CN115782694A

CN115782694A - 用于电动设备的热管理系统及电动车

Info

Publication number: CN115782694A
Application number: CN202111064659.XA
Authority: CN
Inventors: 谭浩
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-03-14

Abstract

本发明提出一种用于电动设备的热管理系统及电动车，所述电动设备包括电池组件和电驱动组件，所述用于电动设备的热管理系统包括第一热管理回路和第二热管理回路，所述第一热管理回路被配置为供第一换热介质循环以调节所述电池组件的温度，所述第二热管理回路被配置为供第二换热介质循环以调节所述电驱动组件的温度，所述第一热管理回路和所述第二热管理回路共用所述散热装置，在所述电动设备中无需为所述第一热管理回路和所述第二热管理回路分别设置所述散热装置，减少了所述散热装置的设置数量，有助于减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本，尤其适用于电动车，可减少电动车的热管理系统的占用空间并减少成本。

Description

用于电动设备的热管理系统及电动车

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，具体涉及一种用于电动设备的热管理系统及电动车。

背景技术

对于电动汽车，其热管理系统通常主要由电池组件热管理回路和电驱动组件热管理回路组成。

其中，所述电池组件热管理回路用于调节电池组件的温度，由于电池通常对温度较为敏感，现有的电池一般只能在20℃～35℃的温度范围间工作，因此，所述电池组件热管理回路需要同时具有冷却和加热功能。为此，通常在所述电池组件热管理回路中设置有电池冷却器(chiller)、散热器(Radiator&Fan)和PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)加热器，其中，所述电池冷却器用于冷却高温状态下的所述电池，所述散热器用于与环境换热以冷却处于不太高温度状态下的所述电池，所述车载加热器用于加热低温状态下的所述电池，从而保证所述电池处于适宜的工作温度范围区间内。

所述电驱动组件热管理回路通常用于降低电驱动组件的温度，以防止所述电驱动组件温度过高。通常地，在所述电驱动组件热管理回路中设置有散热器(Radiator&Fan)，以用于对所述电驱动组件进行冷却。

通常地，所述电池组件热管理回路和所述电驱动组件热管理回路是分别独立设置的，因而需要分别为所述电池组件热管理回路和所述电驱动组件热管理回路设置所述散热器，导致所述热管理系统需要占用较大的安装空间。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于电动设备的热管理系统及电动车，所述电动设备的电池组件和电驱动组件能共用散热装置。

为了实现上述目的，提供一种用于电动设备的热管理系统，所述电动设备包括电池组件和电驱动组件，所述用于电动设备的热管理系统包括第一热管理回路和第二热管理回路。

其中，所述第一热管理回路被配置为供第一换热介质循环以调节所述电池组件的温度，所述第一热管理回路包括第一热管理支回路和第二热管理支回路，所述第一热管理支回路中配置有所述电池组件和一散热装置，所述第二热管理支回路中配置有所述电池组件、一加热装置和一冷却装置的换热介质侧。

所述第二热管理回路被配置为供第二换热介质循环以调节所述电驱动组件的温度，所述第二热管理回路包括第三热管理支回路，所述第三热管理支回路中配置有所述电驱动组件和所述散热装置。

本发明还提供一种电动车，所述电动车包括前述用于电动设备的热管理系统。

本发明具有至少如下有益效果：

本发明提供的用于电动设备的热管理系统中，所述第一热管理回路和所述第二热管理回路共用所述散热装置，在所述电动设备中无需为所述第一热管理回路和所述第二热管理回路分别设置所述散热装置，减少了所述散热装置的设置数量，有助于减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本，尤其适用于电动车，可减少电动车的热管理系统的占用空间并减少成本。

附图说明

图1示例性示出本发明中用于电动设备的热管理系统的第一种结构示意图。

图2示例性示出本发明中用于电动设备的热管理系统的第二种结构示意图。

图3示例性示出图2所示的用于电动设备的热管理系统中第二热管理支回路和第三热管理支回路导通的状态示意图。

图4示例性示出图2所示的用于电动设备的热管理系统中第一热管理支回路导通的状态示意图。

图5示例性示出本发明中用于电动设备的热管理系统的第三种结构示意图及第三热管理回路导通的状态示意图。

图6示例性示出本发明中用于电动设备的热管理系统的第四种结构示意图及第四热管理支回路导通的状态示意图。

图7示例性示出本发明中用于电动设备的热管理系统的第五种结构示意图。

图8示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第一工作模式的状态示意图。

图9示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第二工作模式的状态示意图。

图10示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第三工作模式的状态示意图。

图11示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第四工作模式的状态示意图。

图12示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第五工作模式的状态示意图。

图13示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第六工作模式的状态示意图。

图14示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第七工作模式的状态示意图。

图15示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第八工作模式的状态示意图。

图16示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第九工作模式的状态示意图。

图17示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第十工作模式的状态示意图。

图18示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第十一工作模式的状态示意图。

图19示例性示出图7所示的用于电动设备的热管理系统处于第十二工作模式的状态示意图。

图中：1.电池组件 2.电驱动组件 21.逆变器 22.电机 23.车载充电器 24.DC/DC变换器 3.散热装置 4.加热装置 5.冷却装置 6.循环动力装置 61.第一循环动力装置62.第二循环动力装置 7.可控开关 71.第一可控开关 72.第二可控开关 73.第三可控开关 74.第四可控开关 75.第五可控开关 8.热泵装置；

10.第一管路 11.第一支路 12.第二支路 13.第三支路 14.第四支路 20.第二管路 21.第五支路 30.散热管路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，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做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。

参见图1至图19所示，本实施例提供一种用于电动设备的热管理系统，所述电动设备包括电池组件1和电驱动组件2，所述热管理系统包括第一热管理回路和第二热管理回路。

其中，所述第一热管理回路被配置为供第一换热介质循环以调节所述电池组件1的温度，所述第一热管理回路包括第一热管理支回路和第二热管理支回路，所述第一热管理支回路中配置有所述电池组件1和一散热装置3，所述第二热管理支回路中配置有所述电池组件1、一加热装置4和一冷却装置5。

