CN116039367A - 一种新能源汽车的热管理系统及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新能源汽车的热管理系统。本申请设计有散热主回路，散热主回路具有第一输入端和第一输出端；冷却介质具有第一流量；第一冷却支路，其具有第二输入端和第二输出端；第二输入端与第一输出端相连接；第二输出端与第一输入端相连接；第一冷却支路包括第一待冷却部件；第一待冷却部件的输出端与第二输出端相连接；第二输入端和第一待冷却部件之间连接有第一节流阀；第一节流阀具有第三输入端和第三输出端；第一节流阀具有第二流量；第二冷却支路，第二冷却支路具有第四输入端和第四输出端；第四输入端与第三输入端相连接；第四输出端与第三输出端连接；第二冷却支路具有第三流量；第一流量等于第二流量与第三流量之和。

Description

一种新能源汽车的热管理系统及新能源汽车

技术领域

本公开涉及热管理技术领域，具体涉及一种新能源汽车的热管理系统及新能源汽车。

背景技术

近些年，中国新能源汽车表现突出，在新能源汽车的智能驾驶领域，创造性的打造了MDC(Mobile Data Center，移动数据中心)智能驾驶计算平台，被誉为智能驾驶的“超级大脑”；相比于其他自动驾驶计算平台，MDC智能驾驶计算平台具有“三高一低”的优势，即“高算力、高安全、高能效、确定性低延迟”；

MDC作为算力平台，和传统的车载控制器相比，具有物理边界较大、通常需要水冷散热的特点，但是MDC所需的冷却流量小于现有冷却管路流量要求，直接将MDC加入现有的冷却管路，无法适用于现有冷却管路的流量。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种适用于现有冷却管路流量需求的新能源汽车的热管理系统及新能源汽车。

第一方面，一种新能源汽车的热管理系统，包括：

散热主回路，所述散热主回路用于提供冷却介质；所述散热主回路具有第一输入端和第一输出端；所述冷却介质具有第一流量；

第一冷却支路，所述第一冷却支路具有第二输入端和第二输出端；所述第二输入端与所述第一输出端相连接；所述第二输出端与所述第一输入端相连接；所述第一冷却支路包括第一待冷却部件；所述第一待冷却部件的输出端与第二输出端相连接；

所述第二输入端和第一待冷却部件之间连接有第一节流阀；所述第一节流阀具有第三输入端和第三输出端；所述第一节流阀具有第二流量；

第二冷却支路，所述第二冷却支路用于为MDC模块提供冷却介质；所述第二冷却支路具有第四输入端和第四输出端；所述第四输入端与第三输入端相连接；所述第四输出端与所述第三输出端连接；所述第二冷却支路具有第三流量；

所述第一流量等于第二流量与第三流量之和。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：

第三冷却支路，所述第三冷却支路具有第五输入端和第五输出端；所述第五输入端与所述第一输出端相连接；所述第五输出端与所述第一输入端相连接；所述第三冷却支路包括第二待冷却部件；所述第三冷却支路具有第四流量；

所述第一流量等于第二流量、第三流量和第四流量之和。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一冷却支路上，在所述第一待冷却部件和第二输出端之间还设有第二节流阀；

所述第二节流阀具有第五流量，所述第五流量小于所述第二流量。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一待冷却部件包括：位于第三输出端和第二输出端之间的、依次连接的电源组件和第一驱动电机。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二待冷却部件包括：位于第五输入端和第五输出端之间的、依次连接的增程器发电机控制器、第二驱动电机和发电机。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述散热主回路包括：依次串联的第二水泵、电机散热器、温度传感器和第一水泵。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一水泵具有第六输入端和第六输出端，所述第六输出端与所述第三输入端和第四输入端连接；

所述温度传感器具有第七输入端和第七输出端，所述第七输出端与所述第六输入端连接；

所述电机散热器具有第八输入端和第八输出端，所述第八输出端与所述第七输入端连接；

所述第二水泵具有第九输入端和第九输出端，所述第九输出端与所述第八输入端连接，所述第九输入端与所述第二输出端和所述第四输出端连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述散热主回路还包括：膨胀水箱，其具有第十输入端和第十输出端，所述第十输入端与所述第八输出端连接，所述第十输出端与所述第七输入端连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一节流阀具有第一内径，所述第二节流阀具有第二内径，所述第一内径大于所述第二内径。

