CN114261255A - 车辆的热管理系统和挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开了一种车辆的热管理系统，包括电池包换热回路、液压油散热回路以及供热换热器，电池包换热回路包括用于与车辆的电池包换热以对电池包进行冷却或加热的电池包换热器，液压油散热回路用于对车辆的液压油进行散热，供热换热器包括电池包侧换热管路和液压油侧换热管路，电池包侧换热管路设于电池包换热回路，液压油侧换热管路设于液压油散热回路，供热换热器能够在电池包换热回路供热时将液压油散热回路内的液压油的热量通过电池包侧换热管路和液压油侧换热管路的热交换传递至电池包换热回路。本发明通过供热换热器将液压油散热回路产生的余热利用至电池包的加热，大大降低了车辆的热管理系统能耗，达到节能的效果。

Description

车辆的热管理系统和挖掘机

技术领域

本发明属于工程机械领域，具体地，涉及一种车辆的热管理系统和应用该车辆的热管理系统的挖掘机。

背景技术

在电动挖掘机中，采用电池包替代传统燃油发动机作为动力源，在电动挖掘机的组成系统中热管理系统是非常重要的系统，在进行系统设计时必须保证系统的稳定可靠和节能高效。

相关技术中，电动挖掘机热管理系统包括电池包换热系统，当电动挖掘机在环境温度较低的情况下工作时，电池包需要保持在最佳的工作温度，此时就需要电池包换热系统不断地对电池包进行加热，能耗较大。

发明内容

针对现有技术中的上述不足或缺陷，本发明提供一种车辆的热管理系统和挖掘机，旨在解决电动挖掘机在环境温度较低的情况下工作时，需要电池包换热系统不断地对电池包进行加热，能耗较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种车辆的热管理系统，包括：

电池包换热回路，包括用于与所述车辆的电池包换热以对所述电池包进行冷却或加热的电池包换热器；

液压油散热回路，用于对所述车辆的液压油进行散热；以及

供热换热器，包括电池包侧换热管路和液压油侧换热管路，所述电池包侧换热管路串联于所述电池包换热回路，所述液压油侧换热管路并联于所述液压油散热回路，所述供热换热器能够在所述电池包换热回路供热时将所述液压油散热回路内的液压油的热量通过所述电池包侧换热管路和所述液压油侧换热管路的热交换传递至所述电池包换热回路。

可选地，所述液压油散热回路包括串联的液压油箱和散热器，所述液压油侧换热管路与所述散热器相并联设置。

可选地，所述散热器的进液口通过第一输送管路与所述液压油箱的出液口连接，所述液压油侧换热管路的进液口通过第二输送管路与所述第一输送管路连接，所述第二输送管路上设置有第一电磁阀。

可选地，所述第一输送管路设有第二电磁阀和用于与所述第二输送管路连接的接口，所述第二电磁阀位于所述第一输送管路在所述散热器的进液口和所述接口之间的管段上。

可选地，所述车辆的热管理系统还包括控制器和设于所述电池包换热器的出口端的出口温度传感器，所述控制器用于根据所述出口温度传感器所检测到的结果控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀。

可选地，所述车辆的热管理系统还包括设置于所述电池包换热器的进口端的进口温度传感器，所述控制器用于根据所述出口温度传感器和所述进口温度传感器所检测到的温度结果控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀。

可选地，所述电池包换热回路包括依次串联的压缩机、所述电池包换热器、膨胀阀以及室外换热器。

可选地，所述电池包侧换热管路包括：

第一换热管路，连接于所述压缩机的出口端和所述电池包换热器的进口端之间的管路上；和

第二换热管路，连接于所述电池包换热器的出口端与所述膨胀阀的进口端之间的管路上。

可选地，所述供热换热器为板式换热器。

本发明还提供一种挖掘机，所述挖掘机包括上述的车辆的热管理系统。

通过上述技术方案，在低温环境下电池包需要保持合适的工作温度时，电池包换热回路向电池包供热，同时，供热换热器能够将液压油散热回路内的液压油的热量通过电池包侧换热管路和液压油侧换热管路的热交换传递至电池包换热回路，即通过供热换热器将液压油散热回路产生的余热利用至电池包的加热，大大降低了电池包换热回路对电池包的加热功率，进而降低了车辆的热管理系统能耗，达到节能的效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的一实施方式中的车辆的热管理系统的结构示意图。

