CN110481272B - 纯电动车型热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种纯电动车型热管理系统，包括动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器支路。在各支路之间设置五通阀V1，在充电机的下游设置第一三通阀V2、在高压电加热器的上游设置第二三通阀V3、在驱动电机的下游设置第四三通阀V5，该系统可以根据动力电池在不同工况下的冷却需求，通过控制五通阀和各三通阀的工作模式将各支路连通或者断开。在电池有冷却需求时，采用散热器或者空调系统等方式冷却动力电池，降低系统功耗；当乘员舱有采暖需求或者电池有加热需求时，充分利用高压电加热器或者强电支路余热为乘员舱采暖、电池加热。该系统能够最大限度的发挥系统部件的功能，有效利用系统余热，降低功耗、提高续驶里程。

Description

纯电动车型热管理系统
技术领域
本发明属于整车热管理领域，尤其涉及纯电动车型的热管理系统。
背景技术
由于国家战略的推动，新能源汽车尤其是纯电动汽车近年来高速发展，各大传统车企及新型汽车企业纷纷加入竞争行列。但对于纯电动车型的热管理系统的开发，大多数车型仅是从满足需求出发，而对于整车的余热利用和能量管理都做的不够好，没有根据整车发热部件的不同需求设计热管理系统，不能最大限度的对系统余热进行利用。
新能源汽车的热管理系统通常包括动力电池、充电机、驱动电机、电机控制器等发热部件，其中驱动电机、电机控制器等部件的最高冷却液温度在65℃以下，而动力电池的最佳工作温度为25-45℃，因此热管理系统需要满足各部件的冷却或者加热的需求，在此基础上如果能够有效的利用系统余热，可以大幅度降低系统功耗。
专利文献1[CN 106379184 A]中公开了一种纯电动汽车的冷却系统。该发明的热管理系统包括电驱动冷却回路、电池冷却回路。该发明虽然能够满足各发热部件的冷却需求，虽然将电驱动散热器和电池散热器共用同一个分层式散热器，节省了空间。该发明各回路之间完全独立，系统设计不存在余热利用，设计细节稍有不足。
专利文献2[CN 107298001 A]中公开了一种纯电动整车热管理系统及控制方法。该发明的热管理系统包括电驱动冷却回路、乘员舱制冷回路、电池冷媒冷却回路、电池冷却液冷却回路、乘员舱采暖回路和电池加热回路。该发明的优点在于电池回路与采暖回路可以共用同一个PTC，但电驱动冷却回路采用完全独立的设计，对电驱动系统的余热不能得到有效利用。
现有技术中，当前纯电动车型各系统间基本都是相互独立的，当电池需要加热或者乘员舱需要采暖时，不能有效的利用系统余热，造成了能量的浪费和系统功耗增加，因此需要提出一种更优化的技术方案解决当前纯电动车型热管理系统存在的问题。
发明内容
本发明提出一种高效、节能的纯电动车型热管理系统，将动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器(HVH)支路集成为一个更为高效的热管理系统，不仅能满足各部件的最大冷却需求，而且在需要电池加热的条件下，能够最大限度的利用强电支路的余热，达成高效、节能的目的。
本发明的技术方案如下：
本发明提出的纯电动车型热管理系统包括动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器(HVH)支路。
本发明的创新在于：在所述各支路之间设置五通阀V1，所述五通阀V1设置在所述高压电加热器(HVH)及散热器的下游和所述暖风芯体、电机控制器、动力电池的上游。同时，在充电机的下游设置第一三通阀V2，在所述高压电加热器(HVH)和电池冷却器(Chiller)的上游设置第二三通阀V3，在散热器的上游设置第三三通阀V4，在驱动电机的下游设置第四三通阀V5，该纯电动车型热管理系统可以根据动力电池在不同工况下的冷却需求，通过控制五通阀和各三通阀的工作模式将各支路连通或者断开，最大限度的发挥系统各部件的功能，降低系统功耗。
所述五通阀V1有两个进口A、B和三个出口C、D、E，所述进口A、B分别与所述高压电加热器(HVH)支路的出口和所述散热器支路的出口连接，所述出口C、D、E分别与暖风芯体支路的进口、所述强电支路的进口和所述电池支路的进口连接。
所述五通阀V1有以下几种工作模式：1、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C；2、进口B接通出口D，同时进口A接通出口E；3、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C；4、进口B接通出口E，同时进口A接通出口D；5、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C和E；6、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C和D。但五通阀在一个时段仅能工作在一种模式。
所述第一、第二、第三和第四三通阀V2、V3、V4、V5均有一个进口和两个出口A、B，三通阀有两种工作模式：接通出口A、接通出口B，但三通阀在一个时段仅能工作在一个固定模式。
本发明中，所述动力电池支路包括电子水泵P1、温度传感器T1、动力电池、充电机、第一三通阀V2和第一三通；
