CN114312487B - 电机控热系统与热管理系统和车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电机控热系统与热管理系统和车辆。该电机控热系统包括电机、储油箱、以及用于连通电机与储油箱的进油组件和出油组件。其中,进油组件至少存在第一导通态和第二导通态;当进油组件处于第一导通态时,进油组件以第一进油量向电机内供油,且第一进油量满足浸没电机气隙的需求。当进油组件处于第二导通态时,进油组件以第二进油量向电机内供油,且第二进油量满足不浸没电机气隙的需求;出油组件用于将电机内的油回流至储油箱。该电机控热系统可使电机在处于正常运行的控制方式下可提供更大的发热量。
Description
技术领域
本申请涉及电机领域,尤其涉及一种电机控热系统与热管理系统和车辆。
背景技术
在能源和环保的压力下,新能源汽车已成为目前汽车的主流发展方向。新能源汽车的动力总成结构中,电池为电机提供电能,以使电机能够正常运转。但是,在严寒环境下,电池的性能会下降,输出功率降低,此时需要对其进行加热处理,以使电池能够保持较高的功率输出和容量。
现有的对电池进行加热的方式主要有两种,一种是利用电池周围设置的加热元件,例如正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)加热器,对电池进行加热;第二种是利用电机的热量对电池加热。在利用电机的热量对电池进行加热的方式中,可通过设置换热介质将电机产生的热量输送至电池,以对电池进行加热。但是对于寒冷地区而言,电机短时间正常运转过程中产的热量有时不能有效加热电池,由此当需要对电池进行加热时,需要增大电机的发热量,以提高电机的热量输出。而现有的增大电机发热量的方法中,要么需要停车切换电机的运行方式以增大电机发热量,要么改变电机正常控制方式主动降低电机效率以增大电机发热量。因此,采用目前的电池加热方法,无法在不影响车辆的正常行驶,以及使电机维持在正常运行控制方式下,对电池进行有效加热。
发明内容
本申请提供了一种电机控热系统与热管理系统和车辆,使电机在处于正常运行控制方式下可提供较大的发热量,从而实现对电池的有效加热。
第一方面,本申请提供一种电机控热系统包括电机、储油箱、以及用于连通电机与储油箱的进油组件和出油组件。其中,进油组件至少存在第一导通态和第二导通态;当进油组件处于第一导通态时,进油组件以第一进油量向电机内供油,且第一进油量满足浸没电机气隙的需求。当进油组件处于第二导通态时,进油组件以第二进油量向电机内供油,且第二进油量满足不浸没电机气隙的需求;出油组件用于将自进油组件供入电机内的油回流至储油箱。
本申请提供的电机控热系统,通过控制进油组件的导通状态,以控制电机内的油量。当通入电机内的第二进油量不能浸没电机内的气隙时,电机内的油量只是在电机内的油路内流通,以对电机进行润滑,并带出电机正常运转过程中产生的热量。当通入电机内的第一进油量能够浸没电机内的气隙时,电机内的油量增加,搅油损耗随之增加,此时,电机的发热量增大,并且通入电机内的油还可将电机的热量带出,增加电机的散热。本申请提供的电机控热系统,可在电机的运转过程中,通过控制通入电机内的进油量来调整电机的发热量和散热量,由此,可在不影响电机运行的情况下,实现调整电机发热量的目的。本申请的电机控热系统,电机内无需增加额外的发热元件,控制逻辑简单,易于实现,且整个过程不会产生额外的噪声和振动。
将该电机控热系统应用于新能源汽车中时,当需要对电池进行加热时,可使进油组件处于第一导通态,以增大电机的发热;当不需要对电池进行加热时,可使进油组件处于第二导通态,尽量减少电机的发热。
在本申请一种可能的实现方式中,进油组件包括进油管路、与进油管路连接的油泵和控制阀,控制阀用于使进油组件在第一导通态和第二导通态之间切换。利用控制阀控制进油组件的导通状态,方便切换且易于控制。
在本申请一种可能的实现方式中,进油管路包括进油主管和回油支管。其中:进油主管的一端与电机连通,另一端通过油泵与储油箱连通。回油支管的一端与进油主管连通,且回油支管与进油主管的连接部分处于电机与油泵之间,回油支管的另一端与储油箱连通。控制阀设于回油支管。其中,控制阀可为开关阀。
