CN115416444A - 一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法 - Google Patents

一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115416444A
CN115416444A CN202211109517.5A CN202211109517A CN115416444A CN 115416444 A CN115416444 A CN 115416444A CN 202211109517 A CN202211109517 A CN 202211109517A CN 115416444 A CN115416444 A CN 115416444A
Authority
CN
China
Prior art keywords
expansion valve
electronic expansion
battery
heat
passenger compartment
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.)
Withdrawn
Application number
CN202211109517.5A
Other languages
English (en)
Inventor
唐启天
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.)
Suzhou Yundao Smart Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Yundao Smart Technology 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 Suzhou Yundao Smart Technology Co ltd filed Critical Suzhou Yundao Smart Technology Co ltd
Priority to CN202211109517.5A priority Critical patent/CN115416444A/zh
Publication of CN115416444A publication Critical patent/CN115416444A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • 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
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • 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
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • 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
    • H01M10/62—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
    • H01M10/63—Control systems
    • 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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • 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
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • 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
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/008—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for heating the electrical propulsion units
    • 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

Abstract

本发明提供了一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法，系统包括：乘员舱热管理回路、电池热管理回路；所述乘员舱热管理回路包括依次连接的电动压缩机、室内冷凝器、室外换热器、室内蒸发器，制冷剂循环流经所述乘员舱热管理回路对乘员舱进行制冷/制热；所述电池热管理回路包括电池冷却液循环回路，电池冷却液循环回路包括依次连接的第一水箱、双芯电池冷却器、电池包；室外换热器的输出端还连接双芯电池冷却器，使经过室外换热器的制冷剂流经双芯电池冷却器，与电池冷却液循环回路中流经双芯电池冷却器的冷却液进行热交换，对电池包进行降温。本发明能够在兼顾低温制热能效及系统成本的同时，解决新能源汽车的低温里程焦虑。

