CN109094356B - 一种电动汽车热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动汽车热管理系统，包括：散热器、电子水泵、电机水套、电机控制器水套和充电机水套。所述电子水泵通过液冷循环管路与所述电机水套、所述电机控制器水套、所述充电机水套连接。所述散热器设置在所述液冷循环管路上，在所述电子水泵运转时，所述散热器通过所述液冷循环管路内的冷却液对所述电机水套、所述电机控制器水套和所述充电机水套进行热交换。本发明能提高电动汽车热平衡效率和节能性能，减少生产成本。

Description

一种电动汽车热管理系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车热管理系统。
背景技术
热管理技术是纯电动汽车的核心技术之一，目前国内绝大多数纯电动汽车热管理系统都可以分为电池热管理系统、电驱动热管理系统和空调热管理系统三部分。纯电动汽车整车热管理系统的功用即是使驱动电机、驱动电机控制器、充电机、动力电池等部件在所有工况下都保持在适当的温度范围内。驱动电机得不到有效的冷却，电机的内部温度不断升高会导致电机效率下降，严重情况下温度过高会造成电机内部的线圈烧蚀甚至导致线圈短路而使电机损坏；另外，多数电机内部均有磁性材料，温度过高会导致磁性材料稳定性下降，磁性降低甚至磁性消失，也会导致电机损坏。电池系统在较低温度条件下，性能衰减严重，无法输出足够功率驱动电机正常工作，因此要让电池、电机系统稳定可靠工作，必须要有一套合理有效的整车热管系统。目前电动车热管理系统方案为电池热管理系统与电驱动热管理系统独立设计，这种设计方式占用空间大、成本高，且热管理系统工作效率不高、节能效果差。
发明内容
本发明提供一种电动汽车热管理系统，解决现有电动汽车对动力电池和电驱动设备的热管理系统相互独立，易造成制冷效率低、成本高的问题，能提高电动汽车热平衡效率和节能性能，减少生产成本。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种电动汽车热管理系统，包括：散热器、电子水泵、电机水套、电机控制器水套和充电机水套；
所述电子水泵通过液冷循环管路与所述电机水套、所述电机控制器水套、所述充电机水套连接；
所述散热器设置在所述液冷循环管路上，在所述电子水泵运转时，所述散热器通过所述液冷循环管路内的冷却液对所述电机水套、所述电机控制器水套和所述充电机水套进行热交换；
所述电机水套用于将电机运转产生的热量通过热传导给冷却液；
所述电机控制器水套用于将电机控制器产生的热量热传导给冷却液；
所述充电机水套用于将充电机产生的热量热传导给冷却液。
优选的，还包括：动力电池液冷装置；
所述动力电池液冷装置通过所述液冷循环管路与所述电子水泵相连，在所述电子水泵运转时，所述冷却液通过所述液冷循环管路在所述动力电池液冷装置内循环流动。
优选的，还包括：整车控制器和第一温度传感器；
所述整车控制器与所述电子水泵和第一温度传感器信号连接，所述第一温度传感器用于检测动力电池的电池温度；
在所述电池温度大于第一温度阈值时，所述整车控制器控制所述电子水泵运转，使冷却液在在所述动力电池液冷装置内循环。
优选的，还包括：第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；
所述整车控制器分别与所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器信号连接；
所述第二温度传感器用于检测电机温度，所述第三温度传感器用于检测电机控制器的IGBT温度，所述第四温度传感器用于检测充电机温度；
在所述电机温度、电机控制器温度或所述充电机温度大于第二温度阈值时，所述整车控制器控制所述电子水泵运转，使冷却液在液冷循环管路循环流动，并通过所述散热器散热，其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。
优选的，还包括：散热风扇和第五温度传感器；
所述整车控制器分别与所述散热风扇和所述第五温度传感器信号连接，所述散热风扇设置在所述散热器的一侧，所述第五温度传感器用于检测所述散热器的出水口温度；
在所述出水口温度大于第三温度阈值时，所述整车控制器控制所述散热风扇运转，以使所述散热风扇对所述散热器进行风冷。
优选的，还包括：热交换器和控制阀；
所述热交换器设置在冷却液循环管路上，所述热交换器用于汽车空调的冷媒与冷却液循环管路的冷却液进行热交换；
在所述出水口温度大于第四温度阈值时，所述整车控制器控制所述控制阀打开阀门，使冷媒进入所述热交换器与冷却液进行热交换，其中，所述第四温度阈值大于所述第三温度阈值。
优选的，还包括：膨胀水壶；
所述膨胀水壶设置在所述冷却液循环管路上，用于加注冷却液和排放管内气体。
优选的，所述电子水泵为变频水泵；