所述电子水泵P1的防冻液出口与所述动力电池的防冻液入口连通，所述动力电池的防冻液出口与所述充电机的防冻液入口连通，所述充电机的防冻液出口与所述第一三通阀V2的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口A与所述第一三通的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口B与第五三通的防冻液入口连通；所述温度传感器T1设置在所述动力电池的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。
本发明中，所述暖风芯体支路包括温度传感器T2和暖风芯体；
所述暖风芯体的防冻液出口与所述第一三通的防冻液入口连通，所述温度传感器T2设置在所述暖风芯体的防冻液入口处，用于监测防冻液的温度，反馈给控制器。
本发明中，所述强电支路包括电子水泵P3、电机控制器、温度传感器T3、驱动电机和第四三通阀V5；
所述电子水泵P3的防冻液出口与所述电机控制器的防冻液入口连通，所述电机控制器的防冻液出口与所述驱动电机的防冻液入口连通，所述驱动电机的防冻液出口与所述第四三通阀V5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口A与第二三通的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口B与第五三通的防冻液入口连通；所述温度传感器T3设置在所述驱动电机的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。
本发明中，所述散热器支路包括第四三通、散热器、第三三通阀V4和第五三通；
所述第五三通的防冻液出口与所述第三三通阀V4的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口A与所述第四三通的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口B与所述散热器的防冻液入口连通，所述散热器的防冻液出口与所述第四三通的防冻液入口连通。
本发明中，所述高压电加热器(HVH)支路包括第二三通、电子水泵P2、第二三通阀V3、高压电加热器(HVH)、电池冷却器(Chiller)和第三三通；
所述第二三通的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通，所述电子水泵P2的防冻液出口与所述第二三通阀V3的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口A与所述高压电加热器(HVH)的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器(Chiller)的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)的防冻液出口、所述电池冷却器(Chiller)的防冻液出口与所述第三三通的防冻液入口连通。
本发明系统中，还有空调系统，由于不涉及发明点，本文对空调系统做了简化，本文中展示的空调系统仅为了说明电池冷却方式，空调系统根据动力电池的冷却需求，通过电池冷却器将电池冷却系统中的热量带走，从而控制动力电池的温度，电池冷却器前的电子膨胀阀可以调节电池冷却器中的制冷剂流量，从而调节制冷量。
本发明中所述驱动电机、动力电池等均为液冷式，所述HVH为高压电加热器；所述纯电动车型热管理系统还包括蓄水瓶，所述蓄水瓶的防冻液入口分别与所述散热器和所述动力电池支路连通，所述蓄水瓶的防冻液出口分别与所述电子水泵P1、电子水泵P2、电子水泵P3的防冻液入口连通。
本发明通过采用五通阀和多个三通阀将动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器(HVH)支路等集成为一个更为高效的热管理系统。该系统不仅能满足各部件的最大冷却需求，而且根据动力电池在不同工况下的冷却需求，可以采用散热器或者空调系统等方式冷却，降低系统功耗；当乘员舱有采暖需求或者电池有加热需求时，可以充分利用高压电加热器(HVH)或者强电支路余热为乘员舱采暖、电池加热。该纯电动车型热管理系统能够最大限度的发挥系统部件的功能，有效的利用系统余热，降低系统功耗、提高续驶里程。
本发明的纯电动车型热管理系统可以通过调整来适应不同的纯电动车型，但不论如何演化，该系统的核心是最大化的利用系统废热、最大化零部件的效率，达成提高效率、降低功耗的目的。
附图说明
图1为一种纯电动车型热管理系统简图。
图2为该纯电动车型热管理系统的控制方式。
图3为该纯电动车型冷却模块的布置示意。
图4为在图1基础上做的简化系统，相对与图1减少了第三三通阀V4和第四三通。