Description

一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及汽车热管理系统技术领域，具体涉及一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法。
背景技术
整车续航里程一直是纯电动汽车的关键指标，由于没有传统发动机余热可以利用，低温续航里程打折也一直是电动汽车的痛点。热泵技术能有效提高制热效率、增加低温续航里程，在新能源乘用车领域已经有一些相对成熟的应用，目前主流的造车新势力基本都配套了热泵系统。
乘用车对驾乘舒适性要求较高，同时为满足快充、快放性能，动力总成对热泵系统提出更多的功能需求。多功能及高要求导致系统中增加许多阀、泵类零件，整车成本也上升较多，热泵系统的物料成本已是非热泵系统的热管理物料成本的2倍。
纯电动商用车同样有低温续航里程严重缩减的痛点。目前纯电动商用车普遍采用高压电加热器(PTC)来解决冬季采暖及电池包加热问题，这种方式的弊端在于制热效率极低，理论能效低于1，冬季制热时会消耗大量电能，严重影响车辆的行驶里程。
可参考乘用车引入热泵系统来解决纯电动商用车低温续航里程所见的痛点，但纯电动商用车作为运输工具对乘员舱的舒适性要求不高，同时动力总成的热管理功能要求相对简单。商用车如果按乘用车上的热泵系统开发，存在系统功能冗余，同时物料成本上升会影响终端售价。
因此，针对如纯电动商用车一类的对乘员舱的舒适性要求不高，同时动力总成的热管理功能要求相对简单的新能源汽车，需要一套能兼顾低温能效及系统成本、有效缓解低温里程焦虑的热管理方案。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法，以达到在兼顾低温制热能效及系统成本的同时，解决新能源汽车的低温里程焦虑的目的。
本申请实施例提供以下技术方案：一种用于新能源汽车的热泵热管理系统，包括：乘员舱热管理回路、电池热管理回路；
所述乘员舱热管理回路包括依次连接的电动压缩机、室内冷凝器、室外换热器和室内蒸发器，所述室内蒸发器的输出端连接气液分离器；通过依次循环流经所述电动压缩机、室内冷凝器、室外换热器、室内蒸发器，最后经过所述气液分离器返回至所述电动压缩机的制冷剂对乘员舱进行制冷/制热；
所述电池热管理回路包括电池冷却液循环回路，所述电池冷却液循环回路包括依次连接的第一水箱、双芯电池冷却器、电池包；所述乘员舱热管理回路中的所述室外换热器的输出端还连接所述双芯电池冷却器，使经过所述室外换热器的制冷剂流经所述双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路中流经所述双芯电池冷却器的冷却液进行热交换，对所述电池包进行降温。
根据本发明一种实施例，所述热泵热管理系统还包括，驱动控制单元热管理回路；
所述驱动控制单元热管理回路包括依次连接的低温散热器、第二水箱、电子三通阀、电驱动控制单元，通过所述第二水箱中的冷却液循环对所述电驱动控制单元降温。
根据本发明一种实施例，所述驱动控制单元热管理回路中的所述电驱动控制单元的冷却液输出端还连接所述双芯电池冷却器，使经过所述电驱动控制单元的冷却液流经所述双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路中流经所述双芯电池冷却器的冷却液进行热交换，利用所述电驱动控制单元的余热对所述电池包加热。
根据本发明一种实施例，所述热泵热管理系统还包括，电加热模块；所述电加热模块设置于所述乘员舱中。
根据本发明一种实施例，所述室内冷凝器和所述室外换热器的连通管路上设置大口径电子膨胀阀。
根据本发明一种实施例，所述乘员舱热管理回路中，所述室外换热器和所述室内蒸发器的连通管路上设置带截止功能的电子膨胀阀a；所述室外换热器和所述双芯电池冷却器的连通管路上设置带截止功能的电子膨胀阀b；所述室外换热器和所述气液分离器的连通管路上设置截止阀。
根据本发明一种实施例，所述室内冷凝器的出口端管路上设置第一温度压力传感器，所述室外换热器的出口端管路上设置第二温度压力传感器，所述气液分离器的入口端管路上设置第三温度压力传感器，所述电动压缩机的出口端管路上设置温度传感器，所述第一温度压力传感器、所述第二温度压力传感器、所述第三温度压力传感器和所述温度传感器均与整车热管理控制单元通信连接。
本发明还提供一种上述的用于新能源汽车的热泵热管理系统的工作方法，包括：
当处于乘员舱制冷模式时，将截止阀和带截止功能的电子膨胀阀b关闭，带截止功能的电子膨胀阀a打开，大口径电子膨胀阀开至最大，空调箱的温度风门关闭；制冷剂流经室内冷凝器时不换热，经过大口径电子膨胀阀后进入室外换热器进行冷凝，冷凝后的制冷剂经过带截止功能的电子膨胀阀a节流后进入室内蒸发器，与空气换热将冷量传递至乘员舱内，换热后的制冷剂经气液分离器后返回电动压缩机；
