CN116278612B - 一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统，包括乘员舱制热回路、乘员舱制冷回路、电池加热回路、电池冷却回路、电驱系统冷却回路和室外换热器除霜回路，所述乘员舱制热回路包括：热泵空调对乘员舱加热回路和PTC加热器辅助加热回路，所述热泵空调对乘员舱加热回路包括依次布置的压缩机、第二热交换器、第一三通阀、冷凝器、第二膨胀阀、室外换热器、第二三通阀、第一热交换器、气液分离器。本发明通过利用电驱系统余热来对室外换热器进行除霜，相比于其他的除霜方法，能够减少对乘员舱的加热的同时进行除霜的操作，并且在不需要除霜的时候还能够对电池或者乘员舱进行加热，能够充分利用电驱系统余热。

Description

一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体为一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统。
背景技术
空调系统是汽车的重要组成部分之一，其性能关系到乘员舱环境的舒适性，对于新能源汽车来说，动力电池是唯一的能量来源，空调系统性能的优劣不仅仅关系到乘员舱的舒适性，还会影响到电动汽车的续航里程，因此，将空调系统、电池电驱热系统之间进行协同管理，重复利用余热提高能量利用率，增加汽车续航里程；
在冬季，传统的燃油车利用发动机余热来为乘员舱提供热量，来保持乘员舱的舒适性，但对于新能源汽车尤其是纯电动汽车来说，目前，各大车企通常采用高压PTC材料电加热、空调+PTC加热的方式，虽然具有制热效率高的特点，但通常都是利用动力电池来为乘员舱提供热量，需要消耗大量的电能，极大地降低了汽车的续航里程；因此采用热泵空调+余热回收的方案更为高效；
但对于空气源热泵空调来说，在冬季制热时，室外温度较低且湿度较低时极易出现室外换热器结霜的现象，结霜后，可能会影响系统的正常运行，减少制热量，影响舒适性，因此，有必要提供一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统，以解决上述背景技术中提出室外换热器结霜影响系统正常运行的问题，本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统，包括乘员舱制热回路、乘员舱制冷回路、电池加热回路、电池冷却回路、电驱系统冷却回路和室外换热器除霜回路。
优选的，所述乘员舱制热回路包括：热泵空调对乘员舱加热回路和PTC加热器辅助加热回路，所述热泵空调对乘员舱加热回路包括依次连接的压缩机、第二热交换器、第一三通阀、冷凝器、第二膨胀阀、室外换热器、第二三通阀、第一热交换器、气液分离器，以及与所述室外换热器耦合的风扇、与所述冷凝器耦合的鼓风机；
所述第一三通阀的三个接口分别连接所述第二热交换器、所述冷凝器和所述室外换热器，所述第二三通阀的其中两个接口分别连接所述室外换热器、所述第一热交换器。
优选的，所述PTC加热器辅助加热回路包括：依次连接的第一水泵、第三三通阀、第四三通阀、PTC加热器、四通阀、暖风水箱、第六三通阀、膨胀水箱，以及鼓风机，所述鼓风机与暖风水箱耦合；
所述第三三通阀的三个接口分别连接第一水泵、第一热交换器和第四三通阀，所述第四三通阀的三个接口分别连接第三三通阀、第二热交换器和PTC加热器，所述四通阀的四个接口分别连接所述PTC加热器、暖风水箱、第六三通阀和所述膨胀水箱，所述第六三通阀的其中两个接口分别连接所述四通阀和暖风水箱。
优选的，所述乘员舱制冷回路包括：依次连接的压缩机、第二热交换器、第一三通阀、室外换热器、第二三通阀、第一膨胀阀、蒸发器、第一热交换器、气液分离器，以及风扇和鼓风机；所述第二三通阀的第三个接口与所述第一膨胀阀连接，所述第二三通阀与第一热交换器之间的连接通路还与所述蒸发器连接，所述鼓风机与所述蒸发器耦合。
优选的，所述电池加热回路包括电池快热回路和利用电驱系统余热加热回路，所述电池快热回路包括：依次连接的第一水泵、第三三通阀、第一热交换器、第二热交换器、第四三通阀、PTC加热器、四通阀、单向阀、电池液冷板、第二散热器和膨胀水箱；所述四通阀和所述电池液冷板之间的连通路连接有单向阀。
优选的，所述利用电驱系统余热对电池加热的回路包括：依次连接的第二水泵、第五三通阀、电池液冷板、第七三通阀、电控液冷板、电机液冷板和第八三通阀；