图中为：1-温度传感器T1；2-动力电池；3-充电机；4-第一三通；5-第二三通；6-高压电加热器(HVH)；7-电池冷却器(Chiller)；8-空调系统；9-第三三通；10-第五三通；11-散热器；12-第四三通；13-电机控制器；14-温度传感器T3；15-驱动电机；16-温度传感器T2；17-暖风芯体；18-蓄水瓶；P1/P2/P3-电子水泵；V1-五通阀；V2-第一三通阀；V3-第二三通阀；V4-第三三通阀；V5-第四三通阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1：本实施例提出了一种纯电动车辆热管理系统，如图1所示，包括动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器(HVH)支路。在所述各支路之间设置五通阀V1，所述五通阀V1设置在所述高压电加热器(HVH)6、电池冷却器(Chiller)7及散热器11的下游和所述暖风芯体17、电机控制器13、动力电池2的上游。在充电机3的下游设置第一三通阀V2、在所述高压电加热器(HVH)6和电池冷却器(Chiller)7的上游设置第二三通阀V3、在所述散热器11的下游设置第三三通阀V4、在驱动电机15的下游设置第四三通阀V5，该纯电动车型热管理系统可以根据动力电池2在不同工况下的冷却需求，通过控制五通阀和各三通阀的工作模式将各支路连通或者断开，最大限度的发挥系统各部件的功能，降低系统功耗。
所述五通阀V1有两个进口A、B和三个出口C、D、E，与各支路的连接关系为：
所述进口A、B分别与所述高压电加热器(HVH)支路的出口和所述散热器支路的出口连接，所述出口C、D、E分别与暖风芯体支路的进口、所述强电支路的进口和所述电池支路的进口连接。
所述五通阀有如下模式：1、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C；2、进口B接通出口D，同时进口A接通出口E；3、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C；4、进口B接通出口E，同时进口A接通出口D；5、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C和E；6、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C和D；但五通阀在一个时段仅能工作在一种模式。
所述第一、第二、第三和第四三通阀V2、V3、V4、V5均有一个进口和两个出口A、B，三通阀有两种工作模式：接通出口A、接通出口B，但三通阀在一个时段仅能工作在一个固定模式。
参见图1，所述动力电池支路包括电子水泵P1、温度传感器T1 1、动力电池2、充电机3、第一三通阀V2和第一三通4。
所述电子水泵P1的防冻液出口与所述动力电池2的防冻液入口连通，所述动力电池2的防冻液出口与所述充电机3的防冻液入口连通，所述充电机3的防冻液出口与所述第一三通阀V2的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口A与所述第一三通4的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口B与第五三通10的防冻液入口连通；所述温度传感器T1 1设置在所述动力电池2的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。
参见图1，所述暖风芯体支路包括温度传感器T2 16和暖风芯体17；
所述暖风芯体17的防冻液出口与所述第一三通4的防冻液入口连通，所述温度传感器T2 16设置在所述暖风芯体17的防冻液入口处，用于监测防冻液的温度，反馈给控制器。
参见图1，所述强电支路包括电子水泵P3、电机控制器13、温度传感器T3 14、驱动电机15和第四三通阀V5；
所述电子水泵P3的防冻液出口与所述电机控制器13的防冻液入口连通，所述电机控制器13的防冻液出口与所述驱动电机15的防冻液入口连通，所述驱动电机15的防冻液出口与所述第四三通阀V5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口A与第二三通5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口B与第五三通10的防冻液入口连通；所述温度传感器T3 14设置在所述驱动电机15的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。
参见图1，所述散热器支路包括第四三通12、散热器11、第三三通阀V4和第五三通10；
所述第五三通10的防冻液出口与所述第三三通阀V4的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口A与所述第四三通12的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口B与所述散热器11的防冻液入口连通，所述散热器11的防冻液出口与所述第四三通12的防冻液入口连通。
参见图1，所述高压电加热器(HVH)支路包括第二三通5、电子水泵P2、第二三通阀V3、高压电加热器(HVH)6、电池冷却器(Chiller)7和第三三通9；
所述第二三通5的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通，所述电子水泵P2的防冻液出口与所述第二三通阀V3的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口A与所述高压电加热器(HVH)6的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)6的防冻液出口、所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液出口与所述第三三通9的防冻液入口连通。
