CN110481268A - 一种新能源汽车的热能管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的热能管理系统，包括热能控制模块、余热利用模块、换热器组模块以及热能转化模块，本发明在车内设置若干热传感器，通过操作系统内的显示屏可以直观的观测出车内温度分布情况，然后根据使用者对意愿选择性的切换人工控制或是系统控制，提高了该系统使用的灵活性；余热利用模块在使用时，对发热器件的表面进行散热处理的同时，还可以将该部分热量送入到位于室外的换热器表面，从而避免该换热器表面霜结现象的产生；利用热气流上升的原理，结合位于车体后部底端管道的位置设计，使得位于后侧的散热风扇能够将车内底部冷却的气体，送入到发热器件表面，促进其散热。

Description

一种新能源汽车的热能管理系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，特别涉及一种新能源汽车的热能管理系统。
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。
新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。
现有的新能源汽车大多使用电池组作为动力源，但是现有在对汽车内部热能管理上还存在部分欠缺，比如在余热利用方面，对车内元件散热处理后的热量散失，无法得到再次利用，同时当车内温度达到预设值时，车内整个空间的温度较为均匀，位于下方的空气最先冷却，冷却后的气体得不到利用。
因此，本领域技术人员提供了一种新能源汽车的热能管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新能源汽车的热能管理系统，通过在车内设置若干热传感器，通过操作系统内的显示屏可以直观的观测出车内温度分布情况，然后根据使用者对意愿选择性的切换人工控制或是系统控制，均通过操控压缩机来控制制热功率，提高了该系统使用的灵活性；余热利用模块在使用时，对发热器件的表面进行散热处理的同时，还可以将该部分热量送入到位于室外的换热器表面，从而避免该换热器表面霜结现象的产生；利用热气流上升的原理，结合位于车体后部底端管道的位置设计，使得位于后侧的散热风扇能够将车内底部冷却的气体，送入到发热器件表面，促进其散热；使用的压缩机是电动机与压缩机的一体化产品，两者共用同一主轴，同时具有结构紧凑、可靠性高和排液连续的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种新能源汽车的热能管理系统，包括热能控制模块、余热利用模块、换热器组模块以及热能转化模块，所述余热利用模块、换热器组模块以及热能转化模块均与热能控制模块电控连接；
所述热能控制模块用于对整个系统的热能分布进行监控同时通过操作系统对车内温度进行调控；
所述余热利用模块用于对车内元件散热后的热能集中利用；
所述换热器组模块用于对车内外分别进行放热和吸热，持续为车内提供热能；
所述热能转化模块内设有整个系统的核心元件，包括阀门单元、分离过滤单元和压缩机。
优选的，所述热能控制模块内使用的若干热传感器在车内均匀分布，用于监控车内各个位置的热能分布，所述操作系统包括LCD触屏显示屏和内置的单片机。
优选的，所述余热利用模块包括风扇组单元和散热器件单元，且风扇组单元包括两组散热风扇，所述散热器件单元包括电机和电池组。
优选的，两组所述散热风扇安装于散热器件的前后两侧，位于后侧的散热风扇与位于车体后部底端的管道连通。
优选的，所述换热器组模块包括室内换热单元和室外换热单元，且两个换热单元均采用微通道平行流换热器，该换热器既可以是冷凝器有可以是蒸发器。
优选的，所述阀门单元包括四通阀和膨胀阀，所述四通阀由电磁先导阀和四通主阀通过导向毛细管连接构成，用于控制冷却液的流向从而转换制冷制热模式，所述膨胀阀采用电子膨胀阀，用于确定温度调节范围、控制精度以及对过热度进行控制。
优选的，分离过滤单元包括分离器和过滤器，分别用于对介质进行气液分离和压缩机压缩得到的介质流体进行过滤处理。
优选的，所述压缩机采用电动涡旋压缩机，并直接通过导线与热能控制模块内的单片机连接。
优选的，所述电池组包括若干电芯，且电芯由正极材料、负极材料、电解液组成，所述正极材料可采用金属原子替代，所述负极材料采用钛酸锂作为负极，所述电解液采用阻燃添加剂。
与现有技术相比，本发明提供了一种新能源汽车的热能管理系统，具有如下有益效果：
1、本发明在车内设置若干热传感器，通过操作系统内的显示屏可以直观的观测出车内温度分布情况，然后根据使用者对意愿选择性的切换人工控制或是系统控制，均通过操控压缩机来控制制热功率，提高了该系统使用的灵活性；
2、本发明内的余热利用模块在使用时，对发热器件的表面进行散热处理的同时，还可以将该部分热量送入到位于室外的换热器表面，从而避免该换热器表面霜结现象的产生；利用热气流上升的原理，结合位于车体后部底端管道的位置设计，使得位于后侧的散热风扇能够将车内底部冷却的气体，送入到发热器件表面，促进其散热。
3、本发明使用的压缩机是电动机与压缩机的一体化产品，两者共用同一主轴，同时具有结构紧凑、可靠性高和排液连续的优点。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
附图说明
图1为本发明的系统结构框架示意图；
图2为本发明的系统工作原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-2所示，一种新能源汽车的热能管理系统，包括热能控制模块、余热利用模块、换热器组模块以及热能转化模块，余热利用模块、换热器组模块以及热能转化模块均与热能控制模块电控连接；
热能控制模块用于对整个系统的热能分布进行监控同时通过操作系统对车内温度进行调控；
余热利用模块用于对车内元件散热后的热能集中利用；
换热器组模块用于对车内外分别进行放热和吸热，持续为车内提供热能；
