CN108544901A - 一种热能综合利用的新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热能综合利用的新能源汽车，属于新能源汽车技术领域，目的是解决现有新能源汽车取暖、制热时电能消耗大、影响续航里程的技术问题，本发明采用的技术方案为：电池温度控制系统、电机温度控制系统、电机控制器温度控制系统、汽车空调系统、玻璃除霜系统之间有若干条内部通有导热介质的空心冷却管连接，各系统均电连接于汽车控制系统，每根空心冷却管上均设置有可以由汽车控制系统控制的电控流量调节阀，汽车控制系统根据各系统所需的温度和实际的温度，通过控制设置在空心冷却管上的相应电控流量调节阀来控制导热介质的流量，空心冷却管在系统各自需要进行温度控制的部位以多线螺旋状分布。

Description

一种热能综合利用的新能源汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种热能综合利用的新能源汽车。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
现有技术中的新能源汽车相对于常规的燃料汽车而言在制热方面存在一定的不足，常规的燃料汽车发动机工作时燃料所含热能只有一部分转变为推进功，其余部分以热能或动能形式损失掉，因此需要制热时，只需将这部分热能加以利用即可，而新能源汽车，尤其是纯电动车，取暖多采用电阻制热的方式，这在北方的冬季，需要频繁除霜、取暖的情况下电量消耗极大，影响续航里程，即使采用了热泵空调等新技术，与常规的燃料汽车相比仍然差距较大，制热消耗的电量直接影响了新能源汽车的续航里程，同时，电池组、电机、电机控制器等部件由于需要保持在一定的工作温度范围内，需要设置散热装置来散热，尤其是电池组，由于工作温度范围窄，需要设置单独的散热、加热系统，根据散热量的不同，还会采用风、水、冷却液等不同的导热介质，不同导热介质之间又需要设置独立的循环和控制系统，结构复杂，且利用不充分，针对这种现状，有必要提供一种热能综合利用的新能源汽车，以最大程度的减少取暖、制热时造成的电能浪费，增加新能源汽车续航能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热能综合利用的新能源汽车，以解决现有技术中新能源汽车取暖、制热时电能消耗大、影响续航里程的技术问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种热能综合利用的新能源汽车，包括汽车控制系统、电池温度控制系统、电机温度控制系统、电机控制器温度控制系统、汽车空调系统、玻璃除霜系统，其特征在于：所述电池温度控制系统、电机温度控制系统、电机控制器温度控制系统、汽车空调系统、玻璃除霜系统之间有若干条内部通有导热介质的空心冷却管连接，所述电池温度控制系统、电机温度控制系统、电机控制器温度控制系统、汽车空调系统、玻璃除霜系统均电连接于汽车控制系统，连接所述电池温度控制系统、电机温度控制系统、电机控制器温度控制系统、汽车空调系统、玻璃除霜系统的每根内部通有导热介质的空心冷却管上均设置有可以由汽车控制系统控制的电控流量调节阀，汽车控制系统根据所述电池温度控制系统、电机温度控制系统、电机控制器温度控制系统、汽车空调系统、玻璃除霜系统各自所需的温度和实际的温度，通过控制设置在空心冷却管上的相应电控流量调节阀来控制流经所述电池温度控制系统、电机温度控制系统、电机控制器温度控制系统、汽车空调系统、玻璃除霜系统的不同导热介质的流量，所述空心冷却管在所述电池温度控制系统、电机温度控制系统、电机控制器温度控制系统、汽车空调系统、玻璃除霜系统各自需要进行温度控制的部位以多线螺旋状分布。上述技术方案通过若干条内部通有导热介质的空心冷却管连接汽车上的不同温度控制系统，既充分利用，又相互隔离，根据导热介质的效率不同，既可以实现温差较大时的快速调节，也可以实现温度范围小的精确调节，多线螺旋状分布的空心冷却管可以增大接触面积，同时保证了导热效果的一致性，避免局部过热。
作为优选，所述空心冷却管有三条，所述导热介质为冷却液、水和空气。三种常用的导热介质可以满足不同的导热要求，再通过流量控制，可以实现较大范围内的温度控制需求，使所述热能综合利用的新能源汽车可以适应更严苛的环境。
作为优选，所述汽车空调系统采用空气源热泵。采用空气源热泵可以用较少的能源消耗实获取较多的热能，可以进一步降低消耗。
作为优选，所述电池温度控制系统采用PTC(Positive TemperatureCoefficient)电加热器进行制热。采用PTC电加热器可以降低汽车控制系统的控制难度，在严苛环境或汽车刚启动的阶段使电池温度控制系统更快达到工作温度。
作为进一步改进，所述热能综合利用的新能源汽车为燃料电池汽车，在其废气排放管周围设置有管壳式换热器，所述管壳式换热器的管束与空心冷却管相连。
作为进一步改进，所述热能综合利用的新能源汽车为燃料电池汽车，在其废气排放管周围设置有温差发电装置，利用高温废气进行发电。