所述第五三通阀的三个阀口分别与所述第二水泵、第一散热器、电池液冷板相连接，所述第七三通阀的三个阀口分别与上下两个电控液冷板以及第一散热器相连接，所述第八三通阀的三个阀口分别与第一散热器、第二水泵以及电机液冷板相连接。
优选的，所述电池冷却回路包括电池散热回路和电池快冷回路，其中所述电池散热回路包括：依次连接的第一水泵、第三三通阀、第四三通阀、PTC加热器、四通阀、电池液冷板、第二散热器和膨胀水箱；
优选的，所述电池快冷回路包括：依次连接的第一水泵、第三三通阀、第一热交换器、第二热交换器、第四三通阀、PTC加热器、四通阀、电池液冷板、第二散热器和膨胀水箱。
优选的，所述电驱系统冷却回路包括：依次连接的第二水泵、第五三通阀、第一散热器、第七三通阀、电控液冷板、电机液冷板、第八三通阀和与所述第一散热器耦合的风扇。
优选的，所述室外换热器除霜回路包括电驱系统的第一散热器和风扇，所述第一散热器与室外换热器之间相耦合，所述风扇配合着所述第一散热器用于对室外换热器的除霜以及对电驱系统的冷却。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明，可以对电驱系统和电池系统实现独立的冷却回路，通过第五三通阀、第七三通阀、第八三通阀的控制可以实现独立的电驱系统冷却回路，其中电驱系统冷却回路为冷却液经过电控液冷板、电机液冷板、第二水泵到第一散热器中进行散热；通过第三三通阀、第四三通阀以及四通阀的控制实现电池系统冷却回路，其中电池系统冷却回路为冷却液经过第一水泵、第三三通阀、第四三通阀、四通阀、电池液冷板到第二散热器中进行散热。通过电池系统、电驱系统双冷却回路，能够实现对电池和电驱系统的不同工作温度的控制，针对不同工况下对电池和电驱系统达到更佳适合温度的同时节省电能的消耗。
2、本发明，设置有电驱系统余热利用回路，其回路与独立的电驱系统冷却回路相同，通过利用电驱系统余热来对室外换热器进行除霜，相比于其他的除霜方法，能够减少对乘员舱的加热的同时进行除霜的操作，并且在不需要除霜的时候还能够对电池或者乘员舱进行加热，能够充分利用电驱系统余热。
3、本发明，设置有第一热交换器和第二热交换器，通过第二热交换器可以对冷却液进行加热来实现对电池的快速加热的效果，通过第一热交换器可以对冷却液进行冷却来实现对电池的快速冷却的效果，使电池快速达到适宜工作温度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第一种加热模式乘员舱快热电池慢热模式的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第二种加热模式电池快热乘员舱慢热模式的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第三种加热模式示意图；
图5为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第四种加热模式示意图；
图6为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第五种加热模式示意图；
图7为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第六种加热模式示意图；
图8为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第七种加热模式示意图；
图9为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第八种加热模式示意图；
图10为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第九种加热模式示意图；
图11为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的除霜模式示意图；
图12为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第一种冷却模式示意图；
图13为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第二种冷却模式示意图；
