CN111532101B - 一种新能源汽车电池加热系统 - Google Patents

一种新能源汽车电池加热系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111532101B
CN111532101B CN202010241907.2A CN202010241907A CN111532101B CN 111532101 B CN111532101 B CN 111532101B CN 202010241907 A CN202010241907 A CN 202010241907A CN 111532101 B CN111532101 B CN 111532101B
Authority
CN
China
Prior art keywords
way valve
valve
battery
mixing device
loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010241907.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111532101A (zh
Inventor
刘子萌
张栋杰
刘劲松
夏嵩勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Zhejiang Liankong Technologies Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Zhejiang Liankong Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd, Zhejiang Liankong Technologies Co Ltd filed Critical Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Priority to CN202010241907.2A priority Critical patent/CN111532101B/zh
Publication of CN111532101A publication Critical patent/CN111532101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111532101B publication Critical patent/CN111532101B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00321—Heat exchangers for air-conditioning devices
    • B60H1/00342—Heat exchangers for air-conditioning devices of the liquid-liquid type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/04—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
    • B60H1/06—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant directly from main radiator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电池加热系统，包括:电池回路、混水设备、第一单向阀和乘员舱加热回路；电池回路包括依次通过冷却液管路串联的第二三通阀、第二膨胀水壶、第三水泵、电池组和冷却器；第一单向阀的进水端连接冷却器和第二三通阀的一个进口端，第一单向阀的另一端连接混水设备的进口端；混水设备的出口端连接第二三通阀的另一进口端；乘员舱加热回路包括依次通过冷却液管路串联的第二水泵、加热器、第一三通阀和暖风芯体；第一三通阀的第一出口端连接暖风芯体的一端，暖风芯体的另一端分别连接混水设备的出口端和第二水泵的进口端，第一三通阀的第二出口端连接混水设备。本发明所涉及新能源汽车电池加热系统使用的零部件少，成本低等特点。

Description

一种新能源汽车电池加热系统
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车热管理技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池加热系统。
背景技术
随着新能源汽车的普及，新能源车的安全性越来越受到大家的关注。
由于现有新能源汽车未安装电池加热功能，在冬季时需要单独消耗电能对其进行加热，并且在低温环境下，电池的续航和耐久都会下降。
因此亟需提供一种能够为新能源汽车电池和乘员舱加热的新能源汽车电池加热系统，提高电池的活性、续航里程和用户好感度。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种新能源汽车电池加热系统，包括:电池回路、混水设备、第一单向阀和乘员舱加热回路；
所述电池回路包括依次通过冷却液管路串联的第二三通阀、第二膨胀水壶、第三水泵、电池组和冷却器；