当进油组件处于第一导通态时,控制阀关闭,回油支管处于截止状态,储油箱内的油通过进油主管进入电机内,此时,进油组件内的油能够浸没电机的气隙,提高电机的搅油损耗,提高电机的发热量。当进油组件处于第二导通态时,控制阀打开,回油支管处于导通状态,进油管路内的一部分油通过进油主管进入电机,另一部分油经回油支管返回至储油箱内。其中,通过进油主管进入电机内的油不足以浸没电机的气隙,电机发热量较低。
由此,当需要对电池进行加热时,可关闭控制阀,油泵从储油箱抽出的油全部进入电机;当不需要对电池加热时,可打开控制阀,油泵从储油箱抽出的油可经回油支管再返回至储油箱内。由此,该实施方式中,可通过控制控制阀的启闭,达到控制进入电机油量的目的,进而对电机的发热量进行调节。
在本申请另一种可能的实现方式中,进油管路包括第一进油管道和第二进油管道。其中:第一进油管道包括进油主管和回油支管,进油主管的一端与电机连通,另一端通过油泵与储油箱连通;回油支管的一端与进油主管连通,且回油支管与进油主管的连接部位位于电机与油泵之间,回油支管的另一端与储油箱连通。第二进油管道的一端与电机连通,另一端通过油泵与储油箱连通。
该实施方式中,进油管路分设为两个,分别为第一进油管道和第二进油管道。当进油组件处于第一导通态时,第一进油管道截止,电机与油泵通过第二进油管道导通;当进油组件处于第二导通态时,电机与油泵通过第一进油管道导通,第二进油管道截止。其中,可通过设置控制阀以实现第一进油管道和第二进油管道的通断。
具体设置控制阀时,在本申请一种可能的实现方式中,控制阀包括第一控制子阀和第二控制子阀,第一控制子阀设于第一进油管道,第二控制子阀设于第二进油管道。第一控制子阀和第二控制子阀均设于电机与油泵之间。其中,第一控制子阀和第二控制子阀例如均可为开关阀。当需要第一进油管道导通时,可打开第一控制子阀,关闭第二控制子阀;当需要第二进油管道导通时,可关闭第二控制子阀,打开第一控制子阀。
具体设置控制阀时,在本申请另一种可能的实现方式中,第一进油管道和第二进油管道均通过同一控制阀连接至油泵。其中,在本申请一种可能的实现方式中,控制阀可为两位三通阀,控制阀包括一个进油口和两个出油口,控制阀的进油口与油泵连接,第一进油管道连接控制阀的一个出油口,第二进油管道连接控制阀的另一个出油口。
该实施方式中,当控制阀处于第一工位时,第一进油管道处于导通状态,第二进油管道处于截止状态;当控制阀处于第二工位时,第一进油管道处于截止状态,第二进油管道处于导通状态。通过设置一个控制阀可使进油组件实现第一导通态和第二导通态之间的切换。
具体设置控制阀时,在本申请另一种可能的实现方式中,控制阀可为两位四通阀,此时,该控制阀包括两个进油口和两个出油口,控制阀的两个进油口分别连接至油泵,控制阀的其中一个出油口连接第一进油管道,控制阀的另一个出油口连接第二进油管道。
该实施方式中,当控制阀处于第一工位时,第一进油管道处于导通状态,第二进油管道处于截止状态,此时进油组件处于第二导通态;当控制阀处于第二工位时,第一进油管道处于截止状态,第二进油管道处于导通状态,此时,整个进油组件处于第一导通态。
在本申请又一种可能的实现方式中,进油组件包括进油管路和设于进油管路的油泵,进油管路包括第一进油管道和第二进油管道。第一进油管道包括进油主管和回油支管,进油主管的一端连接电机,进油主管的另一端通过油泵与储油箱连接;回油支管的一端连接进油主管,回油支管的另一端连接储油箱。第二进油管道通过油泵与储油箱连接。油泵具有正转和倒转功能,其中,当油泵正转时,连通第一进油管道和第二进油管道中的一个;当油泵倒转时,连通第一进油管道和第二进油管道中的另一个。其中,油泵正转和倒转时,旋转方向相反。
该实施方式中,可通过油泵的正转和倒转控制第一进油管道和第二进油管道的通断,该结构下,可避免使用控制阀即可实现第一导通态和第二导通态之间的切换。