图14为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第三种冷却模式示意图；
图15为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第四种冷却模式示意图；
图16为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统的第五种冷却模式示意图。
图中：1、压缩机；2、第一三通阀；3、冷凝器；4、第二膨胀阀；5、风扇；6、第一散热器；7、室外换热器；8、气液分离器；9、第一热交换器；10、第二热交换器；11、第二三通阀；12、第一膨胀阀；13、蒸发器；14、膨胀水箱；15、第一水泵；16、第三三通阀；17、第四三通阀；18、PTC加热器；19、四通阀；20、暖风水箱；21、第二散热器；22、电池液冷板；23、第六三通阀；24、第五三通阀；25、第二水泵；26、第七三通阀；27、第八三通阀；28、电机液冷板；29、电控液冷板；30、鼓风机；31、单向阀。
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。
请参阅图1-16，本发明提供的一种实施例：一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统，包括乘员舱制热回路、乘员舱制冷回路、电池加热回路、电池冷却回路、电驱系统冷却回路和除霜回路。
实施例1
如图1所示，为本发明实施例提供的一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统，本系统是通过一个四通阀、多个三通阀、电子水泵等部件实现工作回路的切换，该系统设计能够实现乘员舱制冷和制热、电池制冷和制热、电机电控的散热、车外换热器的除霜功能。
实施例2
如图2为第一种加热模式乘员舱快热电池慢热模式示意图，利用制冷剂和PTC加热为乘员舱制热，以及对电池进行加热，此种情况通常发生在环境温度较低的情况下，制冷剂回路：制冷剂通过室外换热器7并且在室外换热器7内汽化吸热后经过第二三通阀11，此时制冷剂从第二三通阀11的111阀口流入112阀口流出，经过第一热交换器9、气液分离器8，但此时的第一热交换器9并不工作，然后在压缩机1中压缩成高温高压的制冷剂气体，经过第二热交换器10后从第一三通阀2的201阀口流入203阀口流出，此时的第二热交换器10也是不工作的，然后制冷剂气体到达冷凝器3，制冷剂气体在冷凝器3内液化放热，通过鼓风机30将热风吹入乘员舱，然后途径第二膨胀阀4进行节流降压变成低温低压液体后进入室外换热器7，实现对乘员舱的制热，冷却液回路：第一水泵15泵出的冷却液从第三三通阀16的161阀口流入163阀口流出后，进入第四三通阀17阀口171并且从173阀口流出，经过PTC加热器18加热后，接着由四通阀19的191阀口流入192阀口流出进入到暖风水箱20，通过鼓风机30将热风吹入乘员舱，使乘员舱快速制热，再接着冷却液由第六三通阀23的233阀口流入231阀口流出到电池液冷板22，冷却液从电池液冷板22的224口进入222口流出，利用冷却液余热对电池进行加热，然后冷却液经过第二散热器21、膨胀水箱14后回到第一水泵15，此时的第二散热器21也是不工作的，通过这两个回路的同时进行可以实现乘员舱的快速制热以及电池的慢热；
实施例3
如图3为第二种加热模式乘员舱慢热电池快热模式示意图，相比于第一种加热模式，乘员舱没有较快的制热需求但电池需要更快的热起来，此时制冷剂回路与第一种加热模式相同，冷却液回路有所变化，第一水泵15泵出的冷却液从第三三通阀16的161阀口流入163阀口流出后，进入第四三通阀17阀口171并且从173阀口流出，经过PTC加热器18加热后，接着由四通阀19的191阀口流入193阀口流出经过单向阀31到电池液冷板22的225口流入，对电池进行加热，再接着冷却液从电池液冷板22的224口流出，再由第六三通阀23的231阀口流入233阀口流出到暖风水箱20，通过鼓风机30将热风送入乘员舱，但此时的冷却液温度不高，不能提供较多的热量，乘员舱主要还是由冷凝器3提供热量，然后冷却液由四通阀19的192阀口流入194阀口流出后经过膨胀水箱14回到第一水泵15，此模式可以实现电池的快速制热，使电池达到适宜工作温度；