所述第一单向阀的进水端连接所述冷却器和所述第二三通阀的一个进口端，所述第一单向阀的另一端连接所述混水设备的进口端；所述混水设备的出口端连接所述第二三通阀的另一进口端；
所述乘员舱加热回路包括依次通过冷却液管路串联的第二水泵、加热器、第一三通阀和暖风芯体；
所述第一三通阀的第一出口端连接所述暖风芯体的一端，所述暖风芯体的另一端分别连接所述混水设备的出口端和所述第二水泵的进口端，所述第一三通阀的第二出口端连接所述混水设备。
进一步地、还包括:电机回路；
所述电机回路包括依次通过冷却液管路串联的第一膨胀水壶、第一水泵、充电器和电机；
所述第一膨胀水壶的进口端连接所述混水设备的出口端，所述电机的出口端连接所述混水设备的进口端。
进一步地、还包括：低温散热器；
所述电机回路还包括第三三通阀，所述第三三通阀的进口端连接所述电机一端，所述第三三通阀的第一出口端连接所述混水设备的进口端，所述第三三通阀的第二出口端连接所述低温散热器的一端，所述低温散热器的另一端连接所述混水设备的进口端。
进一步地、所述电机回路还包括：第三单向阀，所述第三单向阀的进水端分别连接所述低温散热器的另一端和所述第三三通阀的第二出口端。
进一步地、还包括：空调回路；
所述空调回路包括依次串联的液气分离器、压缩机、内部冷凝器、常开电磁阀、外部换热器、第二单向阀、第一电子膨胀阀、蒸发器。
进一步地、所述空调回路还包括：第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀一端连接所述第二单向阀的出口，所述第二电子膨胀阀另一端连接所述冷却器的入口，所述冷却器的出口连接所述液气分离器。
进一步地、所述空调回路还包括：第三电子膨胀阀和第一常闭电磁阀，所述第三电子膨胀阀与所述常开电磁阀并联；所述第一常闭电磁阀的一端连接所述蒸发器和所述常开电磁阀之间，所述第一常闭电磁阀的另一端连接所述第二电子膨胀阀一端。
进一步地、所述空调回路还包括：第二常闭电磁阀，所述第二常闭电磁阀的一端与所述外部换热器连接，所述第二常闭电磁阀的另一端与所述液气分离器连接。
进一步地、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第一单向阀和第二单向阀均为可调流量控制阀。
另一方面、本发明提供一种新能源汽车，所述新能源汽车设置有上述任一项所述的新能源汽车电池加热系统。
实施本发明具有以下有益效果：
本发明所涉及新能源汽车电池加热系统的原理图清晰不复杂，使用的零部件少，成本低，同时拥有乘员舱热泵空调系统制冷和制热，电池冷却和加热，电机冷却和热回收，外部蒸发器化霜除冰等功能。并且能够提高能源利用率及安全系数等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1本发明实施例提供的一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图；
图2本发明实施例提供的另一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图；
图3本发明实施例提供的又一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图；
图4本发明实施例提供的再一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图；
图5本发明实施例提供的进一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图；
图6本发明实施例提供的乘员舱制冷回路的结构示意图；
图7本发明实施例提供的空调回路为电池降温的结构示意图；
图8本发明实施例提供的空调回路为电池和乘员舱同时降温的结构示意图；
图9为乘员舱常规制热和chiller热回收制热同时运行的结构示意图；
图10为外部蒸发器化霜除冰的结构示意图。
其中，1-第一膨胀水壶，2-第一水泵，3-充电器，4-电机，5-混水设备，30-暖风芯体；6-第三单向阀，7-第二水泵，8-加热器，9-第一三通阀，10-第二三通阀，11-第二膨胀水壶，12-第三水泵，13-电池组，14-冷却器，15-第一单向阀，16-低温散热器，17-第三三通阀，18-液气分离器，19-压缩机，20-内部冷凝器，21-常开电磁阀，22-外部换热器，23-第二单向阀，24-第一电子膨胀阀，25-蒸发器，26-第二电子膨胀阀，27-第三电子膨胀阀，28-第一常闭电磁阀，29-第二常闭电磁阀。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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者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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是电路连接，也可是通信连接。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
图1本发明实施例提供的一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供一种新能源汽车电池加热系统，包括:电池回路、混水设备5、第一单向阀15和乘员舱加热回路；