本发明系统中，还有空调系统8，本实施例中展示的空调系统8仅为了说明电池冷却方式，空调系统8根据动力电池2的冷却需求，通过电池冷却器(Chiller)7将电池冷却系统中的热量带走，从而控制动力电池2的温度，电池冷却器(Chiller)7前的电子膨胀阀可以调节电池冷却器(Chiller)7中的制冷剂流量，从而调节制冷量。
进一步的实施例中，所述纯电动车型热管理系统还包括蓄水瓶18，所述蓄水瓶18的防冻液入口分别与所述散热器11和所述动力电池支路连通，所述蓄水瓶18的防冻液出口分别与所述电子水泵P1、电子水泵P2、电子水泵P3的防冻液入口连通。
有以上的实施例可见，本发明通过采用五通阀和三通阀将动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器(HVH)支路等集成为一个更为高效的热管理系统。该系统不仅能满足各部件的最大冷却需求，而且根据动力电池2在不同工况下的冷却需求，可以采用散热器11或者空调系统8等方式冷却，降低系统功耗；当乘员舱有采暖需求或者电池有加热需求时，可以充分利用高压电加热器(HVH)6或者强电支路余热为乘员舱采暖、电池加热。该纯电动车型热管理系统能够最大限度的发挥系统部件的功能，有效的利用系统余热，降低系统功耗、提高续驶里程。
本发明的纯电动车型热管理系统可以通过调整来适应不同的纯电动车型，但不论如何演化，该系统的核心是最大化的利用系统废热、最大化零部件的效率，达成提高效率、降低功耗的目的。
以上系统的关键部件包括五通阀、三通阀、高压电加热器(HVH)等，在动力电池2需要加热时，通过控制五通阀、三通阀相关通道的通断，有效的利用强电支路、高压电加热器(HVH)给电池加热；在电池需要冷却时，根据电池的冷却需求，利用散热器、电池冷却器(Chiller)等不同方式进行冷却。
具体地，热管理控制器通过控制五通阀V1和第一、第二、第三、第四三通阀V2、V3、V4、V5来控制各回路的连通与断开，以最大限度的发挥零部件的功能及利用系统余热，降低系统功耗，同时各个控制阀也将信号反馈给热管理控制器，以实现实时控制。其中五通阀V1有两个进口A、B和三个出口C、D、E，五通阀有几种模式：1、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C；2、进口B接通出口D，同时进口A接通出口E；3、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C；4、进口B接通出口E，同时进口A接通出口D；5、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C和E；6、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C和D；但五通阀在一个时段仅能工作在一种模式；所述第一、第二、第三和第四三通阀V2、V3、V4和V5均有一个进口和两个出口A、B，三通阀有两种工作模式：接通出口A、接通出口B，但三通阀在一个时段仅能工作在一个固定模式。
下面参考表1，简说明该纯电动车型热管理系统的工作模式：
表1
Figure BDA0002183240270000071
模式1，低温条件下，整车处于纯电驱动模式、有采暖需求时，利用高压电加热器(HVH)6为整车采暖：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口C，第二三通阀V3接通A出口，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口B，第一三通阀V2处于初始工作模式即可。
在这种模式下，乘员舱采暖回路：所述电子水泵P2的防冻液出口与所述第二三通阀V3的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3接通出口A，所述第二三通阀V3的防冻液出口A与所述高压电加热器(HVH)6的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)6的防冻液出口与所述第三三通9的防冻液入口连通，所述第三三通9的防冻液出口与所述五通阀V1的防冻液入口A连通，所述五通阀V1的进口A接通出口C，所述五通阀V1的防冻液出口C与所述暖风芯体17的防冻液入口连通，所述暖风芯体17的防冻液出口与所述第一三通4的防冻液入口连通，所述第一三通4的防冻液出口与所述第二三通5的防冻液入口连通，所述第二三通5的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通，形成回路。
强电冷却回路：所述电子水泵P3的防冻液出口与所述电机控制器13的防冻液入口连通，所述电机控制器13的防冻液出口与所述驱动电机15的防冻液入口连通，所述驱动电机15的防冻液出口与所述第四三通阀V5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5接通出口B，所述第四三通阀V5的防冻液出口B与所述第五三通10的防冻液入口连通，所述第五三通10的防冻液出口与所述第三三通阀V4的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4接通出口A或者B，所述第三三通阀V4的防冻液出口B与所述散热器11的防冻液入口连通，所述散热器11的防冻液出口和所述第三三通阀V4的防冻液出口A均与所述第四三通12的防冻液入口连通，所述第四三通12的防冻液出口与所述五通阀V1的防冻液进口B连通，所述五通阀V1的进口B与出口D连通，所述五通阀V1的防冻液出口D与所述电子水泵P3的防冻液入口连通，形成回路。