实施例4
图4为第三种加热模式示意图，此模式通常在乘员舱已经达到一定的温度，不需要太多的制热量，此时制冷剂回路与第一种加热模式相同，只是制冷剂在第二热交换器10中与冷却水进行热交换，制冷剂气体温度降低，对乘员舱的加热量降低，而对于冷却液回路，第一水泵15将冷却液泵出从第三三通阀16的161阀口流入162阀口流出，经过第一热交换器9后（在第三种加热模式下的第一热交换器9不工作，冷却液与制冷剂只是经过第一热交换器9并不发生热交换），进入到第二热交换器10与制冷剂进行热交换，冷却液温度升高，然后由第四三通阀17的172阀口流入173阀口流出到PTC加热器18当中，对冷却液进行进一步的加热后接着由四通阀19的191阀口流入193阀口流出进入到电池液冷板22，对电池进行加热，再接着冷却液由第六三通阀23的231阀口流入233阀口流出到暖风水箱20，通过鼓风机30将热风送入乘员舱，将剩余热量提供给乘员舱，然后冷却液由四通阀19的192阀口流入194阀口流出后经过膨胀水箱14回到第一水泵15，此模式可以在乘员舱加热需求不大但电池温度又较低的时候，对电池进行快速加热，使其到达工作温度；
实施例5
图5为第四种加热模式示意图，此模式适合车辆行驶一段时间过后，电驱系统的温度上升，可以利用余热对电池进行加热，此时的制冷剂回路与第一种加热模式下相同，而对于冷却液回路，在第一种加热模式的基础上增加了一条对电池进行加热的回路，增加的回路为：第二水泵25将冷却液泵出，流进第五三通阀24的241阀口后从第五三通阀24的243阀口流出进入到电池液冷板22的221口，对电池进行加热，然后从电池液冷板22的223口流出，经过第七三通阀26后（从263阀口流入261阀口流出），依次经过电控液冷板29和电机液冷板28对冷却液进行加热，最后通过第八三通阀27的273阀口流入272阀口流出回到第二水泵25，此模式可以在电池温度较低时利用电驱系统余热对其加热；
实施例6
图6为第五种加热模式示意图，此模式相比较于第四种加热模式，减少了PTC加热器对电池的加热，电驱系统的余热足以对电池进行加热，此时的制冷剂回路与第一种加热模式下相同，对于冷却回路：第一水泵15泵出的冷却液从第三三通阀16的161阀口流入163阀口流出后，进入第四三通阀17阀口171并且从173阀口流出，经过PTC加热器18加热后，接着由四通阀19的191阀口流入192阀口流出进入到暖风水箱20，通过鼓风机30将热风吹入乘员舱，对乘员舱进行加热，再接着冷却液由第六三通阀23的233阀口流入232阀口流出进入到四通阀19的193阀口并且从194阀口流出后经过膨胀水箱14回到第一水泵15，利用电驱余热对电池加热的回路为：第二水泵25将冷却液泵出，流进第五三通阀24的241阀口后从第五三通阀24的243阀口流出进入到电池液冷板22的221口，对电池进行加热，然后从电池液冷板22的223口流出，经过第七三通阀26（从263阀口流入261阀口流出）后，依次经过电控液冷板29和电机液冷板28对冷却液进行加热，最后通过第八三通阀27的273阀口流入272阀口流出回到第二水泵25，此模式可以减少PTC加热器的功率，减少电池能量消耗；
实施例7
图7为第六种加热模式示意图，此模式下可以利用电驱系统和制冷剂回路实现电池的快速加热，此时制冷剂回路与第三种加热模式相同，都是制冷剂在第二热交换器10中与冷却水进行热交换，而对于冷却液回路，第一水泵15将冷却液泵出，经过第三三通阀16（从161阀口流入162阀口流出）、第一热交换器9（在第六种加热模式下第一热交换器9不工作且冷却液和制冷剂只是经过第一热交换器9并不发生热交换）到达第二热交换器10，在第二热交换器10内冷却液与制冷剂发生热交换，冷却液温度上升，然后经过第四三通阀17（172阀口流入173阀口流出）、PTC加热器18（在第六种加热模式下PTC加热器18不工作）、四通阀19（191阀口流入193阀口流出）后经过单向阀31从电池液冷板22的225口进入电池液冷板22对电池进行加热，接着从电池液冷板22的222口流出经过第二散热器21（在第六种加热模式下第二散热器21不工作，冷却液只是经过第二散热器21）、膨胀水箱14到达第一水泵15实现循环，而利用电驱系统余热对电池进行加热的循环回路与第五种加热模式相同，此模式减少了乘员舱的加热量来实现对电池的快速加热；
实施例8