本发明所取得的有益效果是：实现了新能源汽车的热能综合利用，降低了新能源汽车取暖、制热时的电能消耗、有效延长了续航里程。
本次发明提供了完整的技术方案，解决了现有技术中新能源汽车取暖、制热时电能消耗大、影响续航里程的技术问题，取得了明显的技术效果，与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1是本发明第一具体实施例的温度管理系统连接关系示意图；
图2是本发明空心冷却管以多线螺旋状分布的其中一种具体实施例；
图3是本发明第二具体实施例的温度管理系统连接关系示意图；
附图标记：汽车控制系统1、空心冷却管2、导热介质3、电控流量调节阀4、管壳式换热器5、电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15、第一空心冷却管21、第二空心冷却管22、第三空心冷却管23、第一导热介质31、第二导热介质32、第三导热介质33。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型，本领域技术人员应在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，是本发明的第一具体实施例，一种热能综合利用的新能源汽车的具体实施例，包括汽车控制系统1、电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15，本具体实施例中的电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15之间有三条内部通有导热介质3的空心冷却管2连接，分别为第一空心冷却管21、第二空心冷却管22、第三空心冷却管23，空心冷却管2内的导热介质3分别为第一导热介质31、第二导热介质32、第三导热介质33，本具体实施例中的第一导热介质31为冷却液，本具体实施例中的第二导热介质32为水，本具体实施例中的第三导热介质33为空气，本具体实施例中的电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15均电连接于汽车控制系统1，本具体实施例中的所述电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15的每根内部通有导热介质3的空心冷却管2上均设置有可以由汽车控制系统1控制的电控流量调节阀4，汽车控制系统1根据所述电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15各自所需的温度和实际的温度，通过控制设置在空心冷却管2上的相应电控流量调节阀4来控制流经所述电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15的不同导热介质3的流量，如图2所示，本具体实施例中的空心冷却管2在所述电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15各自需要进行温度控制的部位以多线螺旋状分布，本具体实施例中的汽车空调系统14采用空气源热泵。所述本具体实施例中的电池温度控制系统11采用PTC(Positive TemperatureCoefficient)电加热器进行制热。本具体实施例中的新能源汽车为燃料电池汽车，在其废气排放管周围设置有管壳式换热器5，所述管壳式换热器5的管束与空心冷却管2相连。
上述具体实施例在使用时，如果环境温度低于电池工作温度，同时需要对前窗玻璃进行除霜，还要使乘客舱温度升高到舒适的温度，此时就可以启动汽车，PTC(PositiveTemperature Coefficient)电加热器首先工作对电池进行预热，随后燃料电池工作产生废气排放，管壳式换热器5的管束与空心冷却管2相连产生热能循环，汽车控制系统1根据需要控制各系统的升温速度，空气源热泵启动对乘客舱进行加提温，相较现有技术而言，热能得到了最大程度的利用，升温等待的时间也会缩短，同时减少了电量消耗，产生了提高续航里程的技术效果。
如图3所示，是本发明的第二具体实施例，一种热能综合利用的新能源汽车的具体实施例，包括汽车控制系统1、电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15，本具体实施例中的电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15之间有三条内部通有导热介质3的空心冷却管2连接，分别为第一空心冷却管21、第二空心冷却管22、第三空心冷却管23，空心冷却管2内的导热介质3分别为第一导热介质31、第二导热介质32、第三导热介质33，本具体实施例中的第一导热介质31为冷却液，本具体实施例中的第二导热介质32为水，本具体实施例中的第三导热介质33为空气，本具体实施例中的电