具体设置油泵时,在本申请一种可能的实现方式中,油泵包括两个进油口和两个出油口,油泵的其中一个进油口与储油箱的一个出油口连接,油泵的另一个进油口与储油箱的另一个出油口连接。油泵的其中一个出油口与第一进油管道连接,油泵的另一个出油口与所述第二进油管道连接。
在本申请的一种实施例中,出油组件包括出油管道和与出油管道连接的换热器,出油管道内的冷却油经换热器后进入储油箱,以将冷却油的热量经换热器向外传输。
第二方面,本申请提供了一种热管理系统,包括:电池、第一流体管路和本申请第一方面的电机控热系统,其中,第一流体管路中的换热介质能够沿第一流体管路流经电池,用于对电池进行加热或冷却;第一流体管路与电机控热系统中的换热器连接,以实现第一流体管路与出油组件之间的热量交换。
其中,本申请的热管理系统例如可为新能源车的热管理系统。
本申请提供的热管理系统,可利用电机的热量对电池进行加热,在电机保持正常运转状态的情况下,可实现电机发热量的增减控制,以对电池进行温度调节。
在本申请一种可能的实现方式中,热管理系统还包括座舱和第二流体管路,第二流体管路中的换热介质能够沿第二流体管路流经座舱,以用于座舱进行加热或冷却。第二流体管路可与经过换热器的第一流体管路连接。
通过设备第二流体管路,可对新能源车的座舱进行加热,以充分利用电机的热量。
第三方面,本申请还提供一种车辆,该车辆包括本申请第二方面的热管理系统。
由于本申请提供的车辆包括本申请第二方面的热管理系统,由此,该车辆同样可在正常行驶过程中,实现对电池的温度调节。
附图说明
图1为本申请一种实施例的电机控热系统的结构示意图;
图2为本申请另一种实施例的电机控热系统的结构示意图;
图3为本申请又一种实施例的电机控热系统的结构示意图;
图4为本申请又一种实施例的电机控热系统的结构示意图;
图5为本申请又一种实施例的电机控热系统的结构示意图;
图6为本申请一种实施例的热管理系统中对电池进行加热的结构示意图;
图7为本申请一种实施例的热管理系统利用电机热量对电池进行加热的逻辑框图。
附图标记:
10-电机;11-机壳;12-定子组件;13-定子组件;20-进油组件;21-进油管路;
211-进油主管;212-回油支管;213-第一进油管道;214-第二进油管道;22-油泵;
23-控制阀;231-第一控制子阀;232-第二控制子阀;30-储油箱;40-出油组件;
41-出油管道;42-换热器;51-电池;52-第一流体管路;53-第二流体管路;54-座舱;55-MCU。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
新能源汽车中,当电池的温度较低时,电池的电性能会下降,功率输出较低,这样常常会导致新能源汽车无法正常启动,或行驶路程降低。尤其在寒冷地区,此现象更为明显。现有的对电池进行加热的方式主要有两种,一种是利用电池周围设置的加热元件,例如PTC加热器,对电池进行加热。该方式中,PTC加热器的设置会增大动力总成结构的占用空间,不利于动力总成结构的集成化和小型化发展;同时,利用PTC加热器对电池进行加热时,PTC加热器的电力来源也依赖于电池,造成电池电能的浪费。第二种加热方式是利用电机的热量对电池加热,电机在运行过程中会产生大量的热量,若能够利用电机的热量对电池加热,可简化动力总成结构,减少PTC加热器的设置。在第二种加热方式中,可通过设置换热器和换热介质以将电机产生的热量传递至电池,以对电池进行加热。但是该加热方式中,当温度较低时,电机正常运转过程中产生的热量往往不足以使电池恢复到正常工作状态,当需要对电池进行加热时,需要增大电机的发热量,以提高电机的热量输出。
现有的增大电机发热量的方法中,一种是通过在定子组件的绕组注入电流产生热量,以产生热量。另一种是通过控制电机的磁通,通过主动降低电机运行中的效率以提高电机的发热功率,进而增加电机的发热量。通过注入电流使绕组发热的方法,发热功率小,加热速率慢,在电机运行中无法进行加热,因此无法在车辆行驶过程中持续提供热量;通过调整磁通的方式在加热过程中会改变电机的控制方式,增加控制复杂度。