第二方面，一种新能源汽车，包括：上述任一项所述的新能源汽车的热管理系统。

综上所述，本技术方案具体地公开了一种新能源汽车的热管理系统及新能源汽车，本申请设计有散热主回路，散热主回路用于提供冷却介质；散热主回路具有第一输入端和第一输出端；冷却介质具有第一流量；第一冷却支路，第一冷却支路具有第二输入端和第二输出端；第二输入端与第一输出端相连接；第二输出端与第一输入端相连接；第一冷却支路包括第一待冷却部件；第一待冷却部件的输出端与第二输出端相连接；第二输入端和第一待冷却部件之间连接有第一节流阀；第一节流阀具有第三输入端和第三输出端；第一节流阀具有第二流量；第二冷却支路，第二冷却支路用于为MDC模块提供冷却介质；第二冷却支路具有第四输入端和第四输出端；第四输入端与第三输入端相连接；第四输出端与第三输出端连接；第二冷却支路具有第三流量；第一流量等于第二流量与第三流量之和，由于MDC模块和第一待冷却部件输入端的流量要求不同，所以将其设置在不同的冷却支路上，将第一待冷却部件设置在第一冷却支路，MDC模块设置在第二冷却支路，第一冷却支路和第二冷却支路均用于对散热主回路进行分流，同时，在第一冷却支路设置第一节流阀，用于平衡第一冷却支路的流量，避免MDC模块和第一待冷却部件输入端的流量要求不同而产生的过高的压强，从而损坏新能源汽车的热管理系统。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种新能源汽车的热管理系统结构示意图。

图中标号：1、散热主回路；2、第一冷却支路；3、第一节流阀；4、第二冷却支路；5、MDC模块；6、第三冷却支路；7、第二节流阀；8、电源组件；9、第一驱动电机；10、增程器发电机控制器；11、第二驱动电机；12、发电机；13、第一水泵；14、温度传感器；15、电机散热器；16、第二水泵；17、膨胀水箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

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申请。

实施例一

请参考图1所示的本申请提供的一种新能源汽车的热管理系统，包括：

散热主回路1，散热主回路1用于提供冷却介质；散热主回路1具有第一输入端和第一输出端；冷却介质具有第一流量；

第一冷却支路2，第一冷却支路2具有第二输入端和第二输出端；第二输入端与第一输出端相连接；第二输出端与第一输入端相连接；第一冷却支路2包括第一待冷却部件；第一待冷却部件的输出端与第二输出端相连接；

第二输入端和第一待冷却部件之间连接有第一节流阀3；第一节流阀3具有第三输入端和第三输出端；第一节流阀3具有第二流量；

第二冷却支路4，第二冷却支路4用于为MDC模块5提供冷却介质；第二冷却支路4具有第四输入端和第四输出端；第四输入端与第三输入端相连接；第四输出端与第三输出端连接；第二冷却支路4具有第三流量；

第一流量等于第二流量与第三流量之和。

在本实施例中，图1中的箭头表示冷却介质的流向；

散热主回路1，散热主回路1用于提供冷却介质；可选的，冷却介质的类型，例如为液态水；

将冷却介质设置为液态水，利用其较高的比热容，能够提高其对整个热管理系统的热量吸收，并且，液态水成本相对较低，且对环境危害较小，更加环保；在实际应用中，冷却介质还可以采用其他热容较大的流体，此处不做限制；

散热主回路1具有第一输入端和第一输出端；冷却介质具有第一流量；第一冷却支路2，第一冷却支路2具有第二输入端和第二输出端；第二输入端与第一输出端相连接；第二输出端与第一输入端相连接；

进一步的，新能源汽车中的电机在新能源汽车汽车运行时会产生大量的热量，而过高的热量会对电机和整个汽车热管理系统产生危害，因而需要使电机工作在一定温度范围内；

具体的，第一冷却支路2包括第一待冷却部件；第一待冷却部件的输出端与第二输出端相连接；

第一冷却支路2，其用于对第一待冷却部件进行冷却；

第一节流阀3，其设于第二输入端和第一待冷却部件之间；第一节流阀3具有第三输入端和第三输出端；第一节流阀3具有第二流量；第一节流阀3用于通过改变节流截面来控制第一冷却支路2输入端的流体流量；