模式2，整车处于纯电驱动模式，电池有加热或者冷却需求时，利用高压电加热器(HVH)3为电池加热或者利用电池冷却器(Chiller)7为电池冷却：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通出口A或B，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口B；在利用电池冷却器(Chiller)7为电池冷却的模式下，空调系统8工作；
在这种模式下，电池冷却/加热回路：所述电子水泵P2的防冻液出口与所述第二三通阀V3的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3接通出口A或B，所述第二三通阀V3的防冻液出口A与所述高压电加热器(HVH)6的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)6和电池冷却器(Chiller)7的防冻液出口均与所述第三三通9的防冻液入口连通，所述第三三通9的防冻液出口与所述五通阀V1的防冻液入口A连通，所述五通阀V1的进口A接通出口E，所述五通阀V1的防冻液出口E与所述电子水泵P1的防冻液入口连通，所述电子水泵P1的防冻液出口与所述动力电池2的防冻液入口连通，所述动力电池2的防冻液出口与所述充电机3的防冻液入口连通，所述充电机3的防冻液出口与所述第一三通阀V2的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2接通出口A，所述第一三通阀V2的防冻液出口A与所述第一三通4的防冻液入口连通，所述第一三通4的防冻液出口与所述第二三通5的防冻液入口连通，所述第二三通5的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通。
强电冷却回路如模式1中所述，此处不再赘述。
模式3，整车处于纯电驱动模式，电池冷却需求不高时，利用强电支路为动力电池2冷却：五通阀V1的进口B接通出口E、同时进口A接通出口C或者出口D，第一三通阀V2接通B出口，第二三通阀V3接通出口A或B，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口A。
在这种模式下，电池冷却回路：所述电子水泵P1的防冻液出口与所述动力电池2的防冻液入口连通，所述动力电池2的防冻液出口与所述充电机3的防冻液入口连通，所述充电机3的防冻液出口与所述第一三通阀V2的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2接通出口B，所述第一三通阀V2的防冻液出口B与所述第五三通10的防冻液入口连通，所述第五三通10的防冻液出口与所述第三三通阀V4的防冻液入口连通，根据电池冷却需求大小，所述第三三通阀V4接通出口A或B，所述第三三通阀V4的防冻液出口B与所述散热器11的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口A和所述散热器11的防冻液出口均与所述第四三通12的防冻液入口连通，所述第四三通12的防冻液出口与所述五通阀V1的防冻液进口B连通，所述五通阀V1的进口B接通出口E，所述五通阀V1的防冻液出口E与所述电子水泵P1的防冻液入口连通；
当五通阀V1的进口A接通出口C时，则回路为：所述电子水泵P2的防冻液出口与所述第二三通阀V3的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3接通出口A或B，所述第二三通阀V3的防冻液出口A与所述高压电加热器(HVH)6的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)6与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液出口均与所述第三三通9的防冻液入口连通，所述第三三通9的防冻液出口与所述五通阀V1的防冻液出口A连通，所述五通阀V1的进口A接通出口C，所述五通阀V1的防冻液出口C与所述暖风芯体17的防冻液入口连通，所述暖风芯体17的防冻液出口与所述第一三通4的防冻液入口连通，所述第一三通4的防冻液出口与所述第二三通5的防冻液入口连通，所述第二三通5的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通。
当五通阀V1的进口A接通出口D时，则回路为：所述电子水泵P2的防冻液出口与所述第二三通阀V3的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3接通出口A或B，所述第二三通阀V3的防冻液出口A与所述高压电加热器(HVH)6的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)6与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液出口均与所述第三三通9的防冻液入口连通，所述第三三通9的防冻液出口与所述五通阀V1的防冻液出口A连通，所述五通阀V1的进口A接通出口D，所述五通阀V1的防冻液出口D与所述电子水泵P3的防冻液入口连通，所述电子水泵P3的防冻液出口与所述电机控制器13的防冻液入口连通，所述电机控制器13的防冻液出口与所述驱动电机15的防冻液入口连通，所述驱动电机15的防冻液出口与所述第四三通阀V5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5接通出口A，所述第四三通阀V5的防冻液出口A与所述第二三通5的防冻液入口连通，所述第二三通5的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通。