当处于电池单冷模式时，将截止阀和带截止功能的电子膨胀阀a关闭，带截止功能的电子膨胀阀b打开，大口径电子膨胀阀开至最大，空调箱的温度风门关闭；制冷剂流经室内冷凝器时不换热，经过大口径电子膨胀阀后进入室外换热器进行冷凝，冷凝后的制冷剂经过带截止功能的电子膨胀阀b节流后进入双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包降温，换热后的制冷剂经气液分离器后返回电动压缩机；
当处于乘员舱制冷+电池冷却模式时，将截止阀关闭，带截止功能的电子膨胀阀a和带截止功能的电子膨胀阀b打开，大口径电子膨胀阀开至最大，空调箱的温度风门关闭；制冷剂流经室内冷凝器时不换热，经过大口径电子膨胀阀后进入室外换热器进行冷凝，冷凝后的制冷剂分流进入带截止功能的电子膨胀阀a和带截止功能的电子膨胀阀b，节流后分别进入室内蒸发器和双芯电池冷却器，进入室内蒸发器的制冷剂与空气换热将冷量传递至乘员舱内，进入双芯电池冷却器的制冷剂与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包降温；
当处于乘员舱制热模式时，将截止阀开启，带截止功能的电子膨胀阀a和带截止功能的电子膨胀阀b关闭，大口径电子膨胀阀开启节流，空调箱的温度风门开启；制冷剂流经室内冷凝器与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀节流后进入室外换热器，此时室外换热器做蒸发器，汽化后的制冷剂经气液分离器后返回电动压缩机；
当处于乘员舱制热+电池冷却模式时，将截止阀和带截止功能的电子膨胀阀a关闭，带截止功能的电子膨胀阀b开启，大口径电子膨胀阀开启节流，空调箱的温度风门开启；制冷剂流经室内冷凝器与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀节流后进入室外换热器，经带截止功能的电子膨胀阀b节流后进入双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包降温；
当处于除湿模式时，将截止阀和带截止功能的电子膨胀阀a开启，带截止功能的电子膨胀阀b关闭，电加热模块开启，空调箱的温度风门开启；制冷剂流经室内冷凝器与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀节流后进入室外换热器，经带截止功能的电子膨胀阀a节流后进入室内蒸发器；高湿度的舱内空气从内循环回风口进入空调箱，经过室内蒸发器时水蒸气在低温蒸发器表面冷凝；经过室内蒸发器的低温干燥空气经过室内冷凝器和电加热模块加热后进入乘员舱。
根据本发明一种实施例，当处于乘员舱制冷模式、电池单冷模式、乘员舱制冷+电池冷却模式、乘员舱制热模式、乘员舱制热+电池冷却模式、除湿模式时，驱动控制单元热管理回路始终对电驱动控制单元降温。
根据本发明一种实施例，还包括：
当处于电池加热模式时，调节驱动控制单元热管理回路的电子三通阀，使冷却液流经电驱动控制单元后流入双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路换热，利用所述电驱动控制单元的余热对电池包加热。
与现有的使用高压PTC(高压风暖电加热器)的新能源商用车热管理系统相比，冬季采暖时，本发明使用热泵系统、通过室内冷凝器给乘员舱加热，其制热效率比PTC高很多，在冬季能够有效延长整车的续航里程，且节省了空调箱内的高压风暖PTC。
当需要集成电池包加热功能时，纯电商用车现有热管理系统往往使用一个高压水PTC，通过加热冷却液来给电池包加热，考虑到纯电动商用车长时间处于高负载状态运行，电驱动及其控制单元有大量的余热可以利用，本发明使用一个双芯Chiller(双芯电池冷却器)，通过冷却液回路利用这部分余热给电池包加热。有效利用余热的同时，节省了一个高压水PTC。
另外，本发明由于取消了高压PTC、制冷剂回路简单、阀件较少，成本上能够做到与现有使用高压PTC的新能源商用车热管理系统相当；同时因为简化了功能，比一般乘用车热泵热管理系统节约2000-3000元。满足整车热管理需求的同时，能够有效延长冬季续航里程、节约整车成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例的热泵热管理系统示意图；
其中，1-电动压缩机，2-室内蒸发器，3-室内冷凝器，4-室外换热器，5-双芯电池冷却器，6-气液分离器，7-大口径电子膨胀阀，8-带截止功能的电子膨胀阀a，9-带截止功能的电子膨胀阀b，10-截止阀，11-第一温度压力传感器，12-第二温度压力传感器，13-第三温度压力传感器，14-温度传感器，15-低温散热器，16-第二水泵，17-第一水泵，18-第二水箱，19-第一水箱，20-电子三通阀，21-电驱动控制单元，22-电池包，23-电加热模块，24-温度风门。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种用于新能源汽车的热泵热管理系统，包括：乘员舱热管理回路、电池热管理回路、驱动控制单元热管理回路；其中，所述乘员舱热管理回路包括乘员舱制冷回路和乘员舱制热回路，所述电池热管理回路包括电池制冷回路和电池加热回路，，以上循环回路主要分为制冷剂的循环流通回路和冷却液的循环流通回路。