热能转化模块内设有整个系统的核心元件，包括阀门单元、分离过滤单元和压缩机。
参照图1所示，热能控制模块内使用的若干热传感器在车内均匀分布，用于监控车内各个位置的热能分布，操作系统包括LCD触屏显示屏和内置的单片机。
上述提及的单片机型号为STC89C516RD单片机，内设可编程的程序性语言，从而使得该系统实现流程化的系列性控制动作。
通过采用上述的技术方案，在车内设置若干热传感器，通过操作系统内的显示屏可以直观的观测出车内温度分布情况，然后根据使用者对意愿选择性的切换人工控制或是系统控制，均通过操控压缩机来控制制热功率，提高了该系统使用的灵活性。
该处使用者的意愿为根据不同使用者对温度变化的敏感度进行主观判断是否温度适中或是温度过高过低的感受情况，继而进行后续的人工控制。
参照图1-2所示，余热利用模块包括风扇组单元和散热器件单元，且风扇组单元包括两组散热风扇，散热器件单元包括电机和电池组。
电池组包括若干电芯，且电芯由正极材料、负极材料、电解液组成，正极材料采用金属原子替代，可提高正极材料的热稳定性，负极材料采用钛酸锂作为负极，该材料可提高负极的安全性能，电解液采用阻燃添加剂。
参照图2所示，两组散热风扇安装于散热器件的前后两侧，位于后侧的散热风扇与位于车体后部底端的管道连通。
通过采用上述技术方案，余热利用模块在使用时，对发热器件的表面进行散热处理的同时，还可以将该部分热量送入到位于室外的换热器表面，从而避免该换热器表面霜结现象的产生；利用热气流上升的原理，结合位于车体后部底端管道的位置设计，使得位于后侧的散热风扇能够将车内底部冷却的气体，送入到发热器件表面，促进其散热。
参照图1-2所示，换热器组模块包括室内换热单元和室外换热单元，且两个换热单元均采用微通道平行流换热器，该换热器既可以是冷凝器有可以是蒸发器。
上述提及的微通道平行流冷凝器是一种全铝材料制造的换热器，采用紧凑式结构设计，并由多孔扁管和波纹型百叶窗翅片组成。
制冷剂在铝质扁管内的多个微孔道内流动，微通道的直径为0.3-1.5mm，为了减小制冷剂阻力，将多个铝扁管并联于两集流管之间，集管内用隔板将每个流程隔开，不同流程设置管数可以不同，使用者可根据使用情况进行配置。
参照图1-2所示，阀门单元包括四通阀和膨胀阀，四通阀由电磁先导阀和四通主阀通过导向毛细管连接构成，用于控制冷却液的流向从而转换制冷制热模式，膨胀阀采用电子膨胀阀，用于确定温度调节范围、控制精度以及对过热度进行控制。
参照图1-2所示，分离过滤单元包括分离器和过滤器，分别用于对介质进行气液分离和压缩机压缩得到的介质流体进行过滤处理。
参照图2所示，压缩机采用电动涡旋压缩机，并直接通过导线与热能控制模块内的单片机连接。
上述使用的压缩机是电动机与压缩机的一体化产品，两者共用同一主轴，同时具有结构紧凑、可靠性高和排液连续的优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理和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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：包括热能控制模块、余热利用模块、换热器组模块以及热能转化模块，所述余热利用模块、换热器组模块以及热能转化模块均与热能控制模块电控连接；
所述热能控制模块用于对整个系统的热能分布进行监控同时通过操作系统对车内温度进行调控；
所述余热利用模块用于对车内元件散热后的热能集中利用；
所述换热器组模块用于对车内外分别进行放热和吸热，持续为车内提供热能；
所述热能转化模块内设有整个系统的核心元件，包括阀门单元、分离过滤单元和压缩机。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：所述热能控制模块内使用的若干热传感器在车内均匀分布，用于监控车内各个位置的热能分布，所述操作系统包括LCD触屏显示屏和内置的单片机。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：所述余热利用模块包括风扇组单元和散热器件单元，且风扇组单元包括两组散热风扇，所述散热器件单元包括电机和电池组。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：两组所述散热风扇安装于散热器件的前后两侧，位于后侧的散热风扇与位于车体后部底端的管道连通。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：所述换热器组模块包括室内换热单元和室外换热单元，且两个换热单元均采用微通道平行流换热器，该换热器既可以是冷凝器有可以是蒸发器。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：所述阀门单元包括四通阀和膨胀阀，所述四通阀由电磁先导阀和四通主阀通过导向毛细管连接构成，用于控制冷却液的流向从而转换制冷制热模式，所述膨胀阀采用电子膨胀阀，用于确定温度调节范围、控制精度以及对过热度进行控制。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：分离过滤单元包括分离器和过滤器，分别用于对介质进行气液分离和压缩机压缩得到的介质流体进行过滤处理。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：所述压缩机采用电动涡旋压缩机，并直接通过导线与热能控制模块内的单片机连接。
9.根据权利要求3所述的一种新能源汽车的热能管理系统，其特征在于：所述电池组包括若干电芯，且电芯由正极材料、负极材料、电解液组成，所述正极材料可采用金属原子替代，所述负极材料采用钛酸锂作为负极，所述电解液采用阻燃添加剂。
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