连接。
图8是示出在仅电池系统100被散热器400冷却时冷却水流的图。当电池系统100由于车辆的行驶等原因而需要冷却时，控制器900控制第一水泵610接通并且控制第一三通阀810的第一端811和第二端813、第二三通阀830的第一端831和第三端835、以及第三三通阀850的第一端851和第三端855打开。因此，形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一三通阀810、第一通道710、第二三通阀830、第三通道750、散热器400和第三三通阀850构成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。
首先，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。然而，电池加热器300处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。将穿过电池加热器300的冷却水引入到电池系统100中以冷却和加热电池系统100。当经加热的冷却水通过第一三通阀810在第一通道710中移动时，经加热的冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中，随后被排放到第二端813。在冷却水被引入到第二三通阀830的第一端831中、排放到第三端835且引入到第三通道750中以通过散热器400被冷却之后，冷却水通过第三三通阀850在第一通道710中移动，以再次穿过第一水泵610被供应到电池系统100，从而在闭合回路中反复循环，从而冷却电池系统100。
第二，图9是示出在电池系统100和电力电子组件200同时被散热器400冷却时冷却水流的图。当电池系统100和电力电子组件200由于车辆行驶等原因而需要冷却时，控制器900控制第一水泵610和第二水泵630接通，并且控制第一三通阀810的第一端811和第三端815、第二三通阀830的第一端831和第三端835以及第三三通阀850的第一端851和第三端855打开。
为了同时对电池系统100和电力电子组件200进行冷却，首先，形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一通道710、第一三通阀810、第二通道730、第二水泵630、电力电子组件200、第一通道710、第二三通阀830、第三通道750、散热器400和第三三通阀850构成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。如上所述，当同时对电池系统100和电力电子组件200进行冷却时，第一通道710的一部分由第一三通阀810和第二三通阀830阻挡，并且所有电池系统100、电力电子组件200和散热器400串联连接以形成一个闭合回路，从而使冷却水循环。
描述冷却水流，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。然而，电池加热器300处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。将穿过电池加热器300的冷却水引入到电池系统100中以冷却和加热电池系统100。当经加热的冷却水在第一通道710中移动时，经加热的冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中、排放到第三端815、在第二通道730中移动并且随后被引入到第二水泵630中。在被引入到第二水泵630中的冷却水冷却电力电子组件200、在第一通道710中移动、被引入到第二三通阀830的第一端831中、排放到第三端835并且在第三通道750中移动以通过散热器400被冷却之后，冷却水通过第三三通阀850在第一通道710中移动，以再次穿过第一水泵610供应到电池系统100，由此在闭合回路中反复循环，从而对电池系统100和电力电子组件200进行冷却。
第三，图10是示出在仅电池系统100被散热器400和制冷器500冷却时冷却水流的图。当电池系统100在夏天的高温环境下，由于车辆行驶等原因而需要比图8的情况更强烈地冷却时，控制器900控制第一水泵610和制冷器500接通，并且控制第一三通阀810的第一端811和第二端813、第二三通阀830的第一端831和第二端833、以及第三三通阀850的第一端851和第二端853打开。因此，形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一三通阀810、第一通道710、第二三通阀830、第三通道750、散热器400、第三三通阀850、第四通道770和制冷器500组成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。