所述整车控制器根据所述电池温度、所述电机温度、所述IGBT温度和所述充电机温度计算得到热平衡需要的冷却液流量，并根据所述冷却液流量控制所述电子水泵的转速，以使冷却液的循环流速达到热平衡需求。
本发明提供一种电动汽车热管理系统，通过冷却液循环管路连接电机水套、电机控制器水套和充电机水套，并将电子水泵和散热器设置在冷却液循环管路上，在电子水泵运转时，冷却液循环制冷并通过散热器进行散热。解决现有电动汽车对动力电池和电驱动设备的热管理系统相互独立，易造成制冷效率低、成本高的问题，能提高电动汽车热平衡效率和节能性能，减少生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本发明提供的一种电动汽车热管理系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前电动汽车对动力电池和电驱动系统的热管理，存在成本高效率低的问题，本发明提供一种电动汽车热管理系统，通过冷却液循环管路连接电机水套、电机控制器水套和充电机水套，并将电子水泵和散热器设置在冷却液循环管路上，在电子水泵运转时，冷却液循环制冷并通过散热器进行散热。解决现有电动汽车对动力电池和电驱动设备的热管理系统相互独立，易造成制冷效率低、成本高的问题，能提高电动汽车热平衡效率和节能性能，减少生产成本。
如图1所示，一种电动汽车热管理系统，包括：散热器、电子水泵、电机水套、电机控制器水套和充电机水套。所述电子水泵通过液冷循环管路与所述电机水套、所述电机控制器水套、所述充电机水套连接。所述散热器设置在所述液冷循环管路上，在所述电子水泵运转时，所述散热器通过所述液冷循环管路内的冷却液对所述电机水套、所述电机控制器水套和所述充电机水套进行热交换。所述电机水套用于将电机运转产生的热量通过热传导给冷却液。所述电机控制器水套用于将电机控制器产生的热量热传导给冷却液。所述充电机水套用于将充电机产生的热量热传导给冷却液。
具体地，电子水泵运转使冷却液通过冷却液循环管路在所述电机水套、电机控制器水套和充电机水套循环流转，以达到制冷目的。同时，冷却液通过散热器与外界空气进行热交换，使冷却液的温度下降。需要说明的是，电机水套、电机控制器水套和充电机水套可以是设置同一个循环回路，也可以设置成多个循环回路。通过冷却液循环流转，能使电动汽车的电驱动系统散热效率提高，避免出现多个制冷系统，以减少生产成本。
该系统还包括：动力电池液冷装置，所述动力电池液冷装置通过所述液冷循环管路与所述电子水泵相连，在所述电子水泵运转时，所述冷却液通过所述液冷循环管路在所述动力电池液冷装置内循环流动。
在实际应用中，动力电池液冷装置可采用热交换器，也可以用扁管环绕动力电池进行热交换。同时，动力电池液冷装置可以与电机水套、电机控制器水套及充电机水套串连，也可以是并联连接。
该系统还包括：整车控制器和第一温度传感器。所述整车控制器与所述电子水泵和第一温度传感器信号连接，所述第一温度传感器用于检测动力电池的电池温度。在所述电池温度大于第一温度阈值时，所述整车控制器控制所述电子水泵运转，使冷却液在在所述动力电池液冷装置内循环。
进一步，该系统还包括：第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器。所述整车控制器分别与所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器信号连接。所述第二温度传感器用于检测电机温度，所述第三温度传感器用于检测电机控制器的IGBT温度，所述第四温度传感器用于检测充电机温度。在所述电机温度、电机控制器温度或所述充电机温度大于第二温度阈值时，所述整车控制器控制所述电子水泵运转，使冷却液在液冷循环管路循环流动，并通过所述散热器散热，其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。
在实际应用中，整车控制器通过温度传感器检测各设备的设备温度，在设备温度大于设定温度时，控制电子水泵运转，使设备得到液冷降温。由于动力电池的温度较高，常将第一温度阈值可设置高于第二温度阈值。为了便于控制动力电池、电机、电机控制器和充电机的散热，可在冷却液循环管路上设置控制阀，在需要制冷时，打开对应的控制阀的阀门，使冷却液对该设备进行制冷。
更进一步，该系统还包括：散热风扇和第五温度传感器。所述整车控制器分别与所述散热风扇和所述第五温度传感器信号连接，所述散热风扇设置在所述散热器的一侧，所述第五温度传感器用于检测所述散热器的出水口温度。在所述出水口温度大于第三温度阈值时，所述整车控制器控制所述散热风扇运转，以使所述散热风扇对所述散热器进行风冷。
该系统还包括：热交换器和控制阀(图中未示出)。所述热交换器设置在冷却液循环管路上，所述热交换器用于汽车空调的冷媒与冷却液循环管路的冷却液进行热交换。在所述出水口温度大于第四温度阈值时，所述整车控制器控制所述控制阀打开阀门，使冷媒进入所述热交换器与冷却液进行热交换，其中，所述第四温度阈值大于所述第三温度阈值。