模式4，低温条件下，整车处于纯电驱动模式、电池需要加热、有采暖需求时，利用高压电加热器(HVH)6为动力电池2加热、乘员舱采暖：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口C和出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通A出口，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口B。
在这种模式下，动力电池2加热、乘员舱采暖回路：所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)6与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液出口均与所述第三三通9的防冻液入口连通，所述第三三通9的防冻液出口与所述五通阀V1的防冻液出口A连通，所述五通阀V1的进口A同时接通出口C和出口E，所述五通阀V1的防冻液出口E与所述电子水泵P1的防冻液入口连通，所述电子水泵P1的防冻液出口与所述动力电池2的防冻液入口连通，所述动力电池2的防冻液出口与所述充电机3的防冻液入口连通，所述充电机3的防冻液出口与所述第一三通阀V2的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2接通出口A；所述五通阀V1的防冻液出口C与所述暖风芯体17的防冻液入口连通，所述暖风芯体17的防冻液出口和所述第一三通阀V2的防冻液出口A均与所述第一三通4的防冻液入口连通，所述第一三通4的防冻液出口与所述第二三通5的防冻液入口连通，所述第二三通5的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通。
强电冷却回路如模式1中所述，此处不再赘述。
模式5，低温条件下，整车处于纯电驱动模式、有采暖需求时，利用高压电加热器(HVH)6和强电支路的余热为乘员舱采暖：五通阀V1的进口B接通出口E、同时进口A接通出口C和出口D，第一三通阀V2接通B出口，第二三通阀V3接通A出口，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口A。
在该模式下，采暖回路为：所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液入口连通，所述高压电加热器(HVH)6与所述电池冷却器(Chiller)7的防冻液出口均与所述第三三通9的防冻液入口连通，所述第三三通9的防冻液出口与所述五通阀V1的防冻液出口A连通，所述五通阀V1的进口A同时接通出口C和出口D，所述五通阀V1的防冻液出口D与所述电子水泵P3的防冻液入口连通，所述电子水泵P3的防冻液出口与所述电机控制器13的防冻液入口连通，所述电机控制器13的防冻液出口与所述驱动电机15的防冻液入口连通，所述驱动电机15的防冻液出口与所述第四三通阀V5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5接通出口A；所述五通阀V1的防冻液出口C与所述暖风芯体17的防冻液入口连通，所述暖风芯体17的防冻液出口与所述第一三通4的防冻液入口连通，所述第一三通4的防冻液出口和所述第四三通阀V5的防冻液出口A均与所述第二三通5的防冻液入口连通，所述第二三通5的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通。
电池冷却回路如模式3中所述，此处不再赘述。
模式6，整车处于停车充电模式下，充电机3需要冷却，根据冷却需求大小做如下控制：
6-1、充电机3冷却需求不高且强电支路冷却回路温度不高时：五通阀V1的进口B接通出口E、同时进口A接通出口C或者出口D，第一三通阀V2接通B出口，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口A；第二三通阀V3处于初始工作模式即可。
该模式下的回路可参照模式3中所述，此处不再赘述。
6-2、充电机3冷却需求较高或者强电支路温度较高时：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通B出口，第四三通阀V5接通出口B，第三三通阀V4处于初始工作模式即可。
该模式下的回路可参照模式2中所述，此处不再赘述。