为解决上述问题,本申请实施例提供一种电机控热系统。图1为本申请一种实施例的电机控热系统的结构示意图,如图1所示,在本申请一种实施例中,该电机控热系统包括电机10、储油箱30以及用于连通电机10与储油箱30的进油组件20和出油组件40。
其中,如图1所示,在本申请一种实施例中,电机10可为油冷电机,在电机10的运行过程中,可通过通入冷却油对电机10进行冷却。电机10可包括机壳11和设置于机壳11内的定子组件12和转子组件13,其中,转子组件13的转轴和转子铁芯内均留有油道,在电机10的正常运行过程中,冷却油可进入电机10的油道内对电机10进行冷却。同时,通入的冷却油还可作为润滑油对包括轴承在内的电机10的各个部件进行润滑。
可以理解的是,本申请实施例中,并未对电机10的具体类型做出限定,本申请实施例中的电机10包括但不限于永磁同步电机、异步电机、磁阻电机或电励磁电机等。
如图1所示,在本申请的一种实施例中,进油组件20包括进油管路21、油泵22和控制阀23,其中,进油管路21包括进油主管211和回油支管212。参照图1,在本申请一种实施例中,进油主管211的一端与电机10连通,另一端通过油泵22与储油箱30连通。回油支管212的一端与进油主管211连通,另一端与储油箱30连通。回油支管212与进油主管211的连接部分处于电机10与油泵22之间。
参照图1,控制阀23设于回油支管212。其中,控制阀23可为开关阀,以用于控制进入电机10的冷却油的供油量。具体实施时,当控制阀23关闭时,进油组件20处于第一导通态,此时,回油支管212处于截止状态,在油泵22的作用下,储油箱30内的冷却油经进油主管211进入电机10内,该状态下冷却油的流动可参考图1中进油主管211内空心箭头方向所示。此时,油泵22从储油箱30泵入的油全部进入电机10内,可将进入电机10内的油量记为第一进油量,在该第一进油量下,电机10的气隙被填充,电机10在运行过程中会产生搅油损耗,发热量增加,散热也随之增加。其中,搅油损耗指,由于电机10气隙进油,导致转子旋转时所接触的流体环境从空气变为油,随转速变化,油的流体阻力随之变化,与这一阻力对应的损耗称之为搅油损耗。
当控制阀23开启时,进油组件20处于第二导通态,回油支管212处于导通状态,在油泵22的泵油量不变的情况下,进油主管211内的一部分冷却油会从回油支管212返回至储油箱30,剩余部分的冷却油从进油主管211进入电机10,该状态下冷却油的流动可参照图1中进油主管211和回油支管212内的空心箭头所示方向。此时,将进入电机10内的油量记为第二进油量,在该供油量下,电机10的气隙未被冷却油填充,通入的冷却油仅填充电机10内的油道,对电机10进行冷却和润滑,电机10气隙中填充的介质为空气,由此,电机10的发热降低,处于正常发热量的状态。
由此,如图1所示,在本申请实施例的电机控热系统中,进油组件20至少存在两个工作状态,即第一导通态和第二导通态,通过调节控制阀23以使进油组件20在第一导通态和第二导通态之间切换。当进油组件20处于第一导通态时,进油组件20以第一进油量向电机10内供油,且提供的第一进油量能够浸没电机10的气隙,电机10发热量增大。当进油组件20处于第二导通态时,进油组件20以第二进油量向电机10内供油,且提供的第二进油量不能浸没电机10的气隙,电机10内的冷却油只是在电机10内的油路内流通,以对电机10进行润滑,并带出电机10正常运转过程中产生的热量。
其中,可以理解的是,进油组件20在对电机10供油时,冷却油可以从电机10的机壳11进出电机10,也可以从电机10的两端转轴处进出电机10,在此,不再对进油组件20与电机10的具体连接位置关系做限定,只要能够使进油组件20内的冷却油进入电机10即可。
图2为本申请另一种实施例的电机控热系统的结构示意图,如图2所示,在本申请一种实施例中,进油管路21包括第一进油管道213和第二进油管道214。其中,第一进油管道213包括进油主管211和回油支管212,进油主管211的一端与电机10连通,另一端通过油泵22与储油箱30连通;回油支管212的一端与进油主管211连通,且回油支管212与进油主管212的连接部位位于电机10与油泵22之间,回油支管212的另一端与储油箱30连通。第二进油管道214的一端与电机10连通,另一端通过油泵22与储油箱30连通。