首先，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。然而，电池加热器300处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。将穿过电池加热器300的冷却水引入到电池系统100中以冷却和加热电池系统100。当经加热的冷却水通过第一三通阀810在第一通道710中移动时，经加热的冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中，随后排放到第二端813。在冷却水被引入到第二三通阀830的第一端831中、排放到第三端835且引入到第三通道750中以由散热器400冷却之后，冷却水通过第三三通阀850引入到第四通道770中、穿过制冷器500以再次进行冷却，随后在第一通道710中移动以再次穿过第一水泵610被供应到电池系统100，从而在闭合回路中反复循环，从而对电池系统100进行冷却。
第四，图11是示出在电池系统100和电力电子组件200同时被散热器400和制冷器500冷却时冷却水流的图。当电池系统100和电力电子组件200在如夏天的高温环境下由于车辆行驶等原因而需要比图3的情况更强烈地冷却时，控制器900控制第一水泵610、第二水泵630和制冷器500接通，并且控制第一三通阀810的第一端811和第三端815、第二三通阀830的第一端831和第二端833以及第三三通阀850的第一端851和第二端853打开。
为了同时冷却电池系统100和电力电子组件200，首先形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一通道710、第一三通阀810、第二通道730、第二水泵630、电力电子组件200、第一通道710、第二三通阀830、第三通道750、散热器400、第三三通阀850和制冷器500组成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。如上所述，当同时对电池系统100和电力电子组件200进行冷却时，第一通道710的一部分由第一三通阀810和第二三通阀830阻挡，并且电池系统100、电力电子组件200、散热器400和制冷器500全部串联连接以形成一个闭合回路，从而使冷却水循环。
描述冷却水流，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。然而，电池加热器300处于断开状态，因此对冷却水的温度没有影响。将穿过电池加热器300的冷却水引入到电池系统100中以冷却和加热电池系统100。当经加热的冷却水在第一通道710中移动时，经加热的冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中、排放到第三端815、在第二通道730中移动，随后被引入到第二水泵630中。在被引入到第二水泵630中的冷却水冷却电力电子组件200、在第一通道710中移动、被引入到第二三通阀830的第一端831中、排放到第二三通阀的第三端835并且在第三通道750中移动以便由散热器400冷却之后，冷却水通过第三三通阀850在第四通道770中移动、穿过制冷器500以再次进行冷却，然后通过制冷器500在第一通道710中移动以再次穿过第一水泵610被供应到电池系统100，由此在闭合回路中反复循环，从而对电池系统100进行冷却。
最后，图12是示出在仅电池系统100被电池加热器300加热时冷却水流的图。当电池系统100在冬天由于车辆行驶等原因而需要加热时，控制器900控制第一水泵610和电池加热器300接通，并且控制第一三通阀810的第一端811和第二端813以及第二三通阀830的第一端831和第二端833打开。因此，形成由第一水泵610、电池加热器300、电池系统100、第一通道710和第一三通阀810构成的一个闭合回路，使得冷却水在闭合回路中反复循环。
首先，第一水泵610的冷却水穿过电池加热器300。与冷却应被冷却的电池系统100或电力电子组件200的情况不同，电池加热器300处于接通状态，因此冷却水的温度升高。将通过穿过电池加热器300而加热的冷却水引入到电池系统100中以加热电池系统100。当从电池系统100排出的冷却水在第一通道710中移动时，冷却水被引入到第一三通阀810的第一端811中，排放到第二端813以便在于第一通道710中循环期间被引入到第二三通阀830的第一端831中，随后排放到第二端833以通过第一通道710再次穿过第一水泵610和电池加热器300且供应到电池系统100，由此在闭合回路中反复循环，从而对电池系统100进行加热。
如上所述的根据本发明的示例性实施例的水冷型冷却-加热系统，可特别地适用于设有高压电池系统的环保车辆。本发明涉及一种用于布置和配置参与电池系统100的冷却或加热以及冷却电力电子组件200的组件，以便在环保车辆中对电池系统100冷却或加热以及电力电子组件200进行冷却的布局。在此，当电池系统100和电力电子组件200在车辆行驶期间或在夏天需要制冷时，仅驱动散热器400或根据车辆的环境额外地驱动制冷器500以便对电池系统100和电力电子组件200进行冷却，并且当电池系统100在冬天需要加热时，电池加热器300布置在电池系统100的前方，并且多个三通阀布置在电池系统100的后方，以控制多个三通阀打开和关闭，由此选择性地关闭或打开多个通道，从而选择性地冷却或加热电池系统100。