图8为第七种加热模式示意图，此模式下电池系统和乘员舱的温度有所上升，制冷剂回路与第一种加热模式相同，此时乘员舱只通过空调进行加热，而冷却液回路为：第二水泵25将冷却液泵出，流进第五三通阀24的241阀口后从第五三通阀24的243阀口流出进入到电池液冷板22的221口，对电池进行加热，然后从电池液冷板22的223口流出，经过第七三通阀26（从263阀口流入261阀口流出）后，依次经过电控液冷板29和电机液冷板28对冷却液进行加热，最后通过第八三通阀27的273阀口流入272阀口流出回到第二水泵25，此模式适用于车辆行驶一段时间电机、电控和电池的温度有所上升，电驱系统的余热足以对电池进行加热；
实施例9
图9为第八种加热模式示意图，此模式在空调制热的基础上利用电机、电控和电池余热对乘员舱进行加热，制冷剂回路与第一种加热模式相同，而冷却液回路为：第一水泵15将冷却液泵出经过第三三通阀16（从161阀口流入163阀口流出）、第四三通阀17（从171阀口流入173阀口流出）、PTC加热器18（在第八种加热模式下PTC加热器18不工作，冷却液只是经过 PTC加热器18）、四通阀19（从191阀口流入192阀口流出）后到达暖风水箱20，通过鼓风机30对乘员舱加热，然后经过第六三通阀23（从233阀口流入231阀口流出）从电池液冷板22的224端口进入电池液冷板22，冷却液在电池液冷板22内吸收电池余热，接着通过第七三通阀26（从263阀口流入261阀口流出）后依次通过电控液冷板29和电机液冷板28，在电控液冷板29和电机液冷板28内吸收电控电机余热，使得冷却液温度进一步上升，最后通过第八三通阀27（从273阀口流入271阀口流出）、第二散热器21（在第八种加热模式下第二散热器21不工作，冷却液只是经过第二散热器21）和膨胀水箱14回到第一水泵15完成循环，此模式适用于电机电控和电池温度余热较多的情况，能够充分利用余热对乘员舱进行加热；
实施例10
图10为第九种加热模式示意图，此模式下空调系统不工作，乘员舱通过电机电控和电池余热进行加热，其循环回路为：第一水泵15将冷却液泵出经过第三三通阀16（从161阀口流入163阀口流出）、第四三通阀17（从171阀口流入173阀口流出）、PTC加热器18（在第九种加热模式下PTC加热器18不工作，冷却液只是经过PTC加热器18）、四通阀19（从191阀口流入192阀口流出）后到达暖风水箱20，通过鼓风机30对乘员舱加热，然后经过第六三通阀23（从233阀口流入231阀口流出）从电池液冷板22的224端口进入电池液冷板22，冷却液在电池液冷板22内吸收电池余热，接着通过第七三通阀26（从263阀口流入261阀口流出）后依次通过电控液冷板29和电机液冷板28，在电控液冷板29和电机液冷板28内吸收电控电机余热，使得冷却液温度进一步上升，最后通过第八三通阀27（从273阀口流入271阀口流出）、第二散热器21（在第九种加热模式下第二散热器21不工作，冷却液只是经过第二散热器21）和膨胀水箱14回到第一水泵15完成循环，此模式适用于电机电控和电池余热较多并且乘员舱制热需求不高的情况下；
实施例11
图11为除霜模式示意图，此模式主要利于电控电机余热对空调系统室外换热器7进行除霜，主要循环回路为;冷却液从电控液冷板29和电机液冷板28吸收一定的热量后，通过第八三通阀27（从273阀口流入272阀口流出）到第二水泵25，然后通过第五三通阀24（从241阀口流入242阀口流出）到达第一散热器6，通过风扇5将热量传递到室外换热器7上，对室外换热器7进行除霜，再通过第七三通阀26（从262阀口流入261阀口流出）回到电控液冷板29和电机液冷板28内吸收余热，此模式可以在电控电机余热充足的情况下与上述的九种加热模式中室外换热器7工作时的模式相组合运用，达到对室外换热器7除霜的目的；
实施例12
图12为第一种冷却模式示意图，此模式适合只有乘员舱有制冷需求，电控电机和电池都不需要冷却的情况，乘员舱制冷的回路为：压缩机1将制冷剂压缩为高温高压的气态，经过第二热交换器10后从第一三通阀2的201阀口流入202阀口流出进入到室外换热器7（在第一种冷却模式下的第二热交换器10不工作），在室外换热器7中液化放热变为中温高压液态制冷剂，接着从第二三通阀11的111阀口流入113阀口流出到第一膨胀阀12中，经第一膨胀阀12进行节流降压后变为中温低压液体，再接着进入蒸发器13中吸热汽化，再由鼓风机30将冷风吹入乘员舱，实现对乘员舱的制冷，然后液态制冷剂经过第一热交换器9和气液分离器8再回到压缩机继续压缩（在第一种冷却模式下的第一热交换器9不工作），继续循环进行制冷；