继续参照图2,在本申请的一种实施例中,控制阀23包括第一控制子阀231和第二控制子阀232。第一控制子阀231设于第一进油管道213的进油主管211上,且位于油泵22与进油主管211和回油支管212的连接部位之间,用于控制第一进油管道213的通断。第二控制子阀232设于第二进油管道214上,且位于电机10与油泵22之间,用于控制第二进油管道214的通断。另外,第一控制子阀231和第二控制子阀232例如均可为开关阀。
如图2所示,当需要电机10提供额外的热量对外进行加热时,可关闭第一控制子阀231,打开第二控制子阀232,油泵22从储油箱30抽出的冷却油经第二进油管道214全部进入电机10,如图2中虚线箭头所示。此时,进油组件20处于第一导通态,进入电机10的冷却油浸没电机10的气隙,从而使电机10的发热量增大。当不需要电机10对外提供额外的热量时,可打开第一控制子阀231,关闭第二控制子阀232,此时,经油泵22泵入冷却油流经第一进油管道213,其中,一部分冷却油经进油主管211进入电机10,另一部冷却油经回油支管212返回至储油箱30内,如图2中的实线箭头所示。该情况下,进油组件20处于第二导通态,进入电机10内的冷却油未能浸没电机10内的气隙,电机10正常运转。
图3为本申请又一种实施例的电机控热系统的结构示意图。如图3所示,在本申请一种实施例中,第一进油管道213和第二进油管道214均通过同一控制阀23连接至油泵22。其中,如图3所示,该控制阀23可为两位三通阀。具体地,该实施例中的控制阀23可包括一个进油口和两个出油口,控制阀23的进油口与油泵22的出油口连接,该控制阀23的一个出油口与第一进油管道213的进油主管211连接,该控制阀23的另一个出油口与第二进油管道214连接。
当控制阀23处于第一工位时,第一进油管道213处于导通状态,第二进油管道214处于截止状态,此时,冷却油的流动如图3中的实线箭头所示;当控制阀23处于第二工位时,第一进油管道213处于截止状态,第二进油管道214处于导通状态,此时,冷却油的流动如图3中的虚线箭头所示。由此,可通过设置一个两位三通阀使进油组件20实现第一导通态和第二导通态之间的切换,进而简化电机控温系统的结构,且便于控制。
图4为本申请又一种实施例的电机控热系统的结构示意图。如图4所示,在本申请一种实施例中,第一进油管道213和第二进油管道214还可通过同一两位四通阀的控制阀23连接至油泵22。如图4所示,该控制阀23设有两个进油口和两个出油口,控制阀23的两个进油口分别连接至油泵22,控制阀23的其中一个出油口连接第一进油管道213,控制阀23的另一个出油口连接第二进油管道214。
当控制阀23处于第一工位时,第一进油管道213处于导通状态,第二进油管道214处于截止状态,此时进油组件20处于第二导通态,冷却油的流动如图3中的实线箭头所示;当控制阀23处于第二工位时,第一进油管道213处于截止状态,第二进油管道214处于导通状态,此时,整个进油组件20处于第一导通态,冷却油的流动如图3中的虚线箭头所示。
可以理解的是,本申请实施例中的控制阀23除了可为两位三通阀或两位四通阀外,其他至少存在一个进油口和至少两个出油口的控制阀均可。
图5为本申请又一种实施例的电机控热系统的结构示意图。如图5所示,在本申请的一种实施例中,进油组件20包括进油管路21和设于进油管路21上的油泵22,进油管路21包括第一进油管道213和第二进油管道214。其中,第一进油管道213包括进油主管211和回油支管212,进油主管211的一端连接电机10,进油主管211的另一端通过油泵10与储油箱30连接。回油支管212的一端连接进油主管211,回油支管212的另一端连接储油箱30。第二进油管道214通过油泵22与储油箱30连接。该实施例中,油泵22具有正转和倒转功能,其中,当油泵22正转时,使油泵22与第一进油管道213和第二进油管道214中的一个导通;当油泵22倒转时,使油泵22与第一进油管道213和第二进油管道214中的另一个导通。例如,当油泵22正转时,使油泵22与第一进油管道213导通,第二进油管道214截止;当油泵22倒转时,第一进油管道213截止,油泵22与第二进油管道导通214。上述仅为示例性说明,当油泵22正转或倒转时,使油泵22与第一进油管道213和第二进油管道214的导通状态可互换。