所述第二热管理回路被配置为供第二换热介质循环以调节所述电驱动组件2的温度，所述第二热管理回路包括第三热管理支回路，所述第三热管理支回路中配置有所述电驱动组件2和所述散热装置3。

可以理解的是，本领域技术人员熟知，所述散热装置3和所述冷却装置5均可用于对被调节对象进行换热并降低所述被调节对象的温度。其中，所述散热装置3用于在被调节对象温度不太高时对所述被调节对象进行降温，在换热介质循环时通常采用冷凝器和风扇(Radiator&Fan)使换热介质与环境换热以实现对所述被调节对象的降温；而所述冷却装置5则用于在所述被调节对象温度比较高时对所述被调节对象进行降温，在换热介质循环时通常采用电池冷却器(Chiller)使所述换热介质与制冷介质换热以实现对所述被调节对象的降温。

使用时，当需要对所述电池组件1进行冷却且所述电池组件1的温度不太高时，使所述第一换热介质在所述第一热管理支回路中循环。在循环过程中，所述第一换热介质能吸收所述电池组件1的热量并通过所述散热装置3向环境传热，从而，通过所述第一换热介质在所述第一热管理支回路中的循环即可实现对所述电池组件1的冷却，使得所述电池组件1位于适宜的工作温度范围内。

当需要对所述电池组件1进行冷却且所述电池组件1的温度比较高时，由所述散热装置3与环境换热将无法满足对所述电池组件1的冷却需求，因此，通过循环动力装置6使所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中循环。在循环过程中，所述第一换热介质能吸收所述电池组件1的热量并通过所述冷却装置5向制冷剂传热，从而，通过所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中的循环即可实现对所述电池组件1的冷却，使得所述电池组件1位于适宜的工作温度范围内。

当需要对所述电池组件1进行加热时，通过循环动力装置6使所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中循环。在循环过程中，所述第一换热介质能吸收所述加热装置4产生的热量并向所述电池组件1传热，从而，通过所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中的循环即可实现对所述电池组件1的加热，使得所述电池组件1位于适宜的工作温度范围内。

当需要对所述电驱动组件2进行冷却时，通过循环动力装置6使所述第二换热介质在所述第三热管理支回路中循环。在循环过程中，所述第二换热介质能吸收所述电驱动组件2的热量并将所述热量经由所述散热装置3向环境换热，从而，通过所述第二换热介质在所述第三热管理支回路中的循环即可实现对所述电驱动组件2的冷却，使得所述电驱动组件2不至于过热，以免影响所述电驱动组件2的运行。

可以理解的是，所述第一换热介质和所述第二换热介质可以为同种的换热介质，也可为不同种的换热介质。并且，本实施例中对所述第一换热介质和所述第二换热介质的具体种类也不做限定，只需能满足对所述电驱动组件2和所述电池组件1的换热需求即可。例如，在一些实施例中，所述第一换热介质和所述第二换热介质均可以为水；在另一些实施例中，为实现更佳的换热效果，所述第一换热介质和所述第二换热介质均可以为50％水和50％乙二醇的混合物。

可以理解的是，所述热管理系统还可以包括控制装置，所述控制装置与所述热管理系统中的各部件信号相连，以对所述热管理系统进行控制。可以理解的是，在一些实施例中，也可以不设有所述控制装置，而采用人工的方式对所述热管理系统中的各部件进行控制。

可知，由于所述第一热管理回路和所述第二热管理回路共用所述散热装置3，在所述电动设备中无需为所述第一热管理回路和所述第二热管理回路分别设置所述散热装置3，减少了所述散热装置3的设置数量，有助于减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本。

以下，进一步结合附图对所述用于电动设备的热管理系统中的各部件进行示例说明。

在一些实施例中，所述用于电动设备的热管理系统包括散热管路30、第一管路10、第一支路11、第二支路12、第三支路13、第二管路20和可控开关。

其中，在所述散热管路30中设有所述散热装置3。

在所述第一管路10中设有所述加热装置4、所述电池组件1和所述冷却装置5，且在所述第一管路10中还设有第一循环动力装置61。

所述第一支路11连接所述第一管路10的出口端和所述散热管路30的进口端，所述第二支路12连接所述第一管路10的进口端和所述散热管路30的出口端。所述第三支路13连接所述第一管路10的进口端和所述第一管路10的出口端。

在所述第二管路20中设有所述电驱动组件2，且在所述第二管路20中还设有第二循环动力装置62，所述第二管路20的两端分别连接所述散热管路30的两端。

其中，所述第一管路10、第一支路11、所述散热管路30和所述第二支路12形成所述第一热管理支回路；所述第一管路10和所述第三支路13形成所述第二热管理支回路；所述第二管路20和所述散热管路30形成所述第三热管理支回路。

所述可控开关设置于所述热管理系统中，所述可控开关用于切换所述第一热管理支回路的通断状态、所述第二热管理支回路的通断状态以及所述第三热管理支回路的通断状态。

具体地讲，参见图1所示，所述第一管路10中依次串联有PTC加热器(即所述加热装置4)、电池包(battery,即所述电池组件1)、电池冷却器(chiller,即所述冷却装置5)的换热介质侧以及第一电子泵(即所述第一循环动力装置61)，所述第二管路20中依次串联有第二电子泵(即所述第二循环动力装置62)和所述电驱动组件2，所述电驱动组件2包括依次串联的逆变器21(PEU)、电机22(E-Motor)、车载充电器23(OBC)以及DC/DC变换器24，所述散热管路30中配置有所述散热装置3(Radiator&Fan)，所述散热装置3包括冷凝器和用于强化散热的风扇。