6-3、低温环境条件下充电，动力电池2需要加热时，根据动力电池2的加热需求，利用充电机3的余热或者高压电加热器(HVH)6为动力电池2加热，其中利用充电机3余热为动力电池2加热的原理为：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通出口A或者出口B，第四三通阀V5接通出口B，第三三通阀V4处于初始工作模式即可；利用高压电加热器(HVH)6为动力电池2加热的工作原理为：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通A出口，第四三通阀V5接通出口B，第三三通阀V4处于初始工作模式即可。
该模式下的回路可参照模式2中所述，此处不再赘述。
以上为基于图1纯电动车型热管理系统主要工作模式的简述，用以说明系统方案，而非对其限制。之所以选用图1进行介绍，主要是由于对于纯电动汽车而言，动力电池的热管理是重中之重，因此图1的系统是以动力电池热管理为核心的。当然也可以在此方案的基础上通过增减部分零部件以简化控制和布置，同时降低成本，如图4的实施案例：
实施例2：如图4所示，实施例1中第三三通阀V4的作用是根据冷却需求的大小控制散热器11中冷却液的通断，在冷却需求较小时使冷却液不通过散热器11，以便精准的控制水温。但也可以在实施例1的基础上取消第三三通阀V4和第四三通12，以降低系统成本及复杂度。实施例2的工作模式类似于实施例1，此处不再赘述。
以上简单介绍了两种纯电动车型的热管理系统，尽管本文在实施例1的基础上提出了另外一种实施案例，但本专业技术人员应当理解：通过对前述实施例所提出的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行替换，依然可以变换出其他的热管理系统方案，例如调换部分零部件在回路中的位置或者增减某些零部件等等；而这些对于本发明的修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种纯电动车型热管理系统，所述热管理系统为液冷方式，系统包括动力电池支路、暖风芯体支路、强电支路、散热器支路和高压电加热器支路，其特征在于：在所述各支路之间设置五通阀V1，所述五通阀V1设置在高压电加热器及散热器的下游和暖风芯体、电机控制器、动力电池的上游；在充电机的下游设置第一三通阀V2，在所述高压电加热器的上游设置第二三通阀V3，在散热器上游设置第三三通阀V4，在驱动电机下游设置第四三通阀V5；所述热管理系统根据动力电池在不同工况下的冷却需求，通过控制五通阀和各三通阀的工作模式将各支路连通或者断开，最大限度的发挥系统各部件的功能，降低系统功耗；
所述五通阀V1有两个进口A、B和三个出口C、D、E，所述进口A、B分别与所述高压电加热器支路的出口和所述散热器支路的出口连接，所述出口C、D、E分别与暖风芯体支路的进口、所述强电支路的进口和所述电池支路的进口连接；
所述五通阀V1有如下工作模式且在一个时段仅工作在一种模式；模式1、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C；模式2、进口B接通出口D，同时进口A接通出口E；模式3、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C；模式4、进口B接通出口E，同时进口A接通出口D；模式5、进口B接通出口D，同时进口A接通出口C和E；模式6、进口B接通出口E，同时进口A接通出口C和D；
所述第一、第二、第三和第四三通阀V2、V3、V4、V5均有一个进口和两个出口A、B，三通阀有两种工作模式：接通出口A、接通出口B，且三通阀在一个时段仅工作在一个固定模式。
2.根据权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述动力电池支路包括电子水泵P1、温度传感器T1、动力电池、充电机、第一三通阀V2和第一三通；
所述电子水泵P1的防冻液出口与所述动力电池的防冻液入口连通，所述动力电池的防冻液出口与所述充电机的防冻液入口连通，所述充电机的防冻液出口与所述第一三通阀V2的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口A与所述第一三通的防冻液入口连通，所述第一三通阀V2的防冻液出口B与第五三通的防冻液入口连通；所述温度传感器T1设置在所述动力电池的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。
3.如权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述暖风芯体支路包括温度传感器T2和暖风芯体；
所述暖风芯体的防冻液出口与所述第一三通的防冻液入口连通，所述温度传感器T2设置在所述暖风芯体的防冻液入口处，用于监测防冻液的温度，反馈给控制器。
4.如权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述强电支路包括电子水泵P3、电机控制器、温度传感器T3、驱动电机和第四三通阀V5；
所述电子水泵P3的防冻液出口与所述电机控制器的防冻液入口连通，所述电机控制器的防冻液出口与所述驱动电机的防冻液入口连通，所述驱动电机的防冻液出口与所述第四三通阀V5的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口A与第二三通的防冻液入口连通，所述第四三通阀V5的防冻液出口B与第五三通的防冻液入口连通；所述温度传感器T3设置在所述驱动电机的防冻液入口处，用于监测防冻液温度，反馈给控制器。