进一步的，第二流量≥12L/min；

第二冷却支路4，第二冷却支路4用于为MDC模块5提供冷却介质，对MDC模块5进行冷却；

MDC定位为智能驾驶的计算平台(以下简称华为MDC平台)，包含标准化的系列硬件产品、智能驾驶操作系统AOS、VOS及MDC Core、配套工具链及车路云协同服务，支持组件服务化、接口标准化、开发工具化，满足车规级安全要求；MDC模块5的流量要求为1～3L/min；

第二冷却支路4具有第四输入端和第四输出端；第四输入端与第三输入端相连接；第四输出端与第三输出端连接；第二冷却支路4具有第三流量；第一流量等于第二流量与第三流量之和；

进一步的，第三流量为1～3L/min；

由于MDC模块5和第一待冷却部件输入端的流量要求不同，所以将其设置在不同的冷却支路上，将第一待冷却部件设置在第一冷却支路2，MDC模块5设置在第二冷却支路4，第一冷却支路2和第二冷却支路4均用于对散热主回路1进行分流，同时，在第一冷却支路2设置第一节流阀3，用于平衡第一冷却支路2的流量，满足第一待冷却部件输入端的流量要求，避免损坏新能源汽车的热管理系统。

如图1所示，还包括：

第三冷却支路6，第三冷却支路6具有第五输入端和第五输出端；第五输入端与第一输出端相连接；第五输出端与第一输入端相连接；

具体的，第三冷却支路6包括第二待冷却部件；

第三冷却支路6，其用于对第二待冷却部件进行冷却；第三冷却支路6具有第四流量；

进一步的，第四流量≥12L/min；

第一流量等于第二流量、第三流量和第四流量之和；

由于MDC模块5和第二待冷却部件输入端的流量要求不同，所以将其设置在不同的冷却支路上，将第二待冷却部件设置在第三冷却支路6，第一冷却支路2、第二冷却支路4和第三冷却支路6均用于对散热主回路1进行分流，避免MDC模块5和第二待冷却部件串联在同一支路上会因流量要求不同而在MDC模块5产生的过高的压强，从而损坏新能源汽车的热管理系统。

如图1所示，第一冷却支路2上，在第一待冷却部件和第二输出端之间还设有第二节流阀7；

第二节流阀7，其用于通过改变节流截面来控制第一冷却支路2输出端的流体流量；

第二节流阀7具有第五流量，第五流量小于第二流量；

第一节流阀3具有第一内径，第二节流阀7具有第二内径，第一内径大于所述第二内径；

优选的，第一节流阀3的第一内径为10mm，第二节流阀7的第二内径为7mm；输入第一冷却支路2和第三冷却支路6的流量相同，在第一冷却支路2中第一节流阀3处的流速比第二节流阀7处流速小。

如图1所示，具体的，第一待冷却部件包括：位于第三输出端和第二输出端之间的、依次连接的电源组件8和第一驱动电机9；

电源组件8，电源组件8包括PDU、DCDC和OBC，三者为三合一一体结构；电源组件8将PDU、DCDC和OBC集成到电路板上，电源组件8体积小，用于车载电源；

PDU(Power Distribution Unit)为电源分配单元，即为机柜用电源分配插座，PDU是为机柜式安装的电器设备提供电力分配而设计的产品，有很多不同功能、不同的安装方式以及不同插座组合的多种系列规格，可以为不同的电源环境提供适合的机架式电源分配解决方案；

DCDC(DC-to-DC converter)为直流-直流变换器或者电源变换器，用于将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源；

OBC(On Board Charger)为车载充电器，其用于方便车载电源随时随地为数码产品充电的配件，常规用于汽车电瓶(轿车12V)供电实验；

新能源汽车在充电时，不是外接充电器直接接通大蓄电池，而是通过OBC给新能源汽车的蓄电池充电，主要是起到保护的作用；

优选的，第一驱动电机9的类型，例如为驱动电机HW200。

如图1所示，具体的，第二待冷却部件包括：位于第五输入端和第五输出端之间的、依次连接的增程器发电机控制器10、第二驱动电机11和发电机12；

增程器发电机控制器10，其用于启动发电机12，将发电机12能量转换为电能，给电池充电、给第二驱动电机11提供能量其承担着发电机12启停、能量转换、提高效率、节能减排的任务；