其中，由于所述PTC加热器、所述电池包和所述电池冷却器依次串联的设置，使得所述PTC加热器位于所述电池包的上游且与所述电池包在所述第一管路10中相邻，从而在所述PTC加热器工作时所述PTC加热器产生的热量能够在损失较小的情况下向所述电池传递；同理，还使得所述电池冷却器位于所述电池包的下游且与所述电池包在所述第一管路10中相邻，从而在所述电池冷却器能够尽快地对所述电池包产生的热量进行冷却。

可以理解的是，在其他实施例中，所述PTC加热器、所述电池包和所述电池冷却器也可以按其他顺序连接于所述第一管路10中。

可以理解的是，所述管路、支路及回路等与各个部件的连接，以及各个部件之间的连接是指所述管路、支路及回路等连接至各个部件处的换热介质通道，以及各个部件之间的换热介质通道的连接。例如，以所述电池包与所述电池冷却器换热介质侧的连接为例，是指所述电池包的换热介质通道与所述电池冷却器的换热介质通道相连，所述的换热介质通道可以为换热管或换热板等多种形式。

其中，在所述第一管路10的进口端、所述第一管路10的出口端、所述散热管路30的进口端和所述散热管路30的出口端可以分别设置所述可控开关，以切换所述第一热管理支回路、所述第二热管理支回路以及所述第三热管理支回路的通断。

可知，所述第一热管理回路和所述第二热管理支回路共用所述散热管路30，从而无需为所述第一热管理回路和所述第二热管理支回路分别设置所述散热装置3，减少了所述散热装置3的设置数量，有助于减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本。

并且，所述第一热管理回路中的所述第一热管理支回路和所述第二热管理支回路共用所述第一管路10，因而在所述第一热管理回路中只需在所述第一管路10中设置所述第一循环动力装置61，即可实现第一换热介质在所述第一热管理支回路和所述第二热管理支回路中的循环，而无需为所述第一热管理支回路和所述第二热管理支回路分别设置循环动力装置，有助于进一步减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本。

在一些实施例中，区别于图1所示出的实施例中所述第三支路13的进口端直接与所述第一管路10的出口端相连的设置方式，所述第三支路13的进口端通过所述第一支路11间接地与所述第一管路10的出口端相连，使得在所述热管理系统中可控开关的设置数量得以减少，并且还有助于后续增加其它支路以提高所述热管理系统的可扩展性。

所述用于电动设备的热管理系统包括散热管路30、第一管路10、第一支路11、第二支路12、第三支路13、第二管路20、第一可控开关71、第二可控开关72和第三可控开关73。

其中，在所述散热管路30中设有所述散热装置3。

所述第一支路11连接所述第一管路10的出口端和所述散热管路30的进口端；所述第二支路12连接所述第一管路10的进口端和所述散热管路30的出口端；所述第三支路13连接所述第一管路10的进口端和所述第一支路11的出口端。

所述第一可控开关71设置于所述第二管路20的出口端、所述第三支路13的进口端、所述第一支路11的出口端和所述散热管路30的进口端之间，所述第一可控开关71用于切换所述第二管路20的出口端与所述散热管路30的进口端的之间的启闭连通，所述第一支路11的出口端与所述第三支路13的进口端之间的启闭连通，以及所述第一支路11的出口端与所述散热管路30的进口端之间的启闭连通。

所述第二可控开关72设置于所述第二管路20的进口端、所述散热管路30的出口端和所述第二支路12的进口端之间，所述第二可控开关72用于切换所述第二管路20的进口端与所述散热管路30的出口端之间的启闭连通，以及所述第二支路12的进口端与所述散热管路30的出口端之间的启闭连通。

所述第三可控开关73设置于所述第一管路10的进口端、所述第二支路12的出口端和所述第三支路13的出口端之间，所述第三可控开关73用于切换所述第二支路12的出口端与所述第一管路10的进口端之间的启闭连通，以及所述第三支路13的出口端与所述第一管路10的进口端之间的启闭连通。

其中，所述第一管路10、第一支路11、所述散热管路30和所述第二支路12形成所述第一热管理支回路；所述第一管路10、第一支路11和所述第三支路13形成所述第二热管理支回路；所述第二管路20和所述散热管路30形成所述第三热管理支回路；所述第一可控开关71、所述第二可控开关72和所述第三可控开关73用于切换所述第一热管理支回路的通断、所述第二热管理支回路的通断以及所述第三热管理支回路的通断。

具体地讲，参见图2所示，所述第一管路10中依次串联有PTC加热器(即所述加热装置4)、电池包(即所述电池组件1)、电池冷却器(即所述冷却装置5)的换热介质侧以及第一电子泵(即所述第一循环动力装置61)，所述第二管路20中依次串联有第二电子泵(即所述第二循环动力装置62)和所述电驱动组件2，所述电驱动组件2包括依次串联的逆变器21、电机22、车载充电器23以及DC/DC变换器24，所述散热管路30中配置有所述散热装置3，所述散热装置3包括冷凝器和用于强化散热的风扇。

其中，所述第一可控开关71的第一端连接至所述DC/DC变换器24的出口端，所述第一可控开关71的第二端通过所述第三支路13连接至所述第三可控开关73的第二端，所述第一可控开关71的第三端通过所述第一支路11连接至所述第一电子泵的出口端，所述第一可控开关71的第四端连接至所述冷凝器的进口端。

所述第二可控开关72的第一端连接至所述第二电子泵的进口端，所述第二可控开关72的第二端连接至所述冷凝器的出口端，所述第二可控开关72的第三端通过所述第二支路12连接至所述第三可控开关73的第一端。

所述第三可控开关73的第一端通过所述第二支路12连接至所述第二可控开关72的第三端，所述第三可控开关73的第二端通过所述第三支路13连接至所述第一可控开关71的第二端，所述第三可控开关73的第三端连接至所述第一管路10的进口端。