5.如权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述散热器支路包括第四三通、散热器、第三三通阀V4和第五三通；
所述第五三通的防冻液出口与所述第三三通阀V4的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口A与所述第四三通的防冻液入口连通，所述第三三通阀V4的防冻液出口B与所述散热器的防冻液入口连通，所述散热器的防冻液出口与所述第四三通的防冻液入口连通。
6.如权利要求1所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述高压电加热器支路包括第二三通、电子水泵P2、第二三通阀V3、高压电加热器、电池冷却器和第三三通；
所述第二三通的防冻液出口与所述电子水泵P2的防冻液入口连通，所述电子水泵P2的防冻液出口与所述第二三通阀V3的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口A与所述高压电加热器的防冻液入口连通，所述第二三通阀V3的防冻液出口B与所述电池冷却器的防冻液入口连通，所述高压电加热器的防冻液出口、所述电池冷却器的防冻液出口与所述第三三通的防冻液入口连通。
7.如权利要求1-6之任一项所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述系统还包括蓄水瓶，所述蓄水瓶的防冻液入口分别与所述散热器和所述动力电池支路连通，所述蓄水瓶的防冻液出口分别与电子水泵P1、电子水泵P2、电子水泵P3的防冻液入口连通。
8.如权利要求1-6之任一项所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述系统至少具有以下工作模式：
模式1，低温条件下，整车处于纯电驱动模式、有采暖需求时，利用高压电加热器为整车采暖：五通阀V1的进口B接通出口D，同时进口A接通出口C，第二三通阀V3接通A出口，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口B，第一三通阀V2处于初始工作模式即可；
模式2，整车处于纯电驱动模式，电池有加热或者冷却需求时，利用高压电加热器为电池加热或者利用电池冷却器为电池冷却：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通出口A或B，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口B；在利用电池冷却器为电池冷却的模式下，空调系统工作；
模式3，整车处于纯电驱动模式，电池冷却需求不高时，利用强电支路为电池冷却：五通阀V1的进口B接通出口E、同时进口A接通出口C或者出口D，第一三通阀V2接通B出口，第二三通阀V3接通出口A或B，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口A；
模式4，低温条件下，整车处于纯电驱动模式、电池需要加热、有采暖需求时，利用高压电加热器为电池加热、乘员舱采暖：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口C和出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通A出口，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口B；
模式5，低温条件下，整车处于纯电驱动模式、有采暖需求时，利用高压电加热器（HVH）和强电支路的余热为乘员舱采暖：五通阀V1的进口B接通出口E、同时进口A接通出口C和出口D，第一三通阀V2接通B出口，第二三通阀V3接通A出口，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口A；
模式6，整车处于停车充电模式下，充电机需要冷却，根据冷却需求大小做如下控制：
6-1、充电机冷却需求不高且强电支路冷却回路温度不高时：五通阀V1的进口B接通出口E、同时进口A接通出口C或者出口D，第一三通阀V2接通B出口，第三三通阀V4接通出口A或B，第四三通阀V5接通出口A；第二三通阀V3处于初始工作模式即可；
6-2、充电机冷却需求较高或者强电支路温度较高时：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通B出口，第四三通阀V5接通出口B，第三三通阀V4处于初始工作模式即可；
6-3、低温环境条件下充电，电池需要加热时，根据电池加热需求，利用充电机余热或者高压电加热器为电池加热，其中利用充电机余热为电池加热的原理为：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通出口A或者出口B，第四三通阀V5接通出口B，第三三通阀V4处于初始工作模式即可；利用高压电加热器为电池加热的工作原理为：五通阀V1的进口B接通出口D、同时进口A接通出口E，第一三通阀V2接通A出口，第二三通阀V3接通A出口，第四三通阀V5接通出口B，第三三通阀V4处于初始工作模式即可。
9.如权利要求8所述的纯电动车型热管理系统，其特征在于：所述驱动电机、动力电池等均采用液冷方式。
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