因此，根据本发明的示例性实施例的水冷型冷却-加热系统，可以通过仅利用简单结构，选择性且有效地执行电池系统100的冷却、额外冷却或加热，以及选择性且有效地执行电力电子组件200的冷却或额外冷却，来增加车辆的行驶距离并且增加部件的耐久性。
根据具有上述结构的水冷型冷却-加热系统，可以通过选择性且有效地执行电池系统的冷却、额外冷却或加热以及选择性且有效地执行电力电子组件的冷却或额外冷却，来增加车辆的行驶距离并且增加部件的耐久性。
尽管已参考具体示例性实施例示出和描述本发明，然而本领域技术人员应该清楚，在不脱离如由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明进行各种修改和变化。

Claims (20)

1.一种用于冷却或加热车辆中的电源组件的水冷型冷却-加热系统，所述系统包括：
第一通道，其被配置成按顺序布置有第一水泵、电池加热器以及电池系统以便使冷却水循环；
第二通道，其被配置成从所述第一通道分支出来，具有与所述第一通道并联的结构，并且按顺序布置有第二水泵和电力电子组件以便使冷却水移动；
第三通道，其被配置成从所述第一通道分支出来，具有与所述第一通道并联的结构，并且设有用于使冷却水移动的散热器和制冷器；
第一三通阀，其被配置成布置在所述电池系统的后方与所述第二水泵之间、所述第一通道和所述第二通道汇合的位置处，所述第一三通阀包括：
第一端，从所述电池系统排出的冷却水被引入到所述第一端中，
第二端，冷却水通过所述第二端被排放到所述第一通道，以及
第三端，冷却水通过所述第三端排放到所述第一水泵，
以便选择性地使冷却水移动；
第二三通阀，其被配置成布置在所述第一通道和所述第三通道汇合的位置处，所述第二三通阀包括：
第一端，冷却水从所述第一通道被引入到所述第一端中，
第二端，冷却水通过所述第二端被排放到所述第一通道，以及
第三端，冷却水通过所述第三端排放到所述第三通道，
以便选择性地使冷却水移动；以及
控制器，其被配置成单独控制所述第一水泵、所述第二水泵、所述电池加热器和所述制冷器接通和断开，并且单独控制所述第一三通阀和所述第二三通阀关闭和打开，以使冷却水循环，从而对所述电池系统进行冷却或加热并且对所述电力电子组件进行冷却。
2.根据权利要求1所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述制冷器布置在所述散热器的后方。
3.根据权利要求2所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统进行冷却：
控制所述第一水泵接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端以及所述第二三通阀的第一端和第三端打开，
使得所述第一水泵的冷却水对所述电池系统进行冷却，并且经加热的冷却水通过所述第一三通阀在所述第一通道中移动且通过所述第二三通阀引入到所述第三通道中，以通过所述散热器被冷却，随后在所述第一通道中移动以便再次穿过所述第一水泵被供应到所述电池系统。
4.根据权利要求2所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作来对所述电池系统和所述电力电子组件进行冷却：
控制所述第一水泵和所述第二水泵接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第三端以及所述第二三通阀的第一端和第三端打开，
使得所述第一水泵的冷却水对所述电池系统进行冷却，随后通过所述第一三通阀在所述第二通道中移动且被引入到所述第二水泵中，并且所述第二水泵的冷却水对所述电力电子组件进行冷却且随后在所述第一通道中移动以通过所述第二三通阀在所述第三通道中移动，以通过所述散热器被冷却，并且随后在所述第一通道中移动以便再次穿过所述第一水泵被供应到所述电池系统。
5.根据权利要求2所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统进行冷却：
控制所述第一水泵和所述制冷器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端以及所述第二三通阀的第一端和第三端打开，
使得所述第一水泵的冷却水对所述电池系统进行冷却，并且经加热的冷却水通过所述第一三通阀在所述第一通道中移动，且通过所述第二三通阀在所述第三通道中移动，以通过所述散热器被冷却，并且随后穿过所述制冷器以便再次进行冷却且随后在所述第一通道中移动以再次穿过所述第一水泵被供应到所述电池系统。
6.根据权利要求2所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统和所述电力电子组件进行冷却：