增程器发电机控制器10要求进水温度比第二驱动电机11和发电机12低，布置在第三冷却支路6的第五输入端，进水温度为电机散热器15的出水温度，温度相对较低，不易造成增程器发电机控制器10过热；

优选的，第二驱动电机11的类型，例如为驱动电机HW165。

如图1所示，具体的，散热主回路1包括：依次串联的第二水泵16、电机散热器15、温度传感器14和第一水泵13；

第一水泵13具有第六输入端和第六输出端，第六输出端与第三输入端和第四输入端连接；温度传感器14具有第七输入端和第七输出端，第七输出端与第六输入端连接；电机散热器15具有第八输入端和第八输出端，第八输出端与第七输入端连接；第二水泵16具有第九输入端和第九输出端，第九输出端与第八输入端连接，第九输入端与第二输出端和第四输出端连接；

可选的，电机散热器15的类型，例如为鼓风换热器，将电机散热器15设置为鼓风换热器，能够提高换热器散热吹风的风量，从而提高散热效率；

可选的，电机散热器15可以为热交换器，冷却介质在MDC模块、第一待冷却部件和第二待冷却部件中吸收热量之后，经第一水泵13抽送到电机散热器15内，空气在电机散热器15外流动，冷却介质中的热量散发向空气，温度降低，之后从电机散热器15中流出，再经第二水泵16抽送回MDC模块、第一待冷却部件和第二待冷却部件中循环，保证MDC模块、第一待冷却部件和第二待冷却部件工作在正常温度范围内，此时温度传感器14实时检测散热主回路1的温度；

进一步的，电机散热器15外部可以设置有电风扇，电风扇可以增电机散热器15的散热能力，加速冷却液冷却。

如图1所示，散热主回路1还包括：膨胀水箱17，其具有第十输入端和第十输出端，第十输入端与第八输出端连接，第十输出端与第七输入端连接；

膨胀水箱17用于控制散热主回路1的压力并去除第一冷却支路1、第二冷却支路4和第三冷却支路6的液体管道中的气体；其中液体管道中填充有冷却介质，第一水泵13和第二水泵16驱动冷却介质在散热主回路1中循环；

进一步的，电机散热器15与膨胀水箱17之间通过除气管连接且连通，膨胀水箱17还用于通过除气管去除电机散热器15中的气体；

利用电机散热器15将该热量释放到外部空间，以实现对整体的散热降温，使其能够保持在良好工作温度范围内；而通过设置与管路连通的膨胀水箱17，能够对管路中的冷却介质的压力起到稳定和平衡作用，并且还可以通过膨胀水箱17便捷的向管路中进行冷却介质补充；通过该新能源汽车的热管理系统，能够方便的对新能源汽车的各种电机进行热管理，并且当环境温度较低时，不需要电加热来保持工作温度时，功耗较低，能够减少对新能源汽车的电源组件8的电能消耗，提高新能源汽车的续航里程。

实施例二

请参考图1所示的本申请提供的一种新能源汽车，包括：实施例一所述的新能源汽车的热管理系统；

示例性的，热管理系统还包括电驱水泵控制，电驱水泵控制包括常规上电状态、充放电模式、远程控制模式(不启增程)、小憩模式和宠物模式；

(1)常规上电状态：整车常规高压上电；电源组件8或者增程器发电机控制器10或者MDC模块处于工作状态；第一水泵13和第二水泵16低速运行，初始占空比为20％；第一水泵13和第二水泵16低俗运行时抽送的水流量要满足电驱系统各零部件的最小流量要求，满足“电驱水泵调速”中调速限值后，按流量要求进行水泵调速；

进一步的，占空比为在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例，即在一个脉冲循环内，电源组件8为间歇供电，供电时间占总时间的20％。

(2)充放电模式、远程控制模式(不启增程)、小憩模式、宠物模式：整车高压上电后，第一水泵13不运行，热管理系统满足“电驱水泵调速”中的调速限值后，按其各个部分的流量需求进行水泵调速。