附图标记说明：

1 电池包换热回路

11 电池包换热器

2 液压油散热回路

21 液压油箱 22 散热器

3 供热换热器

31 电池包侧换热管路 311 第一换热管路

312 第二换热管路 32 液压油侧换热管路

4 第一电磁阀

5 第二电磁阀

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参考附图1所示的车辆的热管理系统的结构示意图，本发明首先提供了一种车辆的热管理系统，包括电池包换热回路1、液压油散热回路2以及供热换热器3，电池包换热回路1包括用于与车辆的电池包换热以对电池包进行冷却或加热的电池包换热器11，液压油散热回路2用于对车辆的液压油进行散热，供热换热器3包括电池包侧换热管路31和液压油侧换热管路32，电池包侧换热管路31串联于电池包换热回路1，液压油侧换热管路32并联于液压油散热回路2，供热换热器3能够在电池包换热回路1供热时将液压油散热回路2内的液压油的热量通过电池包侧换热管路31和液压油侧换热管路32的热交换传递至电池包换热回路1。

本发明旨在提供一种车辆的热管理系统，以解决电动挖掘机在环境温度较低的情况下工作时，需要电池包换热系统不断地对电池包进行加热，能耗较大的技术问题。在现有的车辆的热管理系统中，包括有用于对电池包进行加热或散热的系统，例如通过在电池包上设有电池包换热器，电池包换热器与电池包热交换，电池包换热器通过管路接入车辆用于给驾驶室制冷或制热的空调系统，通过空调系统向电池包换热器输送冷媒实现换热，即通过车辆本身的空调系统对电池包加热或散热，当然，也一些车辆的热管理系统包括有专门设置为电池包加热或散热的换热系统，但是这些车辆的热管理系统在例如北欧等温度较低的环境下工作时，需要不间断地对电池包进行加热，耗能较大。因此，为了能够解决耗能较大的问题，发明人进行了不断的思考和创新并设计出本发明的车辆的热管理系统，以便降低车辆的热管理系统在例如北欧等温度较低的环境下工作的能耗，达到节能降成本的目的。

在该车辆的热管理系统中，设置有供热换热器3，供热换热器3包括设于电池包换热回路1的电池包侧换热管路31和设于液压油散热回路2的液压油侧换热管路32，供热换热器3能够在电池包换热回路1供热将液压油散热回路2内的液压油的热量通过电池包侧换热管路31和液压油侧换热管路32的热交换传递至电池包换热回路1，即通过供热换热器3将液压油散热回路产生的余热利用至电池包的加热，大大降低了电池包换热回路对电池包的加热功率，进而降低了车辆的热管理系统能耗，达到节能的效果，同时还能对液压油散热回路的液压油起到散热效果。

可以理解地，电池包侧换热管路31和液压油侧换热管路32在供热换热器3内能够热交换，而电池包侧换热管路31设于电池包换热回路1，液压油侧换热管路32设于液压油散热回路2，当液压油散热回路2内的液压油流经液压油侧换热管路32时，电池包换热回路1的冷媒也同时流经电池包侧换热管路31，此时，液压油侧换热管路32内的液压油的热量即可通过电池包侧换热管路31和液压油侧换热管路32的热交换传递至电池包侧换热管路31内冷媒，即可实现将液压油散热回路的热量转移至电池包换热回路1，对电池包换热回路1起到加热作用，同时对液压油散热回路起到散热作用。

在一种实施例中，参考附图1所示，液压油散热回路2包括串联的液压油箱21和散热器22，液压油侧换热管路32与散热器22相并联设置。

在实际应用过程中，当车辆的热管理系统在常温或高温的环境中工作时，电池包无需进行加热，也就无需将液压油引入液压油侧换热管路32进行热交换，此时，需要散热器22对液压油进行散热处理，而当车辆的热管理系统在低温的环境中工作时，电池包需要进行加热，此时，将液压油引入液压油侧换热管路32进行热交换，一方面为电池包加热提供热量，降低能耗，另一方面使液压油侧换热管路32充当散热器22对液压油起散热作用。