实施例13
图13为第二种冷却模式示意图，此模式在第一种冷却模式的基础上，增加了一条电池、电控和电机串联冷却的回路，此模式适用于电池、电控和电机温度不是很高但需要冷却的情况下，制冷剂的回路和第一种冷却模式相同，增加的冷却液回路为：第一水泵15将冷却液泵出，从第三三通阀16的161阀口流入163阀口流出后从第四三通阀17的171阀口流入173阀口流出，经过PTC加热器18后（在第二种冷却模式下的PTC加热器不工作），从四通阀19的191阀口流入193阀口流出经过单向阀31到电池液冷板22的225端口进入电池液冷板22内对电池进行冷却，然后从电池液冷板22的223端口流出，从第七三通阀26的263阀口流入261阀口流出依次经过电控液冷板29和电机液冷板28对电控和电机进行冷却，然后从第八三通阀27的273阀口流入271阀口流出经过第二散热器21，在第二散热器21内对冷却液进行冷却，再接着经过膨胀水箱14后回到第一水泵15完成循环；
实施例14
图14为第三种冷却模式示意图，此模式在第一种冷却模式的基础上增加了一条单独对电池快速冷却的回路，此模式适用于电池温度较高急需冷却但电驱系统温度不高的情况下，例如在车辆快充过后，增加的电池快冷回路为：第一水泵15将冷却液泵出，从第三三通阀16的161阀口流入163阀口流出后从第四三通阀17的171阀口流入173阀口流出，经过PTC加热器18后（在第三种冷却模式下的PTC加热器18不工作），从四通阀19的191阀口流入193阀口流出到后从第六三通阀23的232阀口流入231阀控流出后从电池液冷板22的224端口进入电池液冷板22内对电池进行冷却，然后从电池液冷板22的222端口流出，经过第二散热器21，在第二散热器21内对冷却液进行冷却，再接着经过膨胀水箱14后回到第一水泵15完成循环；
实施例15
图15为第四种冷却模式示意图，此模式通过冷却液在第一热交换器9中与制冷剂进行热交换，进一步降低冷却液的温度，提高冷却的效率，乘员舱制冷回路和第一种冷却模式相同，只是此模式下的第一热交换器9开始工作使得制冷剂温度上升，而冷却液回路为：第一水泵15将冷却液泵出，从第三三通阀16的161阀口流入162阀口流出进入第一热交换器9中与制冷剂进行热交换，使得冷却液温度进一步降低，然后经过第二热交换器10后从第四三通阀17的172阀口流入173阀口流出（在第四种冷却模式下的第二热交换器10不工作），经过PTC加热器18后（在第四种冷却模式下的PTC加热器不工作），从四通阀19的191阀口流入193阀口流出后经过单向阀31从电池液冷板22的225端口进入电池液冷板22内对电池进行冷却，然后从电池液冷板22的223端口流出，从第七三通阀26的263阀口流入261阀口流出依次经过电控液冷板29和电机液冷板28对电控和电机进行冷却，然后从第八三通阀27的273阀口流入271阀口流出经过第二散热器21，在第二散热器21内对冷却液进行冷却，再接着经过膨胀水箱14后回到第一水泵15完成循环；
实施例16
图16为第五种冷却模式示意图，此模式使用电池和电控电机双冷却回路，适用于电池和电控电机温度不同时分开冷却，提高冷却效率，电池冷却回路为：第一水泵15将冷却液泵出，从第三三通阀16的161阀口流入163阀口流出后从第四三通阀17的171阀口流入173阀口流出，经过PTC加热器18后（在第五种冷却模式下的PTC加热器不工作），从四通阀19的191阀口流入193阀口流出经过单向阀31到电池液冷板22的225端口进入电池液冷板22内对电池进行冷却，然后从电池液冷板22的222端口流出，经过第二散热器21，在第二散热器21内对冷却液进行冷却，再接着经过膨胀水箱14后回到第一水泵15完成循环，电控电机冷却回路为：第二水泵25将冷却液泵出，然后通过第五三通阀24（从241阀口流入242阀口流出）到达第一散热器6，冷却液在第一散热器6中冷却，再从第七三通阀26的262阀口流入261阀口流出后，依次经过电控液冷板29和电机液冷板28，对电控和电机进行冷却，最后从第八三通阀27的273阀口流入272阀口流出回到第二水泵25完成循环，此模式可根据电池和电控电机的温度调节冷却水的流速以及散热风扇的转速来达到冷却目的的同时节省能量消耗。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (1)