可以理解的是，所述第一可控开关71、所述第二可控开关72以及所述第三可控开关73可以分别为独立的单个开关或者也可以为若干个开关的组合，只需能实现切换所述第一热管理支回路、所述第二热管理支回路以及所述第三热管理支回路的通断的功能即可。以所述第三可控开关73为例，其可以为一三通阀，也可以为三个独立的阀门或者其他形式的阀门或阀门组合。

结合图3所示，当所述电驱动组件2需要散热而所述电池组件1无需通过所述冷凝器散热时，所述第一可控开关71、所述第二可控开关72和所述第三可控开关73切换所述热管理系统的通断状况，使得所述第二热管理支回路和所述第三热管理支回路导通，所述第一热管理支回路关断。此时，所述第一电子泵驱动所述第一换热介质在所述第二热管理支回路内循环，以均衡所述第二热管理支回路中各部件的温度；所述第二电子泵驱动所述第二换热介质在所述第三热管理支路内循环，将所述电驱动组件2的热量通过所述冷凝器向环境散热，从而降低所述电驱动组件2的温度。

可以理解的是，在其他实施例中，若无须均衡所述第二热管理支回路中各部件的温度，所述第二热管理支回路也可被切换为关断；若所述电池组件1需要被加热，在所述第二热管理支回路导通的同时，可以开启所述PTC加热器加热循环于所述第二热管理支回路中的第一换热介质，并通过所述第一换热介质加热所述电池组件1，以使所述电池组件1位于适宜的工作温度范围内；若所述电池组件1需要通过所述电池冷却器冷却，在所述第二热管理支回路导通的同时，可以开启所述电池冷却器冷却循环于所述第二热管理支回路中的第一换热介质，并通过所述第一换热介质冷却所述电池组件1，以使所述电池组件1位于适宜的工作温度范围内。

结合图4所示，当所述电池组件1需要通过所述冷凝器散热而所述电驱动组件2无需散热时，所述第一可控开关71、所述第二可控开关72和所述第三可控开关73切换所述热管理系统的通断状况，使得所述第一热管理支回路导通，所述第二热管理支回路和所述第三热管理支回路关断。此时，所述第一电子泵驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路内循环，将所述电驱动组件2的热量通过所述冷凝器向环境散热，从而降低所述电驱动组件2的温度，以使所述电池组件1位于适宜的工作温度范围内。

在一些实施例中，所述用于电动设备的热管理系统还包括第三热管理回路，所述第三热管理回路中配置有所述电驱动组件2和所述电池组件1，以用于平衡所述电驱动组件2和所述电池组件1间的热量。

进一步地讲，在图2至图4所代表的实施例的基础上，所述第一管路10的出口端和所述第二管路20的进口端之间还连接有第四支路14，所述第一管路10、所述第四支路14、所述第二管路20以及所述第三支路13形成所述第三热管理回路，所述第三热管理回路中配置有所述电驱动组件2和所述电池组件1，从而可以平衡两者间的温度。

此时，所述第二可控开关72连接于所述第二管路20的进口端、所述散热管路30的出口端、所述第二支路12的进口端和所述第四支路14的出口端之间。所述第一可控开关71、所述第二可控开关72和所述第三可控开关73用于切换所述第一热管理支回路、所述第二热管理支回路、所述第三热管理支回路以及所述第三热管理回路的通断。

具体地讲，参见图5所示，所述第二可控开关72的第四端通过所述第四支路14连接至所述第一电子泵(即所述第一循环动力装置61)的出口端。

当所述电池组件1的温度较低而所述电驱动组件2的温度较高时，可以通过所述第一可控开关71、所述第二可控开关72和所述第三可控开关73切换所述热管理系统的通断状况，使得所述第三热管理回路导通，所述第一热管理回路和所述第二热管理回路关断。此时，所述第一电子泵和/或所述第二电子泵驱动所述第一换热介质和所述第二换热介质在所述第三热管理回路内循环，将所述电驱动组件2的热量传递至所述电池组件1，从而提升所述电驱动组件2的温度，以使所述电池组件1位于适宜的工作温度范围内，同时也能降低所述电驱动组件2的温度。

可以理解的是，在其他实施例中，当所述第三热管理回路导通时，也可打开所述电池冷却器以同时降低所述电池组件1和所述电驱动组件2的温度；也可以通过所述电池组件1的热量提升所述电驱动组件2的温度，即在所述电池组件1的温度高于所述电驱动组件2的温度的情况下导通所述第三热管理回路；甚至，也可以打开所述PTC加热器以同时增加所述电池组件1和所述电驱动组件2的温度。

可以理解的是，由于所述第三热管理回路导通时，所述第一换热介质和所述第二换热介质将发生融汇，因此，为保证设有所述第三热管理回路的所述热管理系统能够提供更佳的换热功能，所述第一换热介质和所述第二换热介质可采用同种的换热介质。

可知，由于所述第三热管理回路的设置，使得所述电池组件1和所述电驱动组件2之间能够进行换热，以避免能量的浪费。并且，在所述电驱动组件2的温度高于所述电池组件1的温度的情况下，通过所述第三热管理回路将所述电驱动组件2的热量向所述电池组件1传递，以提升所述电池组件1的温度至适宜的工作温度范围内，不仅能减少所述电驱动组件2处的热量释放所造成的热损失和热污染，还能减少采用所述PTC加热器加热所述电池组件1所消耗的能量，并且还能降低所述电驱动组件2的温度，具有优异的节能环保效果。

在一些实施例中，在所述第二管路20的进口端和所述第二可控开关72之间设有第四可控开关74，在所述第二管路20的出口端和所述第一可控开关71之间设有第五可控开关75。从而，通过所述第四可控开关74和所述第五可控开关75的设置能够将所述第二管路20与所述散热管路30相断开，并且还能便于对所述热管理系统进行安装以及维修。