该实施例中,可通过油泵22的正转和倒转控制使油泵22与第一进油管道213和第二进油管道214的通断,该结构下,可不使用控制阀23,仅通过油泵的正转和倒转即可实现第一导通态和第二导通态之间的切换,从而可简化电机控热系统结构。
继续参照图5,在本申请一种实施例中,具体设置油泵22时,油泵22可包括两个进油口和两个出油口,油泵22的其中一个进油口与储油箱30的一个出油口连接,油泵22的另一个进油口与储油箱30的另一个出油口连接。油泵22的其中一个出油口与第一进油管道213连接,油泵22的另一个出油口与第二进油管道214连接。该结构中,例如,当油泵22正转时,第一进油管道213和储油箱30之间处于连通状态,第二进油管道214和储油箱30之间处于截止状态;当油泵22倒转时,第一进油管道213和储油箱30之间处于截止状态,第二进油管道214和储油箱30之间处于连通状态。
继续参照图5,在本申请的一种实施例中,进油组件20还可以包括第一控制子阀231和第二控制子阀232,其中,第一控制子阀231设于第一进油管道213的进油主管211,且位于油泵22与进油主管211和回油支管212的连接部位之间,用于控制第一进油管道213的导通和截止;第二控制子阀232设于第二进油管道214,位于电机10与油泵22之间,用于控制第二进油管道214的导通和截止。其中,第一控制子阀231和第二控制子阀232均可设置于油泵22和电机10之间。当油泵22正转时,联动控制第一控制子阀231打开,第二控制子阀232关闭;当油泵22倒转时,联动控制第一控制子阀231关闭,第二控制子阀232打开。
一并参照图1-图5,在本申请的一种实施例中,出油组件40连接于电机10与储油箱30之间,用于将电机10内的冷却油回流至储油箱30内。其中,在本申请的一种实施例中,出油组件40包括出油管道41和与出油管道41连接的换热器42,出油管道41的一端与电机10连接,另一端与储油箱30连接。电机10内被加热的冷却油可流入出油管道41内,并经过换热器42进行换热后进入储油箱30,从而可实现冷却油的循环使用。另外,经换热器42换热后,出油管道41内的冷却油温度下降,换热器42内的另一换热介质温度上升,其中,另一换热介质可为水。
采用本申请各实施例提供的电机控热系统,在电机10运行过程中,可通过增加电机10腔体内的油量,以增加搅油损耗同时提升散热,从而增大电机10的发热量,以满足对外界部件,例如电池的加热需求。当不需要对外供热时,可恢复至正常供油,此时,油量减少,电机10正常运行,不产生额外的搅油损耗。该电机控热系统中,电机10可在标准工况运行下增加发热量,还可在调节油量的条件下,通过谐波注入/电流角调控主动降低效率,进一步增加发热。由此,本申请实施例的电机控热系统,可节省PTC器件及相应控制电路,并在不影响电机正常运行的控制方式,且不产生额外的电磁噪声或振动的情况下,提升发热量。
基于同样的技术构思,本申请实施例还提供一种热管理系统,该热管理系统例如可为新能源车的热管理系统。
图6为本申请一种实施例的热管理系统中对电池进行加热的结构示意图。如图6所示,在本申请一种实施例中,该热管理系统包括电池51、第一流体管路52和本申请上述实施例的电机控热系统。除此之外,该热管理系统还可包括微控制单元(microcontrollerunit,MCU)55,利用MCU 55可实现对电池51、电机10以及油泵22等部件的启停控制。