在一种实施例中，参考附图1所示，散热器22的进液口通过第一输送管路与液压油箱21的出液口连接，液压油侧换热管路32的进液口通过第二输送管路与第一输送管路连接，第二输送管路上设置有第一电磁阀4。

可以理解地，第二输送管路用于将从液压油箱21出来的液压油导向液压油侧换热管路32，而第一电磁阀4能够控制第二输送管路的通断，也就是说，第一电磁阀4能够控制从液压油箱21出来的液压油是否导向液压油侧换热管路32。

在实际应用过程中，当车辆的热管理系统在常温或高温的环境中工作时，电池包无需进行加热，也就无需将液压油引入液压油侧换热管路32进行热交换，此时，第一电磁阀4截止，使第二输送管路截止，从液压油箱21出来的液压油通过第一输送管路进入散热器22散热后再返回至液压油箱21内，而当车辆的热管理系统在低温的环境中工作时，电池包需要进行加热，此时，第一电磁阀4导通，使第二输送管路导通，使得从液压油箱21出来的液压油至少部分能够通过第二输送管路进入液压油侧换热管路32进行与电池包侧换热管路31内的冷媒的热交换后再返回至液压油箱21内。

在一种实施例中，参考附图1所示，第一输送管路设有第二电磁阀5和用于与第二输送管路连接的接口，第二电磁阀5位于第一输送管路在散热器22的进液口和接口之间的管段上。

可以理解地，第一输送管路用于将从液压油箱21出来的液压油导向散热器22，而第二电磁阀5能够控制从液压油箱21出来的液压油是否进入散热器22。

在实际应用过程中，第二电磁阀5与第一电磁阀4配合使用，具体地，当车辆的热管理系统在常温或高温的环境中工作时，电池包无需进行加热，也就无需将液压油引入液压油侧换热管路32进行热交换，此时，第一电磁阀4截止，第二电磁阀5导通，从液压油箱21出来的液压油通过第一输送管路进入散热器22散热后再返回至液压油箱21内，而当车辆的热管理系统在低温的环境中工作时，电池包需要进行加热，此时，第一电磁阀4导通，使第二输送管路导通，第二电磁阀5截止，使得从液压油箱21出来的液压油能够全部通过第二输送管路进入液压油侧换热管路32进行与电池包侧换热管路31内的冷媒的热交换后再返回至液压油箱21内。

在一种实施例中，车辆的热管理系统还包括控制器和设于电池包换热器11的出口端的出口温度传感器，控制器用于根据出口温度传感器所检测到的结果控制第一电磁阀4和第二电磁阀5。

可以理解地，通过在电池包换热器11的出口端设置出口温度传感器，控制器通过出口温度传感器检测电池包换热器11的出口端的温度以得出电池包换热器11的换热情况，然后根据出口温度传感器所检测到的结果控制第一电磁阀4和第二电磁阀5开启或截止，以控制液压油的流向，进而控制液压油散热回路2与电池包换热回路1的热交换，实现对电池包加热的控制。

在一种实施例中，车辆的热管理系统还包括设置于电池包换热器11的进口端的进口温度传感器，控制器用于根据出口温度传感器和进口温度传感器所检测到的温度结果控制第一电磁阀4和第二电磁阀5。

可以理解地，在电池包换热器11的进口端设置进口温度传感器，控制器通过出口温度传感器检测电池包换热器11的出口端的温度，同时通过进口温度传感器检测电池包换热器11的进口端的温度，能够更准确地得出电池包换热器11的换热情况，然后根据出口温度传感器和进口温度传感器所检测到的结果能够更加及时地控制第一电磁阀4和第二电磁阀5开启或截止，为电池包进行更加及时的加热。