在进一步的实施例中，在设置所述第四可控开关74和所述第五可控开关75的基础上，所述第二热管理回路还包括第四热管理支回路。在所述第四可控开关74和所述第五可控开关75之间配置有第五支路21，所述第二管路20和所述第五支路21形成所述第四热管理支回路。所述第四可控开关74和所述第五可控开关75用于控制所述第三热管理支回路的启闭通断，以及所述第二管路20与所述第一可控开关71和所述第二可控开关72之间的通断。

具体地讲，参见图6所示，所述第四可控开关74的第一端连接至所述第二电子泵(即所述第二循环动力装置62)的进口端，所述第四可控开关74的第二端通过第五支路21连接至所述第五可控开关75的第三端，所述第四可控开关74的第三端连接至所述第二可控开关72的第一端；所述第五可控开关75的第一端连接至所述DC/DC变换器24的出口端，所述第五可控开关75的第二端连接至所述第一可控开关71的第一端。

当所述第四可控开关74和所述第五可控开关75控制所述第四热管理支回路导通并使所述第二管路20与所述第一可控开关71和所述第二可控开关72断开时，所述第二电子泵(即所述第二循环动力装置62)驱动所述第二换热介质在所述第四热管理支回路内循环，从而将所述电驱动组件2运行所产生的热量所述第二换热介质在所述第四热管理支回路内的循环传递至所述第四热管理支回路中的各个部件处，使得所述电驱动组件2的各部件温度均衡，实现被动自加热的效果。

可知，通过所述第四可控开关74、所述第五可控开关75和所述第四热管理支回路的设置，使得所述电驱动组件2可以通过所述第四热管理支回路实现热量的自循环，进而使得所述电驱动组件2中各部件的热量及温度更为均衡，以保证所述电驱动组件2处于适宜的工作温度。

在一些实施例中，所述热管理系统还包括第四热管理回路，所述第四热管理回路中配置有所述冷却装置5和一热泵装置8，在所述第四热管理回路中，所述第四热管理回路被配置为供第三换热介质循环以实现所述冷却装置5与所述热泵装置8之间的换热，所述热泵装置8是将低位热源的热能转移到高位热源的装置，通过所述第三换热介质的循环和换热所述热泵装置8能吸收能量并被用于对某一工作空间的温度进行调节。

其中，所述工作空间尤其指所述电动设备中供操作人员工作的舱室。在现有的电动设备中，为保持所述舱室的温度适宜需要消耗大量的电能，而且所述电能的来源往往为所述电动设备中的电池组件1，这就导致了所述电动设备续航能力的下降。因而，对所述舱室进行制冷和制热的效率就尤为重要。

由于制热的功耗大于制冷的功耗，因此高效率的供暖系统显得更为重要。因此，热泵装置8由于在-10℃以上具有较高的Cop(制热能效比)，被广泛地用于对所述舱室进行温控。然而，现有电动设备中的所述热泵装置8只能从空气中吸收热量，导致所述热泵装置8在环境温度低于-10℃时不能有效工作；同时，所述电池组件1和所述电驱动组件2中存在着大量被浪费的能量。

在本实施例中，由于所述第四热管理回路的设置，使得所述热泵装置8能够吸收所述电池组件1和所述电驱动组件2中的能量，不仅提高了所述热泵装置8的工作温度范围，还有助于实现节能环保的效果。

具体地讲，参见图7所示，在所述电池冷却器(即所述冷却装置5)的制冷介质侧，所述电池冷却器与所述热泵装置8的热泵并联以形成所述第四热管理回路。

当所述热泵装置8处于制热模式，且所述电池冷却器换热介质侧的温度较高，此时，由于所述电池冷却器的制冷介质侧与所述电池冷却器的换热介质侧的换热，使得所述电池冷却器制冷介质侧温度较高。以所述电池冷却器的制冷介质或者所述热泵的换热介质作为所述第三换热介质，并通过所述第三换热介质在所述第四热管路回路内的循环，使得所述热泵装置8获取热量且所述电池冷却器获取冷量，即将所述制冷介质侧的热量传递至所述热泵装置8中并被用于制热，同时也有助于所述电池冷却器中制冷介质的温度降低。

可知，所述热泵装置8能通过所述第四热管理回路吸收所述电池组件1运行所产生的热量，或所述电驱动组件2运行所产生的热量，或所述PTC加热装置4运行所产生的热量，或其中任意者的结合，从而所述热泵装置8在环境温度较低的情况下，仍能进行制热工作，并且在利用所述电驱动组件2和/或所述电池组件1所产生的热量时，不仅能减少能量的浪费还能减少热能向外排放所造成的热污染。

此外，当所述热泵装置8处于制冷模式，也可以以所述电池冷却器的制冷介质或者所述热泵的换热介质作为所述第三换热介质，并通过所述第三换热介质在所述第四热管路回路内的循环，使得所述热泵装置8获取冷量，即将所述制冷介质侧的冷量传递至所述热泵装置8中并被用于制冷。

以下，进一步以同时设置有所述第一热管理回路、第二热管理回路、第三热管理回路和第四热管理回路的具体示例对所述热管理系统的部分工作模式进行示例说明，显然，以下所描述的工作模式仅仅是所述热管理系统的一部分工作模式，而不是全部的工作模式。在不违背所述热管理系统的设计目的的前提下，本领域普通技术人员根据所述热管理系统所获得的所有工作模式，都属于本发明保护的范围。

其中，在以下实施例所示出的工作模式中，所述散热装置3采用冷凝器与用于强化散热的风扇，所述加热装置4采用PTC加热器，所述冷却装置5采用电池冷却器，所述第一循环动力装置61采用第一电子泵，所述第二循环动力装置62采用第二电子泵，所述第一可控开关71和所述第二可控开关72采用四通阀，所述第三可控开关73、所述第四可控开关74和所述第五可控开关75采用三通阀。