制冷剂的循环流通回路包含了电动压缩机1、室内蒸发器2、室内冷凝器3、室外换热器4、双芯电池冷却器5(Chiller)、气液分离器6、大口径电子膨胀阀7(EXV1)、带截止功能的电子膨胀阀a 8(EXV2)、带截止功能的电子膨胀阀b 9(EXV3)、截止阀10(SOV)、第一温度压力传感器11、第二温度压力传感器12、第三温度压力传感器13、温度传感器14。
冷却液的循环流通回路包含了低温散热器15(LTR)、第二水泵16，第一水泵17，第二水箱18，第一水箱19和电子三通阀20。
本系统所连接的设备还包括电驱动控制单元21(EDU)，电池包22，电加热模块23，空调箱内的温度风门24，(该温度风门24制热模式时开启，制冷模式时关闭)。
本实施例的热泵热管理系统，热泵回路极致简洁、物料简单、成本低。其具体的回路结构如下：
所述乘员舱制冷回路包括依次连接的室内冷凝器3、第一温度压力传感器11、大口径电子膨胀阀7、室外换热器4、第二温度压力传感器12、带截止功能的电子膨胀阀a 8、室内蒸发器2、第三温度压力传感器13、气液分离器6、电动压缩机1、温度传感器14；通过依次循环流经所述室内冷凝器3、室外换热器4、室内蒸发器2、气液分离器6和电动压缩机1的制冷剂对乘员舱制冷。
所述乘员舱制热回路包括依次连接的室内冷凝器3、第一温度压力传感器11、大口径电子膨胀阀7、室外换热器4、第二温度压力传感器12、截止阀10、第三温度压力传感器13、气液分离器6、电动压缩机1、温度传感器14；通过依次循环流经所述室内冷凝器3、室外换热器4、气液分离器6和电动压缩机1的制冷剂对乘员舱制热。
所述电池制冷回路包括电池冷却液循环回路和制冷剂回路，所述电池冷却液循环回路包括依次连接的电池包22、第一水箱19、第一水泵17、双芯电池冷却器5，所述制冷剂回路包括依次连接的室内冷凝器3、第一温度压力传感器11、大口径电子膨胀阀7、室外换热器4、第二温度压力传感器12、带截止功能的电子膨胀阀b 9、双芯电池冷却器5、第三温度压力传感器13、气液分离器6、电动压缩机1、温度传感器14，通过所述双芯电池冷却器耦合所述电池冷却液循环回路和制冷剂回路，以使所述电池冷却液循环回路和所述制冷剂回路进行热交换。
所述驱动控制单元热管理回路包括依次连接的低温散热器15、第二水箱18、电子三通阀20、第二水泵16、电驱动控制单元21，通过所述第二水箱18中的冷却液循环对所述电驱动控制单元21降温。
所述电池加热回路包括依次连接的电驱动控制单元21、双芯电池冷却器5、电子三通阀20和第二水泵16，使流经所述电驱动控制单元21的冷却液流入所述双芯电池冷却器5，通过所述双芯电池冷却器5与所述电池冷却液循环回路的冷却液进行热交换，对所述电池包22加热。
本实施例的所述热泵热管理系统还包括，电加热模块23，本实施例的所述电加热模块23采用低压风暖电加热器(PTC)；所述低压风暖电加热器设置于所述乘员舱中。
本发明的用于新能源汽车的热泵热管理系统的工作方法如下：
(1)当处于乘员舱制冷模式时，将截止阀10和带截止功能的电子膨胀阀b 9关闭，带截止功能的电子膨胀阀a 8打开，大口径电子膨胀阀7开至最大，空调箱的温度风门24关闭；制冷剂流经室内冷凝器3时不换热，经过大口径电子膨胀阀7后进入室外换热器4，室外换热器4做冷凝器，冷凝后的制冷剂经过带截止功能的电子膨胀阀a 8节流后进入室内蒸发器2，与空气换热将冷量传递至乘员舱内，换热后的制冷剂经气液分离器6后返回至电动压缩机1；
同时，所述驱动控制单元热管理回路通过第二水泵16使所述第二水箱18中的冷却液循环对所述电驱动控制单元21降温。
(2)当处于电池单冷模式时，将截止阀10和带截止功能的电子膨胀阀a8关闭，带截止功能的电子膨胀阀b 9打开，大口径电子膨胀阀7开至最大，空调箱的温度风门24关闭；制冷剂流经室内冷凝器3时不换热，经过大口径电子膨胀阀7后进入室外换热器4进行冷凝，冷凝后的制冷剂经过带截止功能的电子膨胀阀b 9节流后进入双芯电池冷却器5，与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包22降温，换热后的制冷剂经气液分离器6后返回至电动压缩机1；
同时，所述驱动控制单元热管理回路通过第二水泵16使所述第二水箱18中的冷却液循环对所述电驱动控制单元21降温。
(3)当处于乘员舱制冷+电池冷却模式时，将截止阀10关闭，带截止功能的电子膨胀阀a 8和带截止功能的电子膨胀阀b 9打开，大口径电子膨胀阀7开至最大，空调箱的温度风门24关闭；制冷剂流经室内冷凝器3时不换热，经过大口径电子膨胀阀7后进入室外换热器4进行冷凝，冷凝后的制冷剂分流进入带截止功能的电子膨胀阀a 8和带截止功能的电子膨胀阀b 9，节流后分别进入室内蒸发器2和双芯电池冷却器5，进入室内蒸发器2的制冷剂与空气换热将冷量传递至乘员舱内，进入双芯电池冷却器5的制冷剂与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包22降温；