所述电池回路包括依次通过冷却液管路串联的第二三通阀10、第二膨胀水壶11、第三水泵12、电池组13和冷却器14；
所述第一单向阀15的进水端连接所述冷却器14和所述第二三通阀10的一个进口端，所述第一单向阀15的另一端连接所述混水设备5的进口端；所述混水设备5的出口端连接所述第二三通阀10的另一进口端；
所述乘员舱加热回路包括依次通过冷却液管路串联的第二水泵7、加热器8、第一三通阀9和暖风芯体30；
所述第一三通阀9的第一出口端连接所述暖风芯体30的一端，所述暖风芯体30的另一端分别连接所述混水设备5的出口端和所述第二水泵7的进口端，所述第一三通阀9的第二出口端连接所述混水设备5。
混水设备5(HUB)用于将电机回路及通过暖分芯体的冷却液回路中的冷却液混合，HUB：作用为把电机回路进入HUB的冷却液和电池回路进入HUB的冷却液进行混合，这样温度较高的电机4冷却液与温度较低的电池冷却液持续进行混合。
示例地、在乘员舱需要加热器8单独加热时，可以控制第一三通阀9开启第一出口端关闭第二出口，使得第二水泵7、加热器8、三通阀及暖风芯体30构成单独热循环回路。
具体的，电池组13用于为新能源汽车提供电力，电池组13可以设置有多个，电池组13与第二水泵7的连接方式为冷却液管路连接，冷却液管路连接电池组13的散热片，以使电池组13升温或降温。第二三通阀10为两进一出型三通阀。冷却器14可以是热交换器或chiller。
示例地、在电池组13需要保持恒定温度时，电池回路可以实现自循环。
在电池组13需要加热时，加热器8为电池组13进行加热，通过第二水泵7、加热器8、第一三通阀9及混水设备5构成加热回路，进而加热混水设备5内部的冷却液，由于电池回路与加热回路并联，可以实现加热器8对电池组13的加热；其二：电机4产生的热量对电池组13进行加热，电机回路与电池回路通过混水设备5并联，电机4产生的热量通过冷却液传输给电池组13，实现电池组13的加热。
在电池组13需要冷却时，加热回路在加热器8不工作时，可以扩大电池回路的冷却液容量，增大电池组13冷却效率；其二：电机4产生的热量小于电池组13热量时，电机回路与电池回路通过混水设备5并联，电池组13产生的热量可以通过混水设备5传递给电机回路，增大电池组13冷却效率。
可以理解的是，电池组的热量也可以通过冷却器14进行降温或热回收。电池回路的温度较高，需要开启压缩机19，通过chiller从电池回路吸热，达到电池回路温度降低的目的，此时乘员舱可能有制冷需求，也可能没有制冷需求。
电池回路的温度相对于环境温度高10℃以上时，乘员舱可以通过回收电池的热量来制热，此时乘员舱有制热需求。
在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图2本发明实施例提供的另一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图，如图2所示，还包括:电机回路；
所述电机回路包括依次通过冷却液管路串联的第一膨胀水壶1、第一水泵2、充电器3和电机4；
所述第一膨胀水壶1的进口端连接所述混水设备5的出口端，所述电机的出口端连接所述混水设备5的进口端。
示例地、在电机4需要加热器8单独加热时，可以控制第三单向阀6和第一三通阀9，使得第二水泵7、加热器8、三通阀、混水设备5、第一膨胀水壶1、第一水泵2、充电器3、电机4、混水设备5及第二水泵7构成单独热循环回路，以供加热器8加热电机4。
具体地、第一膨胀水壶1用于当发动机运转时，冷却液会在电机回路中不停循环，中途会流经第一膨胀水壶1，如果压力过高，或者冷却液过量，多余的气体及冷却液将从第一膨胀水壶1的旁通水道流出，避免冷却系统压力过高，造成暴管的恶劣后果。第一水泵2用于驱动冷却液管路中冷却液的定向流动。充电器3用于为电机4提供电压或电流的转换。电机4用于驱动车辆的行驶。
需要说明的是，充电器3、电机4及暖风芯体30与冷却液管路的连接方式均不是直接接触，均为冷却液管路连接其可加热或可制冷的部位。可以理解的是，冷却液在本说明书实施例中也不做具体限定，可以根据实际进行设置。在一些可能的实施例中，电机4可以包括前置电机和后置电机，前置电机用于驱动车辆前轮，后置电机用于驱动车辆后轮。
在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，图3本发明实施例提供的又一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图，如图3所示，还包括：低温散热器16；
所述电机回路还包括第三三通阀17，所述第三三通阀17的进口端连接所述电机4一端，所述第三三通阀17的第一出口端连接所述混水设备5的进口端，所述第三三通阀17的第二出口端连接所述低温散热器16的一端，所述低温散热器16的另一端连接所述混水设备5的进口端。
在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，图4本发明实施例提供的再一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图，如图4所示，所述电机回路还包括：第三单向阀6，所述第三单向阀的进水端分别连接所述低温散热器16的另一端和所述第四三通阀17的第二出口端。