表1.工作模式示意表

No.	工作模式	第一电子泵	第二电子泵	PTC加热器	热泵
						1	第一模式	On	On	Off	制冷模式
2	第二模式	On	Off	Off	制冷模式
						3	第三模式	On	On	Off	Off
4	第四模式	On	On	Off	Off
						5	第五模式	On	Off	Off	Off
6	第六模式	On	On	Off	Off
						7	第七模式	On	Off	On	Off
8	第八模式	On	On	On	Off
						9	第九模式	On	On	On	Off
10	第十模式	On	Off	Off	制热模式
						11	第十一模式	On	Off	On	制热模式
12	第十二模式	On	On	Off	制热模式

参见图8所示，所述热管理系统处于第一模式，在所述第一模式中，所述电池组件1处于较高温度的状态因而需要通过所述电池冷却器进行冷却，并且所述电驱动组件2需要通过所述冷凝器进行冷却。

此时，所述第二热管理支回路处于导通状态，所述第一可控开关71控制所述第一支路11的出口端与所述第三支路13的进口端导通，所述第三可控开关73控制所述第三支路13的出口端与所述第一管路10的进口端导通，所述第二支路12的出口端为所述第三可控开关73关断。所述第一循环动力装置61处于启动状态，以驱动所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中循环，所述电池冷却器处于启动状态，以冷却所述第一换热介质，从而所述电池组件1的温度得以降低。

同时，所述第三热管理支回路处于导通状态，所述第四可控开关74控制所述第二管路20的进口端与所述第二可控开关72之间导通，所述第五可控开关75控制所述第二管路20的出口端与所述第一可控开关71之间导通，并且所述第四可控开关74和所述第五可控开关75之间处于关断状态，所述第一可控开关71控制所述第二管路20的出口端与所述散热管路的进口端导通，所述第二可控开关72控制所述第二管路20的进口端与所述散热管路的出口端导通。所述第二循环动力装置62处于启动状态，以驱动所述第二换热介质在所述第三热管理支回路中循环，所述散热装置3处于启动状态，以对所述第二换热介质进行散热，从而所述电驱动组件2的温度得以降低。

同时，所述热泵装置8可以处于制冷模式，以对所述工作空间进行制冷；可以理解的是，在其他实施例中，所述热泵装置8也可以处于其他模式，例如处于非工作模式或者制热模式。

参见图9所示，所述热管理系统处于第二模式，在所述第二模式中，所述电池组件1处于较高温度的状态因而需要通过所述电池冷却器进行冷却，而所述电驱动组件2由于未启动或者其他原因无需冷却。

参见图10所示，所述热管理系统处于第三模式，在所述第三模式中，所述电池组件1的温度处于工作温度范围内，而所述电驱动组件2的温度较低。

此时，所述第二热管理支回路处于导通状态，所述第一可控开关71控制所述第一支路11的出口端与所述第三支路13的进口端导通，所述第三可控开关73控制所述第三支路13的出口端与所述第一管路10的进口端导通，所述第二支路12的出口端为所述第三可控开关73关断。所述第一循环动力装置61处于启动状态，以驱动所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中循环，从而所述电池组件1的温度分布得以更为均衡。

同时，所述第四热管理支回路处于导通状态，所述第四可控开关74控制所述第二管路20的进口端与所述第二可控开关72之间断开，所述第五可控开关75控制所述第二管路20的出口端与所述第一可控开关71之间断开，并且所述第四可控开关74和所述第五可控开关75之间导通。所述第二循环动力装置62处于启动状态，以驱动所述第二换热介质在所述第四热管理支回路中循环，通过所述电机22运行时的产生的热量加热所述电驱动组件2的其余部件，从而所述电驱动组件2的温度分布得以更为均衡。

参见图11所示，所述热管理系统处于第四模式，在所述第四模式中，所述电池组件1的温度不太高但需要散热，而所述电驱动组件2的温度较低。

此时，所述第一热管理支回路处于导通状态，所述第一可控开关71控制所述第一支路11的出口端与所述散热管路30的进口端导通，所述第二可控开关72控制所述散热管路30的出口端与所述第二支路12的进口端导通，所述第三可控开关73控制所述第二支路12的出口端与所述第一管路10的进口端导通，所述第三支路13的出口端为所述第三可控开关73关断。所述第一循环动力装置61处于启动状态，以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理支回路中循环，所述散热装置3处于启动状态，以对所述第一换热介质进行散热，从而所述电池组件1的温度得以降低。

参见图12所示，所述热管理系统处于第五模式，在所述第五模式中，所述电池组件1的温度不太高但需要散热，而所述电驱动组件2由于未启动或者其他原因无需冷却。

参见图13所示，所述热管理系统处于第六模式，在所述第六模式中，所述电池组件1的温度较低，而所述电驱动组件2的温度高于所述电池组件1的温度，通过所述电驱动组件2运行所产生的热量加热所述电池组件1。

此时，所述第三热管理回路处于导通状态，所述第四可控开关74控制所述第二管路20的进口端与所述第二可控开关72之间导通，所述第五可控开关75控制所述第二管路20的出口端与所述第一可控开关71之间导通，并且所述第四可控开关74和所述第五可控开关75之间处于关断状态，所述第一可控开关71控制所述第二管路20的出口端与所述第三支路13的进口端导通，所述第三可控开关73控制所述第三支路13的出口端与所述第一管路10的进口端导通，所述第二支路12的出口端为所述第三可控开关73关断，所述第二可控开关72控制所述第一管路10的出口端与所述第二管路20的进口端导通。所述第一循环动力装置61和/或所述第二循环动力装置62处于启动状态，以驱动所述第一换热介质和所述第二换热介质在所述第三热管理回路中循环，此时所述第二换热介质和所述第二换热介质融汇，并将所述电驱动组件2运行所产生的热量换热至所述电池组件1，从而所述电池组件1的温度得以提升。