同时，所述驱动控制单元热管理回路通过第二水泵16使所述第二水箱18中的冷却液循环对所述电驱动控制单元21降温。
(4)当处于乘员舱制热模式时，将截止阀10开启，带截止功能的电子膨胀阀a 8和带截止功能的电子膨胀阀b 9关闭，大口径电子膨胀阀7开启节流，空调箱的温度风门24开启；制冷剂流经室内冷凝器3与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀7节流后进入室外换热器4，此时室外换热器4做蒸发器，汽化后的制冷剂经气液分离器6后返回至电动压缩机1；
同时，所述驱动控制单元热管理回路通过第二水泵16使所述第二水箱18中的冷却液循环对所述电驱动控制单元21降温。
(5)由于冬季制热模式长期运行，因为室外换热器4做蒸发器，制冷剂温度低至0℃以下，室外换热器4表面很容易结满冰霜，此时需切换至化霜模式，需及时化霜，化霜后切回制热模式。
该模式与制热模式的区别在于大口径电子膨胀阀7EXV1开至最大不节流，高温制冷剂进入室外换热器4对其进行快速化霜。
(6)当处于乘员舱制热+电池冷却模式时，将截止阀10和带截止功能的电子膨胀阀a 8关闭，带截止功能的电子膨胀阀b 9开启，大口径电子膨胀阀7开启节流，空调箱的温度风门24开启；制冷剂流经室内冷凝器3与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀7节流后进入室外换热器4，经带截止功能的电子膨胀阀b 9节流后进入双芯电池冷却器5，与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包22降温；
同时，所述驱动控制单元热管理回路通过第二水泵16使所述第二水箱18中的冷却液循环对所述电驱动控制单元21降温。
(7)当处于除湿模式时，将截止阀10和带截止功能的电子膨胀阀a 8开启，带截止功能的电子膨胀阀b 9关闭，低压风暖电加热器开启，空调箱的温度风门24开启；制冷剂流经室内冷凝器3与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀7节流后进入室外换热器4，经带截止功能的电子膨胀阀a 8节流后进入室内蒸发器2；高湿度的舱内空气从内循环回风口进入空调箱，经过室内蒸发器2时水蒸气在低温蒸发器表面冷凝；经过室内蒸发器2的低温干燥空气经过室内冷凝器3和低压风暖电加热器加热后进入乘员舱。
同时，所述驱动控制单元热管理回路通过第二水泵16使所述第二水箱18中的冷却液循环对所述电驱动控制单元21降温。
该模式为了给空气除湿牺牲了部分加热性能，为保证乘员舱的制热量，需开启PTC低压风暖电加热器辅助制热。
(8)当处于电池加热模式时，制冷剂的循环流通回路不参与电池包22加热；调节驱动控制单元热管理回路的电子三通阀20，使冷却液流经电驱动控制单元21后流入双芯电池冷却器5，与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包22加热。
(9)在电池均温模式，制冷剂的循环流通回路不参与该回路；电池冷却液循环回路自循环，维持电池均温。
本发明实施例的用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法，其热泵回路极致简洁，无需复杂的控制过程，能够有效控制成本，同时满足低温续航里程需求，尤其适用于纯电动商用汽车。
以上所述，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，可轻易想到的变化或替换，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 (10)

1.一种用于新能源汽车的热泵热管理系统，其特征在于，包括：乘员舱热管理回路、电池热管理回路；
所述乘员舱热管理回路包括依次连接的电动压缩机、室内冷凝器、室外换热器和室内蒸发器，所述室内蒸发器的输出端连接气液分离器；通过依次循环流经所述电动压缩机、室内冷凝器、室外换热器、室内蒸发器，最后经过所述气液分离器返回至所述电动压缩机的制冷剂对乘员舱进行制冷/制热；
所述电池热管理回路包括电池冷却液循环回路，所述电池冷却液循环回路包括依次连接的第一水箱、双芯电池冷却器、电池包；所述乘员舱热管理回路中的所述室外换热器的输出端还连接所述双芯电池冷却器，使经过所述室外换热器的制冷剂流经所述双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路中流经所述双芯电池冷却器的冷却液进行热交换，对所述电池包进行降温。
2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统，其特征在于，所述热泵热管理系统还包括，驱动控制单元热管理回路；
所述驱动控制单元热管理回路包括依次连接的低温散热器、第二水箱、电子三通阀、电驱动控制单元，通过所述第二水箱中的冷却液循环对所述电驱动控制单元降温。