其中,第一流体管路52中的换热介质可沿第一流体管路52流经电池51,例如第一流体管路52的一部分可围绕电池51设置,用于对电池51进行加热或冷却;第一流体管路52与电机控热系统中的换热器42连接,以实现第一流体管路52与冷却油之间的热量交换。
结合图1至图6,当第一流体管路52中的换热介质在换热器42内与电机出油管道41内的冷却油进行换热,其中,换热介质和冷却油在换热器42内各自流经相应的换热管道实现换热,换热后,出油管道41内的冷却油的温度降低,第一流体管路52中的换热介质,例如水的温度升高。随后,第一流体管路52内的换热介质对电池51进行加热,最终将电机10的热量传递给电池51。
继续参照图6,在本申请的一种实施例中,热管理系统还包括座舱54和第二流体管路53,第二流体管路53中的换热介质可沿第二流体管路53流经座舱54,例如第二流体管路53的一部分可围绕座舱54设置,第二流体管路53与经过换热器42的第一流体管路52连接。
通过设置第二流体管路53,在车辆行驶过程中,可将电机10产生的热量传递至座舱54,为座舱54加热,进一步提高电机10热量的利用率。
图7为本申请一种实施例的热管理系统利用电机热量对电池进行加热的逻辑框图。如图7所示,在本申请一种实施例中,利用电机的热量对电池进行加热的具体步骤如下:
S1)、车辆启动后,检测电池温度或整车控制器(vehicle control unit,VCU)是否下发加热指令;
S2)、判断是否需要对电池进行加热;
S3)、若需要,则启动加热模式;如不需要则转向执行步骤S4);加热模式下,电机控热系统的进油组件处于第一导通态,电机发热量增加;在加热模式下,持续监测电池温度及VCU指令,当检测到不再需要加热时,则退出加热模式转向执行步骤S4。
S4)、若不需要,电机正常运行,此时,电机控热系统的进油组件处于第二导通态。
基于同样的技术构思,本申请还提供一种车辆,该车辆例如可为新能源车。其中,该车辆包括本申请上述实施例的热管理系统。
可以理解的是,本申请实施例提供的车辆,除了包括本申请上述实施例的热管理系统外,还包括车架、发动机以及车轮等部件。由于本申请提供的车辆包括本申请上述实施例的热管理系统,由此,该车辆同样可在正常行驶过程中,实现对电池的温度调节。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种电机控热系统,其特征在于,包括电机、储油箱、以及用于连通所述电机与所述储油箱的进油组件和出油组件;其中,所述进油组件至少存在第一导通态和第二导通态;
当所述进油组件处于所述第一导通态时,所述进油组件以第一进油量向所述电机内供油,且所述第一进油量满足浸没所述电机的气隙的需求;
当所述进油组件处于所述第二导通态时,所述进油组件以第二进油量向所述电机内供油,且所述第二进油量满足不浸没所述电机的气隙的需求;
所述出油组件用于将所述电机内的冷却油回流至所述储油箱;
所述进油组件具有以下连接结构中的一种:
A)所述进油组件包括进油管路、与所述进油管路连接的油泵和控制阀,所述控制阀用于使所述进油组件在所述第一导通态和所述第二导通态之间切换;
所述进油管路包括进油主管和回油支管;其中:所述进油主管的一端与所述电机连通,另一端通过所述油泵与所述储油箱连通;所述回油支管的一端与所述进油主管连通,所述回油支管的另一端与所述储油箱连通;所述控制阀设于所述回油支管;当所述控制阀关闭时,所述回油支管处于截止状态,所述进油组件处于所述第一导通态;当所述控制阀打开时,所述回油支管处于导通状态,所述进油组件处于所述第二导通态;
B)所述进油组件包括进油管路、与所述进油管路连接的油泵和控制阀,所述控制阀用于使所述进油组件在所述第一导通态和所述第二导通态之间切换;
所述进油管路包括第一进油管道和第二进油管道;所述第一进油管道包括进油主管和回油支管;其中:所述进油主管的一端与所述电机连通,另一端通过所述油泵与所述储油箱连通;所述回油支管的一端与所述进油主管连通,所述回油支管的另一端与所述储油箱连通;所述第二进油管道的一端与所述电机连通,另一端通过所述油泵与所述储油箱连通;当所述进油组件处于所述第一导通态时,所述第一进油管道截止,所述电机与所述油泵通过所述第二进油管道导通;当所述进油组件处于所述第二导通态时,所述电机与所述油泵通过所述第一进油管道导通,所述第二进油管道截止;