参见图14所示，所述热管理系统处于第七模式，在所述第七模式中，所述电池组件1的温度较低需要被加热，而所述电驱动组件2由于未启动或者其他原因温度未高于所述电池组件1，通过所述PTC加热器对所述电池组件1进行加热。

此时，所述第二热管理支回路处于导通状态，所述第一可控开关71控制所述第一支路11的出口端与所述第三支路13的进口端导通，所述第三可控开关73控制所述第三支路13的出口端与所述第一管路10的进口端导通，所述第二支路12的出口端为所述第三可控开关73关断。所述第一循环动力装置61处于启动状态，以驱动所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中循环，所述PTC加热器启动，以加热所述第一换热介质，从而所述电池组件1的温度得以提升。

参见图15所示，所述热管理系统处于第八模式，在所述第八模式中，所述电池组件1的温度较低，而所述电驱动组件2的温度也较低需要升温，通过所述PTC加热器对所述电池组件1进行加热。

参见图16所示，所述热管理系统处于第九模式，在所述第九模式中，所述电池组件1的温度较低，而所述电驱动组件2的温度较高，通过所述第六模式也无法降低所述电驱动组件2的温度，因此需要所述散热装置3进行散热，同时通过所述PTC加热器对所述电池组件1进行加热。

参见图17所示，所述热管理系统处于第十模式，在所述第十模式中，所述电池组件1的温度较高，而所述电驱动组件2的温度较低，通过所述冷却装置5对所述电池组件1进行冷却；同时所述热泵装置8处于制热模式，所述热泵装置8吸收所述电池组件1的热量以用于制热。

此时，所述第二热管理支回路处于导通状态，所述第一可控开关71控制所述第一支路11的出口端与所述第三支路13的进口端导通，所述第三可控开关73控制所述第三支路13的出口端与所述第一管路10的进口端导通，所述第二支路12的出口端为所述第三可控开关73关断。所述第一循环动力装置61处于启动状态，以驱动所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中循环，所述冷却装置5启动，以冷却所述第一换热介质，从而所述电池组件1的温度得以降低。

同时，所述热泵装置8处于制热模式，所述第四热管理回路导通，所述热泵装置8驱动所述第三换热介质在所述第四热管理回路中循环以吸收所述冷却装置5的制冷剂侧的热量并降低所述制冷剂的温度，所述热泵装置8由所述第三换热介质获取热量并用于加热所述工作空间。

参见图18所示，所述热管理系统处于第十一模式，在所述第十一模式中，所述电池组件1的温度较高，而所述电驱动组件2的温度较低，同时所述热泵装置8处于制热模式，所述电池组件1产生的热量不足以供所述热泵装置8使用，因此通过所述PTC加热器进一步加热所述第一换热介质，所述热泵装置8吸收所述电池组件1产生的热量和所述PTC加热器产生的热量用于制热。

此时，所述第二热管理支回路处于导通状态，所述第一可控开关71控制所述第一支路11的出口端与所述第三支路13的进口端导通，所述第三可控开关73控制所述第三支路13的出口端与所述第一管路10的进口端导通，所述第二支路12的出口端为所述第三可控开关73关断。所述第一循环动力装置61处于启动状态，以驱动所述第一换热介质在所述第二热管理支回路中循环，所述PTC加热器启动，以加热所述第一换热介质，所述冷却装置5启动，以吸收所述第一换热介质的热量，所述第一换热介质的热量来源于所述PTC加热器的加热以及所述电池组件1运行时的发热。

同时，所述热泵装置8处于制热模式，所述第四热管理回路导通，所述热泵装置8驱动所述第三换热介质在所述第四热管理回路中循环以吸收所述冷却装置5的制冷剂侧的热量并降低所述制冷剂的温度，由于所述第一换热介质的热量较多从而所述冷却装置5处的热量也较多，所述热泵装置8由所述第三换热介质获取较多的热量并用于加热所述工作空间。

参见图19所示，所述热管理系统处于第十二模式，在所述第十二模式中，所述电池组件1的温度较高，所述电驱动组件2的温度也较高，同时所述热泵装置8处于制热模式，所述热泵装置8吸收所述电池组件1的热量和所述电驱动组件2的热量用于制热。

此时，所述第三热管理回路处于导通状态，所述第四可控开关74控制所述第二管路20的进口端与所述第二可控开关72之间导通，所述第五可控开关75控制所述第二管路20的出口端与所述第一可控开关71之间导通，并且所述第四可控开关74和所述第五可控开关75之间处于关断状态，所述第一可控开关71控制所述第二管路20的出口端与所述第三支路13的进口端导通，所述第三可控开关73控制所述第三支路13的出口端与所述第一管路10的进口端导通，所述第二支路12的出口端为所述第三可控开关73关断，所述第二可控开关72控制所述第一管路10的出口端与所述第二管路20的进口端导通。所述第一循环动力装置61和/或所述第二循环动力装置62处于启动状态，以驱动所述第一换热介质和所述第二换热介质在所述第三热管理回路中循环，此时所述第二换热介质和所述第二换热介质融汇，并共同将所述电驱动组件2运行所产生的热量和所述电池组件1运行所产生的热量传递至所述冷却装置5处。

同时，所述热泵装置8处于制热模式，所述第四热管理回路导通，所述热泵装置8驱动所述第三换热介质在所述第四热管理回路中循环以吸收所述冷却装置5的制冷剂侧的热量并降低所述制冷剂的温度，由于所述冷却装置5处吸收了所述电驱动组件2运行所产生的热量和所述电池组件1运行所产生的热量，所述热泵装置8能由所述第三换热介质获取较多的热量并用于加热所述工作空间。