3.根据权利要求2所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统，其特征在于，所述驱动控制单元热管理回路中的所述电驱动控制单元的冷却液输出端还连接所述双芯电池冷却器，使经过所述电驱动控制单元的冷却液流经所述双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路中流经所述双芯电池冷却器的冷却液进行热交换，利用所述电驱动控制单元的余热对所述电池包加热。
4.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统，其特征在于，所述热泵热管理系统还包括，电加热模块；
所述电加热模块设置于所述乘员舱中。
5.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统，其特征在于，所述室内冷凝器和所述室外换热器的连通管路上设置大口径电子膨胀阀。
6.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统，其特征在于，
所述乘员舱热管理回路中，所述室外换热器和所述室内蒸发器的连通管路上设置带截止功能的电子膨胀阀a；所述室外换热器和所述双芯电池冷却器的连通管路上设置带截止功能的电子膨胀阀b；所述室外换热器和所述气液分离器的连通管路上设置截止阀。
7.根据权利要求2所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统，其特征在于，所述室内冷凝器的出口端管路上设置第一温度压力传感器，所述室外换热器的出口端管路上设置第二温度压力传感器，所述气液分离器的入口端管路上设置第三温度压力传感器，所述电动压缩机的出口端管路上设置温度传感器，所述第一温度压力传感器、所述第二温度压力传感器、所述第三温度压力传感器和所述温度传感器均与整车热管理控制单元通信连接。
8.如权利要求1至7任一项所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统的工作方法，其特征在于，包括：
当处于乘员舱制冷模式时，将截止阀和带截止功能的电子膨胀阀b关闭，带截止功能的电子膨胀阀a打开，大口径电子膨胀阀开至最大，空调箱的温度风门关闭；制冷剂流经室内冷凝器时不换热，经过大口径电子膨胀阀后进入室外换热器进行冷凝，冷凝后的制冷剂经过带截止功能的电子膨胀阀a节流后进入室内蒸发器，与空气换热将冷量传递至乘员舱内，换热后的制冷剂经气液分离器后返回电动压缩机；
当处于电池单冷模式时，将截止阀和带截止功能的电子膨胀阀a关闭，带截止功能的电子膨胀阀b打开，大口径电子膨胀阀开至最大，空调箱的温度风门关闭；制冷剂流经室内冷凝器时不换热，经过大口径电子膨胀阀后进入室外换热器进行冷凝，冷凝后的制冷剂经过带截止功能的电子膨胀阀b节流后进入双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包降温，换热后的制冷剂经气液分离器后返回电动压缩机；
当处于乘员舱制冷+电池冷却模式时，将截止阀关闭，带截止功能的电子膨胀阀a和带截止功能的电子膨胀阀b打开，大口径电子膨胀阀开至最大，空调箱的温度风门关闭；制冷剂流经室内冷凝器时不换热，经过大口径电子膨胀阀后进入室外换热器进行冷凝，冷凝后的制冷剂分流进入带截止功能的电子膨胀阀a和带截止功能的电子膨胀阀b，节流后分别进入室内蒸发器和双芯电池冷却器，进入室内蒸发器的制冷剂与空气换热将冷量传递至乘员舱内，进入双芯电池冷却器的制冷剂与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包降温；
当处于乘员舱制热模式时，将截止阀开启，带截止功能的电子膨胀阀a和带截止功能的电子膨胀阀b关闭，大口径电子膨胀阀开启节流，空调箱的温度风门开启；制冷剂流经室内冷凝器与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀节流后进入室外换热器，此时室外换热器做蒸发器，汽化后的制冷剂经气液分离器后返回电动压缩机；
当处于乘员舱制热+电池冷却模式时，将截止阀和带截止功能的电子膨胀阀a关闭，带截止功能的电子膨胀阀b开启，大口径电子膨胀阀开启节流，空调箱的温度风门开启；制冷剂流经室内冷凝器与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀节流后进入室外换热器，经带截止功能的电子膨胀阀b节流后进入双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路换热，对电池包降温；
当处于除湿模式时，将截止阀和带截止功能的电子膨胀阀a开启，带截止功能的电子膨胀阀b关闭，电加热模块开启，空调箱的温度风门开启；制冷剂流经室内冷凝器与空气换热，对乘员舱加热，换热后的制冷剂经大口径电子膨胀阀节流后进入室外换热器，经带截止功能的电子膨胀阀a节流后进入室内蒸发器；高湿度的舱内空气从内循环回风口进入空调箱，经过室内蒸发器时水蒸气在低温蒸发器表面冷凝；经过室内蒸发器的低温干燥空气经过室内冷凝器和电加热模块加热后进入乘员舱。