控制所述第一水泵、所述第二水泵和所述制冷器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第三端以及所述第二三通阀的第一端和第三端打开，
使得所述第一水泵的冷却水对所述电池系统进行冷却，并且随后通过所述第一三通阀在所述第二通道中移动以便利用所述第二水泵对所述电力电子组件进行冷却，并且经加热的冷却水在所述第一通道中移动以通过所述第二三通阀在所述第三通道中移动，以通过所述散热器被冷却，随后穿过所述制冷器以再次进行冷却，并且随后在所述第一通道中移动以再次穿过所述第一水泵被供应到所述电池系统。
7.根据权利要求2所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统进行加热：
控制所述第一水泵和所述电池加热器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端以及所述第二三通阀的第一端和第二端打开，
使得所述第一水泵的冷却水穿过所述电池加热器以被加热且随后被引入到所述电池系统中以对所述电池系统加热，并且通过所述第一三通阀和所述第二三通阀在所述第一通道中循环以再次穿过所述第一水泵，以便穿过所述电池加热器被供应到所述电池系统。
8.根据权利要求1所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述散热器的后方设有从所述第三通道分支出来形成闭合回路的第四通道，所述第四通道设有所述制冷器，并且所述第三通道和所述第四通道汇合的位置设有第三三通阀，所述第三三通阀包括：
第一端，从所述散热器排出的冷却水被引入到所述第一端中，
第二端，冷却水通过所述第二端被引入到所述制冷器中，以及
第三端，冷却水通过所述第三端从所述制冷器排出。
9.根据权利要求8所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统进行冷却：
控制所述第一水泵接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端、所述第二三通阀的第一端和第三端以及所述第三三通阀的第一端和第三端打开，
使得所述第一水泵的冷却水对所述电池系统进行冷却，经加热的冷却水通过所述第一三通阀在所述第一通道中移动且通过所述第二三通阀引入到所述第三通道中以通过所述散热器被冷却，随后通过所述第三三通阀在所述第一通道中移动以再次穿过所述第一水泵被供应到所述电池系统。
10.根据权利要求8所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统和所述电力电子组件进行冷却：
控制所述第一水泵和所述第二水泵接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第三端、所述第二三通阀的第一端和第三端以及所述第三三通阀的第一端和第三端打开，
使得所述第一水泵的冷却水对所述电池系统进行冷却，并且随后通过所述第一三通阀在所述第二通道中移动且被引入到所述第二水泵中，并且所述第二水泵的冷却水对所述电力电子组件进行冷却且随后在所述第一通道中移动以通过所述第二三通阀在所述第三通道中移动，以通过所述散热器被冷却，随后通过所述第三三通阀在所述第一通道中移动以再次穿过所述第一水泵被供应到所述电池系统。
11.根据权利要求8所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统进行冷却：
控制所述第一水泵和所述制冷器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端、所述第二三通阀的第一端和第三端以及所述第三三通阀的第一端和第二端打开，
使得所述第一水泵的冷却水对所述电池系统进行冷却，经加热的冷却水通过所述第一三通阀在所述第一通道中移动，且通过所述第二三通阀在所述第三通道中移动以通过所述散热器被冷却，随后通过所述第三三通阀被引入到所述第四通道中以穿过所述制冷器再次进行冷却，并且随后在所述第一通道中移动以再次穿过所述第一水泵被供应到所述电池系统。
12.根据权利要求8所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统和所述电力电子组件进行冷却：
控制所述第一水泵、所述第二水泵和所述制冷器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第三端、所述第二三通阀的第一端和第三端以及所述第三三通阀的第一端和第二端打开，
使得所述第一水泵的冷却水对所述电池系统进行冷却，随后通过所述第一三通阀在所述第二通道中移动以利用所述第二水泵对所述电力电子组件进行冷却，经加热的冷却水在所述第一通道中移动以通过所述第二三通阀在所述第三通道中移动，以通过所述散热器被冷却，随后通过所述第三三通阀被引入到所述第四通道中，以再次穿过所述第一水泵被供应到所述电池系统。
13.根据权利要求8所述的水冷型冷却-加热系统，其中所述控制器被配置成通过以下操作对所述电池系统进行加热：