由此可知，在所述热管理系统中，所述第一热管理回路和所述第二热管理支回路共用所述散热管路30，从而无需为所述第一热管理回路和所述第二热管理支回路分别设置所述散热装置3，减少了所述散热装置3的设置数量，有助于减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本。

并且，在所述热管理系统中，所述电池组件1和所述电驱动组件2能通过所述第三热管理回路实现热量的均衡，从而减少能量的浪费并减少热能向外排放所造成的热污染。

进一步地，在所述热管理系统中，所述热泵装置8能通过所述第四热管理回路吸收所述电池组件1运行所产生的热量，或所述电驱动组件2运行所产生的热量，或所述PTC加热装置4运行所产生的热量，或其中任意者的结合，从而所述热泵装置8在环境温度较低的情况下，仍能进行制热工作，并且在利用所述电驱动组件2和/或所述电池组件1所产生的热量时，不仅能减少能量的浪费还能减少热能向外排放所造成的热污染。

本实施例还提供一种电动车，所述电动车包括电驱动组件2、电池组件1、热泵装置8和前述任一实施例所提供的用于电动设备的热管理系统。

可以理解的是，由于所述电动车包含有前述任一实施例所提供的用于电动设备的热管理系统，所述用于电动设备的热管理系统在所述电动车中也可相应地实现前述任一实施例中所实现的技术效果，本实施例中不再多做赘述。

可以理解的是，在一些实施例中，所述电动车中可以不具有所述热泵装置8，相应地，所述电动车所采用的所述用于电动设备的热管理系统可以不具有所述第四热管理回路及相关的结构。

Claims

1.一种用于电动设备的热管理系统，所述电动设备包括电池组件和电驱动组件，其特征在于，所述用于电动设备的热管理系统包括：

第一热管理回路，被配置为供第一换热介质循环以调节所述电池组件的温度，所述第一热管理回路包括第一热管理支回路和第二热管理支回路，所述第一热管理支回路中配置有所述电池组件和一散热装置，所述第二热管理支回路中配置有所述电池组件、一加热装置和一冷却装置的换热介质侧；以及

第二热管理回路，被配置为供第二换热介质循环以调节所述电驱动组件的温度，所述第二热管理回路包括第三热管理支回路，所述第三热管理支回路中配置有所述电驱动组件和所述散热装置。

2.如权利要求1所述的用于电动设备的热管理系统，其特征在于，所述用于电动设备的热管理系统还包括第三热管理回路，所述第三热管理回路中配置有所述电驱动组件和所述电池组件，所述第三热管理回路用于平衡所述电驱动组件和所述电池组件间的热量。

3.如权利要求1所述的用于电动设备的热管理系统，其特征在于，所述用于电动设备的热管理系统包括：

散热管路，在所述散热管路中设有所述散热装置；

第一管路，在所述第一管路中设有所述加热装置、所述电池组件和所述冷却装置，且在所述第一管路中还设有第一循环动力装置；

第一支路，所述第一支路连接所述第一管路的出口端和所述散热管路的进口端；

第二支路，所述第二支路连接所述第一管路的进口端和所述散热管路的出口端；

第三支路，所述第三支路连接所述第一管路的进口端和所述第一支路的出口端；

第二管路，在所述第二管路中设有所述电驱动组件，且在所述第二管路中还设有第二循环动力装置，所述第二管路的两端分别连接所述散热管路的两端；

第一可控开关，所述第一可控开关设置于所述第二管路的出口端、所述第三支路的进口端、所述第一支路的出口端和所述散热管路的进口端之间；

第二可控开关，所述第二可控开关设置于所述第二管路的进口端、所述散热管路的出口端和所述第二支路的进口端之间；以及

第三可控开关，所述第三可控开关设置于所述第一管路的进口端、所述第二支路的出口端和所述第三支路的出口端之间；

其中，所述第一管路、第一支路、所述散热管路和所述第二支路形成所述第一热管理支回路；所述第一管路、第一支路和所述第三支路形成所述第二热管理支回路；所述第二管路和所述散热管路形成所述第三热管理支回路；所述第一可控开关、所述第二可控开关和所述第三可控开关用于切换所述第一热管理支回路、所述第二热管理支回路以及所述第三热管理支回路的通断。

4.如权利要求3所述的用于电动设备的热管理系统，其特征在于，所述第一管路的出口端和所述第二管路的进口端之间还配置有第四支路，所述第一管路、所述第四支路、所述第二管路以及所述第三支路形成第三热管理回路，所述第三热管理回路用于平衡所述电驱动组件和所述电池组件间的热量。

5.如权利要求4所述的用于电动设备的热管理系统，其特征在于，在所述第二管路的进口端和所述第二可控开关之间设有第四可控开关，在所述第二管路的出口端和所述第一可控开关之间设有第五可控开关。

6.如权利要求5所述的用于电动设备的热管理系统，其特征在于，所述第二热管理回路还包括第四热管理支回路，在所述第四可控开关和所述第五可控开关之间配置有第五支路，所述第二管路和所述第五支路形成所述第四热管理支回路。

7.如权利要求1-6任一项所述的用于电动设备的热管理系统，其特征在于，所述用于电动设备的热管理系统还包括第四热管理回路，所述第四热管理回路中配置有热泵装置，并且所述第四热管理回路连接所述电驱动组件和所述电池组件中的至少一者，以使所述热泵装置能从所述电驱动组件和所述电池组件中的至少一者吸收热量或冷量。

8.如权利要求7所述的用于电动设备的热管理系统，其特征在于，所述第四热管理回路中配置有所述热泵装置和所述冷却装置的制冷介质侧，以使所述热泵装置能从所述冷却装置的制冷介质侧吸收热量或冷量。

9.一种电动车，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的用于电动设备的热管理系统。

10.如权利要求9所述的电动车，其特征在于，所述电动车包括电驱动组件、电池组件和热泵装置。