9.根据权利要求8所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统的工作方法，其特征在于，当处于乘员舱制冷模式、电池单冷模式、乘员舱制冷+电池冷却模式、乘员舱制热模式、乘员舱制热+电池冷却模式、除湿模式时，驱动控制单元热管理回路始终对电驱动控制单元降温。
10.根据权利要求8所述的用于新能源汽车的热泵热管理系统的工作方法，其特征在于，还包括：
当处于电池加热模式时，调节驱动控制单元热管理回路的电子三通阀，使冷却液流经电驱动控制单元后流入双芯电池冷却器，与所述电池冷却液循环回路换热，利用所述电驱动控制单元的余热对电池包加热。
CN202211109517.5A 2022-09-13 2022-09-13 一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法 Withdrawn CN115416444A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211109517.5A CN115416444A (zh) 2022-09-13 2022-09-13 一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211109517.5A CN115416444A (zh) 2022-09-13 2022-09-13 一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115416444A true CN115416444A (zh) 2022-12-02

Family

ID=84202072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211109517.5A Withdrawn CN115416444A (zh) 2022-09-13 2022-09-13 一种用于新能源汽车的热泵热管理系统及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115416444A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117276748A (zh) * 2023-11-21 2023-12-22 苏州库凌智能装备有限公司 一种带自然冷却功能的风冷型储能液冷热管理系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117276748A (zh) * 2023-11-21 2023-12-22 苏州库凌智能装备有限公司 一种带自然冷却功能的风冷型储能液冷热管理系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
CN102897002B (zh) 具有制冷系统回路和热泵回路的机动车辆制冷剂回路
CN211280561U (zh) 一种新能源汽车热管理系统
CN102563943A (zh) 汽车空调设备的制冷剂循环回路
CN112339525B (zh) 一种电动汽车综合热管理系统
CN110001352A (zh) 新能源汽车及其热管理装置
CN107399221A (zh) 电动汽车热管理系统
CN110588280A (zh) 集三热管理及余热回收功能的新能源汽车热管理系统
CN109059341A (zh) 一种热泵汽车空调系统
CN107310344A (zh) 电动汽车热管理系统
CN109760484B (zh) 一种电动汽车热管理系统
CN111251813B (zh) 车辆的热管理系统及车辆
CN114683804A (zh) 一种电动车的多源热泵系统
CN109849617B (zh) 一种用于电动汽车的热管理系统
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
CN113432340A (zh) 一种多热源热泵型电动汽车热管理系统
CN111251814A (zh) 车辆的热管理系统及车辆
CN110356283B (zh) 一种车用动力电池的热管理系统
CN216048481U (zh) 多热源热泵型电动汽车热管理系统
CN111923694B (zh) 一种热管理系统及电动车
CN114905919A (zh) 汽车的热管理系统及汽车
CN208952460U (zh) 一种热泵汽车空调系统
CN111251816B (zh) 车辆、车载空调系统及其控制方法
CN209274302U (zh) 一种电动车辆的热管理系统

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20221202

WW01 Invention patent application withdrawn after publication