在实际应用中，为了增加制冷效果，常把汽车空调系统中的冷媒与冷却液进行热交换。通过整车控制器控制控制阀的阀门开闭，实现冷媒与热交换器的流通。当电池温度过高时，仅用冷却液对动力电池进行降温，其降温效率较低，此时，通过冷媒对冷却液的热交换，使冷却液温度降低，进而加快对动力电池的制冷。
该系统还包括：膨胀水壶；所述膨胀水壶设置在所述冷却液循环管路上，用于加注冷却液和排放管内气体。
进一步，所述电子水泵为变频水泵；所述整车控制器根据所述电池温度、所述电机温度、所述IGBT温度和所述充电机温度计算得到热平衡需要的冷却液流量，并根据所述冷却液流量控制所述电子水泵的转速，以使冷却液的循环流速达到热平衡需求。
在实际应用中，常采用PWM控制模块，在冷却液流量要求不同时，通过PWM控制模块输出不同占空比的信号，以控制电子水泵的转速来实现流量需求。
可见，本发明提供一种电动汽车热管理系统，通过冷却液循环管路与电机水套、电机控制器水套和充电机水套相连，并将电子水泵和散热器设置在冷却液循环管路上，在电子水泵运转时，冷却液循环制冷并通过散热器进行散热。解决现有电动汽车对动力电池和电驱动设备的热管理系统相互独立，易造成制冷效率低、成本高的问题，能提高电动汽车热平衡效率和节能性能，减少生产成本。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电动汽车热管理系统，其特征在于，包括：散热器、整车控制器、电子水泵、电机水套、电机控制器水套、充电机水套、动力电池液冷装置、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；
所述电子水泵通过液冷循环管路与所述电机水套、所述电机控制器水套、所述充电机水套连接；
所述散热器设置在所述液冷循环管路上，在所述电子水泵运转时，所述散热器通过所述液冷循环管路内的冷却液对所述电机水套、所述电机控制器水套和所述充电机水套进行热交换；
所述电机水套用于将电机运转产生的热量通过热传导给冷却液；
所述电机控制器水套用于将电机控制器产生的热量热传导给冷却液；
所述充电机水套用于将充电机产生的热量热传导给冷却液；
所述整车控制器与所述电子水泵和第一温度传感器信号连接，所述第一温度传感器用于检测动力电池的电池温度；
所述整车控制器分别与所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器信号连接；
所述第二温度传感器用于检测电机温度，所述第三温度传感器用于检测电机控制器的IGBT温度，所述第四温度传感器用于检测充电机温度；
所述电子水泵为变频水泵；整车控制器根据电池温度、电机温度、IGBT温度和充电机温度计算得到热平衡需要的冷却液流量，并根据所述冷却液流量控制所述电子水泵的转速，以使冷却液的循环流速达到热平衡需求；
在冷却液流量要求不同时，通过整车控制器输出不同占空比的PWM信号，以控制电子水泵的转速来实现流量需求；
在所述电池温度大于第一温度阈值时，所述整车控制器控制所述电子水泵运转，使冷却液在所述动力电池液冷装置内循环；
在所述电机温度、电机控制器温度或所述充电机温度大于第二温度阈值时，所述整车控制器控制所述电子水泵运转，使冷却液在液冷循环管路循环流动，并通过所述散热器散热，其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值；
所述动力电池液冷装置通过所述液冷循环管路与所述电子水泵相连，在所述电子水泵运转时，所述冷却液通过所述液冷循环管路在所述动力电池液冷装置内循环流动。
2.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，还包括：散热风扇和第五温度传感器；
所述整车控制器分别与所述散热风扇和所述第五温度传感器信号连接，所述散热风扇设置在所述散热器的一侧，所述第五温度传感器用于检测所述散热器的出水口温度；
在所述出水口温度大于第三温度阈值时，所述整车控制器控制所述散热风扇运转，以使所述散热风扇对所述散热器进行风冷。
3.根据权利要求2所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，还包括：热交换器和控制阀；
所述热交换器设置在冷却液循环管路上，所述热交换器用于汽车空调的冷媒与冷却液循环管路的冷却液进行热交换；
在所述出水口温度大于第四温度阈值时，所述整车控制器控制所述控制阀打开阀门，使冷媒进入所述热交换器与冷却液进行热交换，其中，所述第四温度阈值大于所述第三温度阈值。
4.根据权利要求3所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，还包括：膨胀水壶；
所述膨胀水壶设置在所述冷却液循环管路上，用于加注冷却液和排放管内气体。
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