在一种实施例中，电池包换热回路1包括依次串联的压缩机、电池包换热器11、膨胀阀以及室外换热器。

在实际使用过程中，通过压缩机、电池包换热器11、膨胀阀以及室外换热器构成冷媒循环回路，由电池包换热器11作为冷凝器或者蒸发器对电池包进行加热或散热，具体地，压缩机和室外换热器可与车辆本身的空调系统所具有的共用，即电池包换热器11与膨胀阀并联于空调系统的冷媒循环回路，通过引入空调系统的冷媒循环回路中冷媒实现对电池包的加热或散热。

在本实施例中，电池包换热器11可以为与电池板接触连接的换热板或者为与电池板接触连接的换热盘管，在此不作限定。

在一种实施例中，参考附图1所示，电池包侧换热管路31包括第一换热管路311和第二换热管路312，第一换热管路311连接于压缩机的出口端和电池包换热器11的进口端之间的管路上，第二换热管路312连接于电池包换热器11的出口端与膨胀阀的进口端之间的管路上，如此设置，使进入电池包换热器11的冷媒和从电池包换热器11流出的冷媒均会通过供热换热器3进行热交换，有效提高液压油散热回路2与电池包换热回路1热交换的效率。

在一种实施例中，供热换热器3为板式换热器以能够进行充分高效率的热交换，在另一些实施例中，供热换热器3可采用夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、管壳式换热器以及双管板换热器。

本发明还提出一种挖掘机，挖掘机包括如上的车辆的热管理系统。该车辆的热管理系统的具体结构参照上述实施例，由于本挖掘机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种车辆的热管理系统，其特征在于，包括：

电池包换热回路(1)，包括用于与所述车辆的电池包换热以对所述电池包进行冷却或加热的电池包换热器(11)；

液压油散热回路(2)，用于对所述车辆的液压油进行散热；以及

供热换热器(3)，包括电池包侧换热管路(31)和液压油侧换热管路(32)，所述电池包侧换热管路(31)串联于所述电池包换热回路(1)，所述液压油侧换热管路(32)并联于所述液压油散热回路(2)，所述供热换热器(3)能够在所述电池包换热回路(1)供热时将所述液压油散热回路(2)内的液压油的热量通过所述电池包侧换热管路(31)和所述液压油侧换热管路(32)的热交换传递至所述电池包换热回路(1)。

2.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述液压油散热回路(2)包括串联的液压油箱(21)和散热器(22)，所述液压油侧换热管路(32)与所述散热器(22)相并联设置。

3.根据权利要求2所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述散热器(22)的进液口通过第一输送管路与所述液压油箱(21)的出液口连接，所述液压油侧换热管路(32)的进液口通过第二输送管路与所述第一输送管路连接，所述第二输送管路上设置有第一电磁阀(4)。

4.根据权利要求3所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述第一输送管路设有第二电磁阀(5)和用于与所述第二输送管路连接的接口，所述第二电磁阀(5)位于所述第一输送管路在所述散热器(22)的进液口和所述接口之间的管段上。

5.根据权利要求4所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述车辆的热管理系统还包括控制器和设于所述电池包换热器(11)的出口端的出口温度传感器，所述控制器用于根据所述出口温度传感器所检测到的结果控制所述第一电磁阀(4)和所述第二电磁阀(5)。

6.根据权利要求5所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述车辆的热管理系统还包括设置于所述电池包换热器(11)的进口端的进口温度传感器，所述控制器用于根据所述出口温度传感器和所述进口温度传感器所检测到的温度结果控制所述第一电磁阀(4)和所述第二电磁阀(5)。

7.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述电池包换热回路(1)包括依次串联的压缩机、所述电池包换热器(11)、膨胀阀以及室外换热器。

8.根据权利要求7所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述电池包侧换热管路(31)包括：

第一换热管路(311)，连接于所述压缩机的出口端和所述电池包换热器(11)的进口端之间的管路上；和

第二换热管路(312)，连接于所述电池包换热器(11)的出口端与所述膨胀阀的进口端之间的管路上。

9.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统，其特征在于，所述供热换热器(3)为板式换热器。

10.一种挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的车辆的热管理系统。

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