示例性的，电驱系统冷却后运行策略：

整车有高压下电需求时(紧急高压下电除外)，VDC(Vehicle Dynamics Control，车辆动态控制系统)根据电驱系统所需温度进行综合判断，若电驱系统零部件温度接近限功率值时，则进入电驱系统冷却后运行阶段；驱动第一驱动电机9、第二驱动电机11、增程器发电机控制器10、MDC模块5、电源组件8的温度或电驱进水温度低于后运行关闭阈值温度点或者后运行超过60s时关闭后运行。

进一步的，新能源汽车不仅仅是纯电动汽车，新能源汽车包含了纯电动以及插电混动汽车等；插电混合汽车的动力电池容量比较高，在纯电模式下续航行程是更长的，燃油合理性更强，并且尾气排放量较低；因此新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等，非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料；新能源汽车具有节约燃油能源、减少废气排放、效率高和噪声低的优点。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于，包括：

散热主回路(1)，所述散热主回路(1)用于提供冷却介质；所述散热主回路(1)具有第一输入端和第一输出端；所述冷却介质具有第一流量；

第一冷却支路(2)，所述第一冷却支路(2)具有第二输入端和第二输出端；所述第二输入端与所述第一输出端相连接；所述第二输出端与所述第一输入端相连接；所述第一冷却支路(2)包括第一待冷却部件；所述第一待冷却部件的输出端与第二输出端相连接；

所述第二输入端和第一待冷却部件之间连接有第一节流阀(3)；所述第一节流阀(3)具有第三输入端和第三输出端；所述第一节流阀(3)具有第二流量；

第二冷却支路(4)，所述第二冷却支路(4)用于为MDC模块(5)提供冷却介质；所述第二冷却支路(4)具有第四输入端和第四输出端；所述第四输入端与第三输入端相连接；所述第四输出端与所述第三输出端连接；所述第二冷却支路(4)具有第三流量；

所述第一流量等于第二流量与第三流量之和。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于，还包括：

第三冷却支路(6)，所述第三冷却支路(6)具有第五输入端和第五输出端；所述第五输入端与所述第一输出端相连接；所述第五输出端与所述第一输入端相连接；所述第三冷却支路(6)包括第二待冷却部件；所述第三冷却支路(6)具有第四流量；

所述第一流量等于第二流量、第三流量和第四流量之和。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于：

所述第一冷却支路(2)上，在所述第一待冷却部件和第二输出端之间还设有第二节流阀(7)；

所述第二节流阀(7)具有第五流量，所述第五流量小于所述第二流量。

4.根据权利要求3任一项所述的一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于：所述第一待冷却部件包括：位于第三输出端和第二输出端之间的、依次连接的电源组件(8)和第一驱动电机(9)。

5.根据权利要求2所述的一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于：所述第二待冷却部件包括：位于第五输入端和第五输出端之间的、依次连接的增程器发电机控制器(10)、第二驱动电机(11)和发电机(12)。

6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于：所述散热主回路(1)包括：依次串联的第二水泵(16)、电机散热器(15)、温度传感器(14)和第一水泵(13)。

7.根据权利要求6任一项所述的一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于：

所述第一水泵(13)具有第六输入端和第六输出端，所述第六输出端与所述第三输入端和第四输入端连接；

所述温度传感器(14)具有第七输入端和第七输出端，所述第七输出端与所述第六输入端连接；

所述电机散热器(15)具有第八输入端和第八输出端，所述第八输出端与所述第七输入端连接；

所述第二水泵(16)具有第九输入端和第九输出端，所述第九输出端与所述第八输入端连接，所述第九输入端与所述第二输出端和所述第四输出端连接。

8.根据权利要求6所述的一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于：所述散热主回路(1)还包括：膨胀水箱(17)，其具有第十输入端和第十输出端，所述第十输入端与所述第八输出端连接，所述第十输出端与所述第七输入端连接。

9.根据权利要求4所述的一种新能源汽车的热管理系统，其特征在于：所述第一节流阀(3)具有第一内径，所述第二节流阀(7)具有第二内径，所述第一内径大于所述第二内径。

10.一种新能源汽车，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的新能源汽车的热管理系统。

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