具体的，第一膨胀水壶1可以设置有导水管，导水管连接第一膨胀水壶1和低温散热器16，在第一膨胀水壶1压力过大时，导水管可以保持第一膨胀的压力平衡，避免压力过大发生危险。
示例地、当电机4需要冷却时，可以通过低温散热器16进行冷却，具体冷却回路可以是：第一膨胀水壶1、第一水泵2、充电器3、电机4、第三三通阀17、低温散热器16、第三单向阀6及第一膨胀水壶1。
当电机4和电池都需要冷却时，也可以通过低温散热器16进行同时冷却，具体冷却回路可以是：第一膨胀水壶1、第一水泵2、充电器3、电机4、低温散热器16、混水设备5、第二三通阀10、第二膨胀水壶11、第二水泵7、电池组13、冷却器14不工作状态、第一单向阀15、混水设备5、第一膨胀水壶1。如果此时电机回路的温度很高，此种回路不能开启，因为电机回路中的热水会造成电池回路水温升高，严重可导致电池不可逆的损坏。
当电机4和电池都需要冷却时，也可以通过冷却器14进行同时冷却，具体冷却回路可以是：第一膨胀水壶1、第一水泵2、充电器3、电机4、混水设备5、第二三通阀10、第二膨胀水壶11、第二水泵7、电池组13、冷却器14工作状态、第一单向阀15、混水设备5及第一膨胀水壶1。如果此时电机回路的温度很高，此种回路不能开启，因为电机回路中的热水会造成电池回路水温升高，严重可导致电池不可逆的损坏。
电机4电池串联冷却器14热回收时，此种情况的环境温度一般都比较低，热回收的热量主要用于乘员舱的热泵制热，水泵可以通过chiller从电机4和电池进行吸热。
示例地、当乘员舱不需要电机4产生的热能加热时，可以控制第三单向阀6关闭，使得冷却液不流经混水设备5，实现电机回路的自循环，以达到电机4降温的功能。此种情况下电机回路处于自保温的状态，这时候电机回路的热量不会被热回收利用，并且电机回路的冷却液也不需要经过散热器进行降温。
当乘员舱有少量的制热需求，不需要开启热泵制热，仅利用电机回路的热量把暖风芯体30加热起来，控制第三单向阀6开启，就可以满足乘员舱的制热需求。
当乘员舱并无制热需求，但是正副驾的温度设定不同，这时候就需要利用电机4的热量来加热暖风芯体30，控制第三单向阀6开启，通过调节温度风门的位置来调节通过暖风芯体30的冷风的温度，从而实现不同温区调节的效果，同时电机回路也可以得到降温。
本说明书实施例提出了一种新能源汽车电池加热系统，能够在电机4发热时实现利用电机4产生的热量对乘员舱进行加热，避免了热量的流失，提高了能源的使用效率，降低了整车能源的损耗，同时提高新能源汽车的驾驶里程，并且本申请提出的系统结构清晰、成本低、更安全。
在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，如图5所示，图5本发明实施例提供的进一种新能源汽车电池加热系统的结构示意图，还包括：空调回路；
所述空调回路包括依次串联的液气分离器18、压缩机19、内部冷凝器20、常开电磁阀21、外部换热器22、第二单向阀23、第一电子膨胀阀24、蒸发器25。
在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，所述空调回路还包括：第二电子膨胀阀26，所述第二电子膨胀阀26一端连接所述第二单向阀23的出口，所述第二电子膨胀阀26另一端连接所述冷却器14的入口，所述冷却器14的出口连接所述液气分离器18。
在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，所述空调回路还包括：第三电子膨胀阀27和第一常闭电磁阀28，所述第三电子膨胀阀27与所述常开电磁阀21并联；所述第一常闭电磁阀28的一端连接所述蒸发器25和所述常开电磁阀21之间，所述第一常闭电磁阀28的另一端连接所述第二电子膨胀阀26一端。
在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，所述空调回路还包括：第二常闭电磁阀29，所述第二常闭电磁阀29的一端与所述外部换热器22连接，所述第二常闭电磁阀29的另一端与所述液气分离器18连接。
示例地、如图6所示，图6本发明实施例提供的乘员舱制冷回路的结构示意图；当乘员舱制冷，开启压缩机19通过蒸发器25进行制冷。
示例地、如图7所示，图7本发明实施例提供的空调回路为电池降温的结构示意图；当电池需要快速降温时，开启图7制冷回路，此时，蒸发器25没有工作，也就是乘员舱并没有制冷请求。
示例地、如图8所示，图8本发明实施例提供的空调回路为电池和乘员舱同时降温的结构示意图，乘员舱制冷和电池降温，此种情况乘员舱有制冷需求，电池也有降温需求，因此同时开启来满足乘员舱和电池的降温需求。
在一些可能的实施例中，空调回路还可以对乘员舱常规制热，通过内部冷凝器20放热，再通过外部蒸发器25从环境中吸热，来达到乘员舱制热的目的。
在一些可能的实施例中，chiller还可以对乘员舱进行热回收，具体回路可以是：液气分离器18、压缩机19、内部冷凝器20、第三电子膨胀阀27、冷却器14、液气分离器18。
在一些可能的实施例中，如图9所示，图9为乘员舱常规制热和chiller热回收制热同时运行的结构示意图，乘员舱常规制热和chiller热回收制热同时运行，此种情况外部蒸发器25和chiller蒸发器25同时开启吸热，内部冷凝器20放热，来达到乘员舱制热的目的。
在一些可能的实施例中，如图10所示，图10为外部蒸发器25化霜除冰的结构示意图，外部蒸发器25化霜除冰，此种情况分两种：