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15均电连接于汽车控制系统1，本具体实施例中的所述电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15的每根内部通有导热介质3的空心冷却管2上均设置有可以由汽车控制系统1控制的电控流量调节阀4，汽车控制系统1根据所述电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15各自所需的温度和实际的温度，通过控制设置在空心冷却管2上的相应电控流量调节阀4来控制流经所述电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15的不同导热介质3的流量，如图2所示，本具体实施例中的空心冷却管2在所述电池温度控制系统11、电机温度控制系统12、电机控制器温度控制系统13、汽车空调系统14、玻璃除霜系统15各自需要进行温度控制的部位以多线螺旋状分布，本具体实施例中的汽车空调系统14采用空气源热泵。所述本具体实施例中的电池温度控制系统11采用PTC(Positive TemperatureCoefficient)电加热器进行制热。本具体实施例中的新能源汽车为燃料电池汽车，在其废气排放管周围设置有温差发电装置，利用高温废气进行发电。
上述具体实施例在使用时，如果环境温度低于电池工作温度，同时需要对前窗玻璃进行除霜，还要使乘客舱温度升高到舒适的温度，此时就可以启动汽车，PTC(PositiveTemperature Coefficient)电加热器首先工作对电池进行预热，随后燃料电池工作产生废气排放，温差发电装置利用高温废气进行发电，汽车控制系统1根据需要控制各系统的升温速度，空气源热泵启动对乘客舱进行加提温，相较现有技术而言，热能得到了最大程度的利用，升温等待的时间也会缩短，同时减少了电量消耗，产生了提高续航里程的技术效果。
需要说明的是：虽然上述两个具体实施例都采用的是三条内部通有导热介质3的空心冷却管2和三种导热介质3，但也可采取两条空心冷却管2和两种导热介质3，如只用水和冷却液、用两种不同的冷却液等，也可采取四条或更多条空心冷却管2和相应数量的导热介质3，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种热能综合利用的新能源汽车，包括汽车控制系统(1)、电池温度控制系统(11)、电机温度控制系统(12)、电机控制器温度控制系统(13)、汽车空调系统(14)、玻璃除霜系统(15)，
其特征在于：所述电池温度控制系统(11)、电机温度控制系统(12)、电机控制器温度控制系统(13)、汽车空调系统(14)、玻璃除霜系统(15)之间有若干条内部通有导热介质(3)的空心冷却管(2)连接；
所述电池温度控制系统(11)、电机温度控制系统(12)、电机控制器温度控制系统(13)、汽车空调系统(14)、玻璃除霜系统(15)均电连接于汽车控制系统(1)，连接所述电池温度控制系统(11)、电机温度控制系统(12)、电机控制器温度控制系统(13)、汽车空调系统(14)、玻璃除霜系统(15)的每根内部通有导热介质(3)的空心冷却管(2)上均设置有可以由汽车控制系统(1)控制的电控流量调节阀(4)；
汽车控制系统(1)根据所述电池温度控制系统(11)、电机温度控制系统(12)、电机控制器温度控制系统(13)、汽车空调系统(14)、玻璃除霜系统(15)各自所需的温度和实际的温度，通过控制设置在空心冷却管(2)上的相应电控流量调节阀(4)来控制流经所述电池温度控制系统(11)、电机温度控制系统(12)、电机控制器温度控制系统(13)、汽车空调系统(14)、玻璃除霜系统(15)的不同导热介质(3)的流量；
所述空心冷却管(2)在所述电池温度控制系统(11)、电机温度控制系统(12)、电机控制器温度控制系统(13)、汽车空调系统(14)、玻璃除霜系统(15)各自需要进行温度控制的部位以多线螺旋状分布。
2.根据权利要求1所述的一种热能综合利用的新能源汽车，其特征在于：所述空心冷却管(2)有三条，所述导热介质(3)为冷却液、水和空气。
3.根据权利要求1或2所述的一种热能综合利用的新能源汽车，其特征在于：所述汽车空调系统(14)采用空气源热泵。
4.根据权利要求1或2所述的一种热能综合利用的新能源汽车，其特征在于：所述电池温度控制系统(11)采用PTC电加热器进行制热。
5.根据权利要求1或2所述的一种热能综合利用的新能源汽车，其特征在于：所述热能综合利用的新能源汽车为燃料电池汽车，在其废气排放管周围设置有管壳式换热器(5)，所述管壳式换热器(5)的管束与空心冷却管(2)相连。
6.根据权利要求1或2所述的一种热能综合利用的新能源汽车，其特征在于：所述热能综合利用的新能源汽车为燃料电池汽车，在其废气排放管周围设置有温差发电装置，利用高温废气进行发电。
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