1.一种带有除霜功能的纯电动汽车热泵型一体化热管理系统，其特征在于：包括乘员舱制热回路、乘员舱制冷回路、电池加热回路、电池冷却回路、电驱系统冷却回路和室外换热器除霜回路；
所述乘员舱制热回路包括：热泵空调对乘员舱加热回路和PTC加热器辅助加热回路，所述热泵空调对乘员舱加热回路包括依次连接的压缩机（1）、第二热交换器（10）、第一三通阀（2）、冷凝器（3）、第二膨胀阀（4）、室外换热器（7）、第二三通阀（11）、第一热交换器（9）、气液分离器（8），以及与所述室外换热器（7）耦合的风扇（5）、与所述冷凝器（3）耦合的鼓风机（30）；
所述第一三通阀（2）的三个接口分别连接所述第二热交换器（10）、所述冷凝器（3）和所述室外换热器（7），所述第二三通阀（11）的其中两个接口分别连接所述室外换热器（7）、所述第一热交换器（9）；
所述PTC加热器辅助加热回路包括：依次连接的第一水泵（15）、第三三通阀（16）、第四三通阀（17）、PTC加热器（18）、四通阀（19）、暖风水箱（20）、第六三通阀（23）、膨胀水箱（14），以及鼓风机（30），所述鼓风机（30）与暖风水箱（20）耦合；
所述第三三通阀（16）的三个接口分别连接第一水泵（15）、第一热交换器（9）和第四三通阀（17），所述第四三通阀（17）的三个接口分别连接第三三通阀（16）、第二热交换器（10）和PTC加热器（18），所述四通阀（19）的四个接口分别连接所述PTC加热器（18）、暖风水箱（20）、第六三通阀（23）和所述膨胀水箱（14），所述第六三通阀（23）的其中两个接口分别连接所述四通阀（19）和暖风水箱（20）；
所述乘员舱制冷回路包括：依次连接的压缩机（1）、第二热交换器（10）、第一三通阀（2）、室外换热器（7）、第二三通阀（11）、第一膨胀阀（12）、蒸发器（13）、第一热交换器（9）、气液分离器（8），以及风扇（5）和鼓风机（30）；所述第二三通阀（11）的第三个接口与所述第一膨胀阀（12）连接，所述第二三通阀（11）与第一热交换器（9）之间的连接通路还与所述蒸发器（13）连接，所述鼓风机（30）与所述蒸发器（13）耦合；
所述电池加热回路包括电池快热回路和利用电驱系统余热加热回路，所述电池快热回路包括：依次连接的第一水泵（15）、第三三通阀（16）、第一热交换器（9）、第二热交换器（10）、第四三通阀（17）、PTC加热器（18）、四通阀（19）、单向阀（31）、电池液冷板（22）、第二散热器（21）和膨胀水箱（14）；所述四通阀（19）和所述电池液冷板（22）之间的连通路连接有单向阀（31）；
所述利用电驱系统余热加热回路：依次连接的第二水泵（25）、第五三通阀（24）、电池液冷板（22）、第七三通阀（26）、电控液冷板（29）、电机液冷板（28）和第八三通阀（27）；
所述第五三通阀（24）的三个阀口分别与所述第二水泵（25）、第一散热器（6）、电池液冷板（22）相连接，所述第七三通阀（26）的三个阀口分别与上下两个电控液冷板（29）以及第一散热器（6）相连接，所述第八三通阀（27）的三个阀口分别与第二散热器（21）、第二水泵（25）以及电机液冷板（28）相连接；
所述电池冷却回路包括电池散热回路和电池快冷回路，其中所述电池散热回路包括：依次连接的第一水泵（15）、第三三通阀（16）、第四三通阀（17）、PTC加热器（18）、四通阀（19）、电池液冷板（22）、第二散热器（21）和膨胀水箱（14）；
所述电池快冷回路包括：依次连接的第一水泵（15）、第三三通阀（16）、第一热交换器（9）、第二热交换器（10）、第四三通阀（17）、PTC加热器（18）、四通阀（19）、电池液冷板（22）、第二散热器（21）和膨胀水箱（14）；
所述电驱系统冷却回路包括：依次连接的第二水泵（25）、第五三通阀（24）、第一散热器（6）、第七三通阀（26）、电控液冷板（29）、电机液冷板（28）、第八三通阀（27）和与所述第一散热器（6）耦合的风扇（5）；
所述室外换热器除霜回路包括电驱系统的第一散热器（6）和风扇（5），所述第一散热器（6）与室外换热器（7）之间相耦合，所述风扇（5）配合着所述第一散热器（6）用于对室外换热器（7）的除霜以及对电驱系统的冷却；