1车辆在露天的环境中停车一段时间后，因为天气的原因导致了车辆上有一层较厚的冰层，这时候外部蒸发器25和散热器的表面也有冰层存在，这时候常规热泵制热是无法开启的，因为外部蒸发器25已经被冰层覆盖，空气无法通过进行换热，因此要先除冰，除冰的原理就是外部蒸发器25做冷凝器使用，冷凝器放出热量给表面的冰层，此时chiller作为蒸发器25从冷却回路吸热吸收电机4的热或者电池的热，或者同时吸收电机4电池的热，冰层慢慢融化，除冰完成后就可以开启常规热泵制热通过内部冷凝器20放热，外部蒸发器25从环境空气中吸热，如果没有此除冰功能，车辆无法开启热泵给乘员舱制热，只能开启加热器(PTC)，会造成能耗增加。
2车辆在行驶的过程中，在冬季低温2℃左右环境下，外界湿度较大时，蒸发器25运行一段时间后表面会慢慢的结霜，蒸发器25结霜到一定程度会影响蒸发器25的吸热，从而导致压缩机19吸气压力过低，触发压缩机19低压保护停机，乘员舱制热停止后只能开启加热器(PTC)对乘员舱进行加热，此时能耗会增加，续航里程会降低。这时候把运行模式切换到化霜除冰模式，可以短时间内把霜除掉，除掉后再切换至常规热泵模式制热，这种情况下不用开启加热器(PTC)制热，满足乘员舱制热需求的同时，能耗又比较低。
在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，所述第三单向阀6、第一三通阀9、第二三通阀10、第三三通阀17、第一单向阀15、常开电磁阀21、第二单向阀23、第一电子膨胀阀24、第二电子膨胀阀26、第三电子膨胀阀27、第一常闭电磁阀28、第二常闭电磁阀29均为可调流量控制阀。
低温散热器16，其主要作用是给电机回路或者电池回路进行降温。
内部冷凝器20，无论制冷和制热模式均通过该冷凝器。
外部换热器22，在制冷时其作为冷凝器使用，在制热时其作为蒸发器25使用。
蒸发器25，乘员舱有制冷需求时开启，主要作用是制冷除湿。
Chiller：作为热交换器，一侧通过冷媒，一侧通过冷却液，冷却液和冷媒进行热交换，主要目的是给冷却液降温或者回收冷却液中的热量。
液气分离器18(ACCU)，其主要作用是吸收管路中的液体冷媒，保证进入压缩机19的为气态冷媒，防止压缩机19产生液击。
加热器8(HVH)：为液体加热(加热器(PTC))，其主要作用是在冬季时为乘员舱或电池提供热源。
另一种情况为外部蒸发器25结冰，热泵通过chiller从电机4和电池进行吸热，外部蒸发器25达到除冰的目的。外部蒸发器25对应图中的outercondenser，其既可以做蒸发器25使用系统制热时也可以做冷凝器使用系统制冷时。
本发明为一种新能源汽车电池加热系统，可使用在PMA平台项目或者其他电动车配热泵系统的平台。
本发明所涉及新能源汽车电池加热系统的创新点为原理图清晰不复杂，使用的零部件少，成本低，同时拥有上述的乘员舱热泵空调系统制冷和制热，电池冷却和加热，电机4冷却和热回收，外部蒸发器25化霜除冰等功能。
并且本发明提供的冷却液回路至少有三条，分别是电机回路，电池回路和暖风回路，每条回路都可以单独运行而不受其他回路的干扰，同样每两条回路又可以单独进行混合而不受另外一条回路的影响，同时在电机回路三通阀或者电池回路三通阀失效时，可以通过控制电池回路或者电机回路的三通阀，而达到电机4热水无法进入到电池回路的目的。唯一的失效情况就是电机回路的三通阀和电池回路的三通阀同时失效。假如三通阀的失效率为1％，那么两个三通阀同时失效发生的概率就变成了万分之一。
功能安全是纯电动车一个非常重要的问题，主要是考虑不能让电机回路温度较高的热水进入到电池，分为以下几个方面：
1、因为电池有进水温度的要求，进水温度超过45℃后，会触发电机4降功率，乘客满意度会降低。
2、进水温度超过50℃后，会触发切断电机4动力，造成车辆失去动力，如果在高速上行车时发生车辆失去动力的情况，安全风险极大。
3、进水温度超过50℃后，如果不切断电机4动力，车辆继续行驶会造成电池回路温度继续上升，会造成电池温度过高燃烧，甚至爆炸的风险。
考虑到零部件无法做到百分之百的不失效，为了满足功能安全的要求，当电机回路的第三单向阀6损坏在进HUB的位置时，此时可以通过调节电池回路的第二三通阀10到小循环的位置，可以避免电机4中的热水进入到电池。除非电池回路的第二三通阀10也损坏，才会造成电机4的热水进入到电池。
如果一个水阀损坏的概率是百分之一，两个水阀同时损坏的概率就是万分之一。
所以本申请提供的新能源汽车热管路系统，相当于把电池热失控的风险降低了100倍，提高了车辆的安全性。
另一方面、本发明提供一种新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车设置有上述任一项所述的新能源汽车电池加热系统。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (10)

1.一种新能源汽车电池加热系统，其特征在于，包括:电池回路、混水设备(5)、第一单向阀(15)和乘员舱加热回路；
所述电池回路包括依次通过冷却液管路串联的第二三通阀(10)、第二膨胀水壶(11)、第三水泵(12)、电池组(13)和冷却器(14)；