控制所述第一水泵和所述电池加热器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端以及所述第二三通阀的第一端和第二端打开，
使得所述第一水泵的冷却水穿过所述电池加热器以被加热，且随后被引入到所述电池系统中以对所述电池系统进行加热，并且通过所述第一三通阀和所述第二三通阀在所述第一通道中循环以再次穿过所述第一水泵，以便穿过所述电池加热器被供应到所述电池系统。
14.一种用于冷却或加热电池系统以及冷却电力电子组件的水冷型冷却-加热系统，所述系统包括：
第一水泵、电池加热器以及所述电池系统，其按序布置以形成被配置成使冷却水循环的第一通道；
第二水泵和所述电力电子组件，其按序布置以形成第二通道，所述第二通道被配置成从所述第一通道分支出来，并且具有与所述第一通道并联的结构；
散热器和制冷器，其布置成形成第三通道以使冷却水移动，所述第三通道被配置成从所述第一通道分支出来，并且具有与所述第一通道并联的结构；
第一三通阀，其被配置成布置在所述电池系统与所述第二水泵之间、所述第一通道和所述第二通道汇合的位置处，所述第一三通阀包括：
第一端，从所述电池系统排出的冷却水被引入到所述第一端中，
第二端，冷却水通过所述第二端被排放到所述第一通道，以及
第三端，冷却水通过所述第三端排放到所述第一水泵，
以便选择性地使冷却水移动；
第二三通阀，其被配置成布置在所述第一通道和所述第三通道汇合的位置处，所述第二三通阀包括：
第一端，冷却水从所述第一通道被引入到所述第一端中，
第二端，冷却水通过所述第二端被排放到所述第一通道，以及
第三端，冷却水通过所述第三端排放到所述第三通道，
以便选择性地使冷却水移动；以及
控制器，其被配置成：
单独控制所述第一水泵、所述第二水泵、所述电池加热器和所述制冷器，并且
单独控制所述第一三通阀和所述第二三通阀。
15.根据权利要求14所述的水冷型冷却-加热系统，其中当所述电池系统需要被冷却时，所述控制器被配置成：
控制所述第一水泵接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端以及所述第二三通阀的第一端和第三端打开。
16.根据权利要求14所述的水冷型冷却-加热系统，其中当所述电池系统和所述电力电子组件需要被冷却时，所述控制器被配置成：
控制所述第一水泵和所述第二水泵接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第三端以及所述第二三通阀的第一端和第三端打开。
17.根据权利要求14所述的水冷型冷却-加热系统，其中当所述电池系统需要被冷却时，所述控制器被配置成：
控制所述第一水泵和所述制冷器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端以及所述第二三通阀的第一端和第三端打开。
18.根据权利要求14所述的水冷型冷却-加热系统，其中当所述电池系统和所述电力电子组件需要被冷却时，所述控制器被配置成：
控制所述第一水泵、所述第二水泵和所述制冷器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第三端以及所述第二三通阀的第一端和第三端打开。
19.根据权利要求14所述的水冷型冷却-加热系统，其中当所述电池系统需要被加热时，所述控制器被配置成：
控制所述第一水泵和所述电池加热器接通，以及
控制所述第一三通阀的第一端和第二端以及所述第二三通阀的第一端和第二端打开。
20.一种用于对车辆中的电源组件进行冷却或加热的冷却-加热系统的方法，所述方法包括以下步骤：
通过第一通道使冷却水循环，所述第一通道通过按顺序布置第一水泵、电池加热器和所述电池系统而形成；
将冷却水分支到第二通道中，所述第二通道通过按顺序布置第二水泵和所述电力电子组件而形成，所述第二通道具有与所述第一通道并联的结构；
通过第三通道移动冷却水，所述第三通道包括散热器和制冷器，所述第三通道从所述第一通道分支出来并且具有与所述第一通道并联的结构；
在所述电池系统与所述第二水泵之间、所述第一通道和所述第二通道汇合的位置处使用第一三通阀，所述第一三通阀包括：
第一端，从所述电池系统排出的冷却水被引入到所述第一端中，
第二端，冷却水通过所述第二端排放到所述第一通道，以及
第三端，冷却水通过所述第三端排放到所述第一水泵，
以便选择性地使冷却水移动；
在所述第一通道和所述第三通道汇合的位置处使用第二三通阀，所述第二三通阀包括：
第一端，冷却水从所述第一通道被引入到所述第一端中，
第二端，冷却水通过所述第二端被排放到所述第一通道，以及
第三端，冷却水通过所述第三端被排放到所述第三通道，
以便选择性地使冷却水移动；
使用控制器单独控制所述第一水泵、所述第二水泵、所述电池加热器和所述制冷器；以及
使用所述控制器单独控制所述第一三通阀和所述第二三通阀。
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