其中在电池冷却回路与电池快冷回路中，PTC加热器（18）不工作，第二散热器（21）工作；在电池快热回路中，第二散热器（21）不工作；第一热交换器（9）仅在电池快冷回路中进行热交换工作，第二热交换器（10）仅在电池快热回路中热交换工作。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008308080A (ja) * 2007-06-15 2008-12-25 Hitachi Ltd 自動車の吸放熱システムおよびその制御方法
CN209479352U (zh) * 2018-11-29 2019-10-11 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及车辆
CN110435390A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 上海理工大学 一种适用于低温工况下新能源汽车的整车热管理系统
CN110525169A (zh) * 2019-09-05 2019-12-03 上海理工大学 纯电动汽车用集成乘员舱热泵空调及三电热管理系统
CN113085485A (zh) * 2021-04-29 2021-07-09 吉林大学 一种纯电动汽车用整车集成化热管理系统
KR20220122391A (ko) * 2021-02-26 2022-09-02 현대자동차주식회사 차량용 열관리시스템의 난방 제어방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102290776B1 (ko) * 2019-05-08 2021-08-19 엘지전자 주식회사 전기자동차용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법
CN114312205B (zh) * 2021-02-05 2023-12-08 华为数字能源技术有限公司 热管理系统、热管理系统的控制方法与电动汽车
CN113427968A (zh) * 2021-07-28 2021-09-24 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车热管理系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008308080A (ja) * 2007-06-15 2008-12-25 Hitachi Ltd 自動車の吸放熱システムおよびその制御方法
CN209479352U (zh) * 2018-11-29 2019-10-11 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及车辆
CN110435390A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 上海理工大学 一种适用于低温工况下新能源汽车的整车热管理系统
CN110525169A (zh) * 2019-09-05 2019-12-03 上海理工大学 纯电动汽车用集成乘员舱热泵空调及三电热管理系统
KR20220122391A (ko) * 2021-02-26 2022-09-02 현대자동차주식회사 차량용 열관리시스템의 난방 제어방법
CN113085485A (zh) * 2021-04-29 2021-07-09 吉林大学 一种纯电动汽车用整车集成化热管理系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
热泵型电动汽车空调系统设计和实验研究;黄朝宗;刘向农;陈恩林;;低温与超导;20160824(第08期);58-64 *
电动汽车热泵型空调除霜实验研究;武卫东;吴佳玮;余强元;;汽车工程;20180325(第03期);128-133 *
韩南奎,苏林,胡莎莎.余热利用型电动汽车热泵系统性能实验研究.制冷技术.2020,69-77. *

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