所述第一单向阀(15)的进水端连接所述冷却器(14)和所述第二三通阀(10)的一个进口端，所述第一单向阀(15)的另一端连接所述混水设备(5)的进口端；所述混水设备(5)的出口端连接所述第二三通阀(10)的另一进口端；
所述乘员舱加热回路包括依次通过冷却液管路串联的第二水泵(7)、加热器(8)、第一三通阀(9)和暖风芯体(30)；
所述第一三通阀(9)的第一出口端连接所述暖风芯体(30)的一端，所述暖风芯体(30)的另一端分别连接所述混水设备(5)的出口端和所述第二水泵(7)的进口端，所述第一三通阀(9)的第二出口端连接所述混水设备(5)；
所述混水设备(5)用于将通过所述电池回路的冷却液与通过所述乘员舱加热回路的冷却液混合。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括:电机回路；
所述电机回路包括依次通过冷却液管路串联的第一膨胀水壶(1)、第一水泵(2)、充电器(3)和电机(4)；
所述第一膨胀水壶(1)的进口端连接所述混水设备(5)的出口端，所述电机的出口端连接所述混水设备(5)的进口端。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：低温散热器(16)；
所述电机回路还包括第四三通阀(17)，所述第四三通阀(17)的进口端连接所述电机(4)一端，所述第四三通阀(17)的第一出口端连接所述混水设备(5)的进口端，所述第四三通阀(17)的第二出口端连接所述低温散热器(16)的一端，所述低温散热器(16)的另一端连接所述混水设备(5)的进口端。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电机回路还包括：第三单向阀(6)，所述第三单向阀的进水端分别连接所述低温散热器(16)的另一端和所述第四三通阀(17)的第二出口端，所述第三单向阀(6)的出水端连接所述第一膨胀水壶(1)的进口端。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：空调回路；
所述空调回路包括依次串联的液气分离器(18)、压缩机(19)、内部冷凝器(20)、常开电磁阀(21)、外部换热器(22)、第二单向阀(23)、第一电子膨胀阀(24)、蒸发器(25)。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述空调回路还包括：第二电子膨胀阀(26)，所述第二电子膨胀阀(26)一端连接所述第二单向阀(23)的出口，所述第二电子膨胀阀(26)另一端连接所述冷却器(14)的入口，所述冷却器(14)的出口连接所述液气分离器(18)。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述空调回路还包括：第三电子膨胀阀(27)和第一常闭电磁阀(28)，所述第三电子膨胀阀(27)与所述常开电磁阀(21)并联；所述第一常闭电磁阀(28)的一端连接所述蒸发器(25)和所述常开电磁阀(21)之间，所述第一常闭电磁阀(28)的另一端连接所述第二电子膨胀阀(26)一端。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述空调回路还包括：第二常闭电磁阀(29)，所述第二常闭电磁阀(29)的一端与所述外部换热器(22)连接，所述第二常闭电磁阀(29)的另一端与所述液气分离器(18)连接。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，第一三通阀(9)、第二三通阀(10)、第四三通阀(17)、第一单向阀(15)和第二单向阀(23)均为可调流量控制阀。
10.一种新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车设置有权利要求1-9任一项所述的新能源汽车电池加热系统。
CN202010241907.2A 2020-03-31 2020-03-31 一种新能源汽车电池加热系统 Active CN111532101B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010241907.2A CN111532101B (zh) 2020-03-31 2020-03-31 一种新能源汽车电池加热系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010241907.2A CN111532101B (zh) 2020-03-31 2020-03-31 一种新能源汽车电池加热系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111532101A CN111532101A (zh) 2020-08-14
CN111532101B true CN111532101B (zh) 2022-12-06

Family

ID=71971473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010241907.2A Active CN111532101B (zh) 2020-03-31 2020-03-31 一种新能源汽车电池加热系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111532101B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115027205B (zh) * 2022-06-21 2024-05-14 智己汽车科技有限公司 一种整车热管理系统