C)所述进油组件包括进油管路和设于所述进油管路的油泵,所述进油管路包括第一进油管道和第二进油管道;
所述第一进油管道包括进油主管和回油支管,所述进油主管的一端连接所述电机,所述进油主管的另一端通过所述油泵与所述储油箱连接;所述回油支管的一端连接所述进油主管,所述回油支管的另一端连接所述储油箱;
所述第二进油管道通过所述油泵与所述储油箱连接;
所述油泵具有正转和倒转功能,其中,当所述油泵正转时,所述第一进油管道和第二进油管道中的一个与所述油泵连通;当所述油泵倒转时,所述第一进油管道和所述第二进油管道中的另一个与所述油泵连通。
2.根据权利要求1所述的电机控热系统,其特征在于,连接结构A)中,所述控制阀为开关阀。
3.根据权利要求1所述的电机控热系统,其特征在于,连接结构B)中,所述控制阀包括第一控制子阀和第二控制子阀,所述第一控制子阀设于所述第一进油管道,所述第二控制子阀设于所述第二进油管道;所述第一控制子阀和所述第二控制子阀均设于所述电机与所述油泵之间。
4.根据权利要求3所述的电机控热系统,其特征在于,所述第一控制子阀和所述第二控制子阀均为开关阀。
5.根据权利要求1所述的电机控热系统,其特征在于,连接结构B)中,所述第一进油管道和所述第二进油管道均通过所述控制阀连接至所述油泵。
6.根据权利要求5所述的电机控热系统,其特征在于,所述控制阀为两位三通阀,所述控制阀包括一个进油口和两个出油口,所述控制阀的进油口与所述油泵连接,所述第一进油管道连接所述控制阀的一个出油口,所述第二进油管道连接所述控制阀的另一个出油口;
当所述控制阀处于第一工位时,所述第一进油管道处于导通状态,所述第二进油管道处于截止状态;当所述控制阀处于第二工位时,所述第一进油管道处于截止状态,所述第二进油管道处于导通状态。
7.根据权利要求5所述的电机控热系统,其特征在于,所述控制阀为两位四通阀,所述控制阀包括两个进油口和两个出油口,所述控制阀的两个进油口分别连接至所述油泵,所述控制阀的其中一个出油口连接第一进油管道,所述控制阀的另一个出油口连接第二进油管道;
当所述控制阀处于第一工位时,所述第一进油管道处于导通状态,所述第二进油管道处于截止状态;当所述控制阀处于第二工位时,所述第一进油管道处于截止状态,所述第二进油管道处于导通状态。
8.根据权利要求1所述的电机控热系统,其特征在于,连接结构C)中,所述油泵包括两个进油口和两个出油口,所述油泵的其中一个进油口与所述储油箱的一个出油口连接,所述油泵的另一个进油口与所述储油箱的另一个出油口连接;所述油泵的其中一个出油口与所述第一进油管道连接,所述油泵的另一个出油口与所述第二进油管道连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电机控热系统,其特征在于,所述出油组件包括出油管道和与所述出油管道连接的换热器,所述出油管道内的冷却油经所述换热器后进入所述储油箱。
10.一种热管理系统,其特征在于,包括:电池、第一流体管路、以及如权利要求1-9任一项所述的电机控热系统;其中,
所述第一流体管路中的换热介质能够沿所述第一流体管路流经所述电池,用于对所述电池进行加热或冷却;
所述第一流体管路与所述电机控热系统中的换热器连接,以实现所述第一流体管路与所述出油组件之间的热量交换。
11.根据权利要求10所述的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统还包括座舱和第二流体管路,所述第二流体管路中的换热介质能够沿所述第二流体管路流经所述座舱,所述第二流体管路与经过换热器的所述第一流体管路连接。
12.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求10或11所述的热管理系统。
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