CN115742679B (zh) * 2022-12-26 2024-06-11 中国重汽集团济南动力有限公司 一种带相变蓄热器的重型卡车暖风系统和控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107196011B (zh) * 2017-04-24 2020-02-04 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 一种新能源汽车电机冷却液回收系统和回收方法
CN109649119B (zh) * 2018-12-23 2024-07-09 上海思致汽车工程技术有限公司 一种充分利用废热的新能源汽车整车热管理系统
CN110126678A (zh) * 2019-05-15 2019-08-16 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 一种电动汽车的动力电池加热方法和装置
CN110281735B (zh) * 2019-06-24 2021-01-01 浙江吉利控股集团有限公司 一种新能源汽车热管理系统及其控制方法
CN110525169B (zh) * 2019-09-05 2022-08-23 上海理工大学 纯电动汽车用集成乘员舱热泵空调及三电热管理系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111532101A (zh) 2020-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111532100B (zh) 一种混合动力汽车集成化热管理系统
CN110549817B (zh) 热流管理设备以及用于运行热流管理设备的方法
CN110525169B (zh) 纯电动汽车用集成乘员舱热泵空调及三电热管理系统
CN106985632B (zh) 一种多联式多功能的热泵型电动空调系统及其工作方法
US9649909B2 (en) Vehicle heat management system including a switching valve
CN110884318A (zh) 用于混合动力车辆部件的热管理的系统
CN108327482A (zh) 一种新能源汽车热管理系统
CN213007493U (zh) 电动汽车及其热管理系统
CN108973591B (zh) 电动汽车温度调控系统及其控制方法
CN211280561U (zh) 一种新能源汽车热管理系统
CN109638381B (zh) 一种电动汽车高效一体化主动热管理系统
CN211107042U (zh) 车辆的热管理系统和具有其的车辆
CN111532101B (zh) 一种新能源汽车电池加热系统
CN109572360A (zh) 新能源汽车全车热管理系统
CN109760485B (zh) 一种具有制冷/制热/辅助电池包散热功能的二氧化碳系统
CN111532099B (zh) 一种新能源汽车热管理系统
CN114714860A (zh) 热管理系统
CN115416444A (zh) 一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法
CN113370751B (zh) 一种电动车辆整车热管理系统及其控制方法
CN209126467U (zh) 电动汽车温度调控系统
CN110843452B (zh) 集成式电动汽车热泵空调系统及其控制方法
CN111703269B (zh) 一种新能源汽车除霜系统
CN219446676U (zh) 热管理系统及车辆
CN112455187A (zh) 应用于电动汽车的热管理系统及电动汽车
CN111497554A (zh) 一种混合动力汽车热回收系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220402

Address after: 310051 No. 1760, Jiangling Road, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District

Applicant after: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Applicant after: Zhejiang liankong Technology Co.,Ltd.

Address before: 315336 818 Binhai two road, Hangzhou Bay New District, Ningbo, Zhejiang

Applicant before: NINGBO GEELY AUTOMOBILE RESEARCH AND DEVELOPMENT Co.,Ltd.

Applicant before: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant