CN117261693A - 用于电动车辆的热管理系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于电动车辆的热管理系统，该热管理系统包括设置在充电站中的冷却剂循环管路，并且该冷却剂循环管路中包括具有预定温度的冷却剂。连接器连接冷却剂循环管路和车辆的冷却系统。控制器接收车辆的外部空气温度。当车辆的电池快速充电时，控制器控制将充电站的冷却剂循环管路紧固到车辆的冷却系统，使得充电站中的冷却剂通过连接器流入冷却系统。当车辆通过连接器充电时，控制器根据电池的冷却条件或加热条件控制将过热或过冷到预定温度的冷却剂供应到车辆。

Description

用于电动车辆的热管理系统

技术领域

本公开涉及一种用于电动车辆的热管理系统，更具体地，涉及一种被配置为使得充电站中的冷却或加热的冷却剂通过设置在充电站的连接器引入到车辆中的热管理系统。

背景技术

一般来说，车辆中设置有空调系统，用于加热或冷却车辆的室内空间。车辆中的空调系统将车辆的室内温度保持在合适的温度范围内，从而提供适宜的室内环境。

此类车辆空调系统被配置为使制冷剂循环。该空调系统包括如下主要部件：压缩机，压缩制冷剂；冷凝器，冷凝由压缩机压缩的制冷剂；膨胀阀，使在冷凝器中冷凝的制冷剂膨胀；蒸发器，通过蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，利用制冷剂的汽化潜热(或汽化焓)来冷却待吹入车辆的室内空间的空气。

在空调系统中，在夏季的冷却模式下，由压缩机压缩的气相高温高压制冷剂在冷凝器中被冷凝，并通过膨胀阀和蒸发器再次循环至压缩机。通过与蒸发器中的制冷剂进行热交换而被冷却的空气被排放到车辆的室内空间中，从而冷却室内空间。

近来，随着对能源效率和环境污染问题的关注日益增加，已经开始开发能够基本替代内燃机(ICE)车辆的环保型车辆。环保型车辆可分类为使用燃料电池或电池作为动力源来驱动的电动车辆(例如，燃料电池动力车辆FCEV和电池动力车辆BEV)和使用发动机和电机两者作为动力源来驱动的混合动力车辆(例如混合动力车辆HEV和插电式混合动力车辆PHEV)。此类环保型车辆的共同点是，它们是通过使用电池中充入的电力驱动电机来行驶的电机驱动车辆(即，电动车辆)。

电动车辆设置有用于执行车辆的整体热管理的热管理系统。热管理系统可以被定义为广义上的系统。该系统可以包括空调系统、使用冷却剂(例如，冷却水)或制冷剂进行电力系统的热管理和冷却的冷却系统、以及热泵系统。冷却系统包括能够通过冷却或加热循环通过电力系统的冷却剂来执行电力力系统的热管理的部件。热泵系统用作电加热器(例如，正温度系数(PTC)加热器)并且还用作辅助加热系统，并且被配置为从电力电子(PE)部件、电池等处回收废热以用于加热。

已知的冷却系统包括冷却回路和控制器。冷却回路包括：储液罐，容纳冷却剂；电动水泵，用于通过输送(即泵送)冷却剂来使冷却剂循环；散热器和冷却风扇，用于冷却剂的散热；冷却器，用于冷却冷却剂；冷却剂加热器，用于加热冷却剂；电动水泵，用于输送冷却剂；阀，用于控制冷却剂的流动；以及冷却剂管路，连接上述部件。控制器控制冷却回路中的冷却剂的温度和流动。

电动车辆的冷却系统通过使冷却剂通过PE部件和电池的冷却剂流动路径循环来控制用于车辆驱动的PE部件和用于向PE部件提供操作电力的电池的温度。此外，冷却系统可以被配置为根据需要通过将PE部件和电池分离来单独地冷却PE部件和电池，或者整体地冷却PE部件和电池。冷却系统可以通过控制三通阀的操作来控制冷却剂的流动方向。

近来，为了提高车辆的行驶里程和燃料效率，已经开发了一种用于分离冷却PE部件和电池的冷却系统。在该冷却系统中，两个散热器设置在车辆的前部，并设置了分别通过散热器循环的并联冷却剂管路。

然而，在电动车辆充电时，电池充电效率由于外部空气温度而降低。此外，存在这样的问题，即当使用车辆中设置的热管理系统来冷却或加热电池时，无法进行有效的充电。

上述内容仅旨在帮助理解本公开的背景。上述内容并不旨在表示本公开落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。

发明内容

因此，考虑到现有技术中出现的上述问题，提出了本公开。本公开旨在提出一种热管理系统，该热管理系统能够利用充电站中提供的冷却剂循环管路来设置充电车辆中的电池的充电效率温度。

此外，本公开旨在提供一种热管理系统，该热管理系统用于：为了提高电池的温度利用提供到车辆的冷却剂的冷却剂循环管路的温度(或加热电池)来提高充电完成的车辆的冷却和加热效率。

本公开的目的不限于上述描述。未明确描述的本公开的其他目的和优点应当从下面提供的描述中理解，并且更清楚地从本公开的实施例中理解。此外，本公开的目的可以通过权利要求及其组合中描述的元件来实现。

为了实现根据本公开的至少一个上述目的，用于电动车辆的热管理系统包括以下配置。

根据本公开的实施例，用于电动车辆的热管理系统可以包括：冷却剂循环管路，设置在充电站中，并且该冷却剂循环管路中包括预定温度的冷却剂；连接器，连接冷却剂循环管路和车辆的冷却系统；以及控制器，接收车辆的外部空气温度。控制器可以被配置为当车辆的电池快速充电时，控制将充电站的冷却剂循环管路紧固到车辆的冷却系统，使得充电站中的冷却剂通过连接器流入冷却系统。控制器还可以被配置为当车辆通过连接器充电时，根据电池的冷却条件或加热条件，将过热或过冷到预定温度的冷却剂供应到车辆。控制器可以进一步被配置为利用通过冷却剂循环管路流入车辆的冷却剂与冷却系统之间的热交换来驱动车辆的冷却模式或加热模式。

冷却系统可包括：第一冷却回路，冷却电力电子部件；第二冷却回路，允许流入电池的冷却剂流动；以及空调系统，制冷剂通过该空调系统循环。

热管理系统可以包括进一步冷却器，该冷却器设置在空调系统中并且被配置为在第一冷却回路中的冷却剂、第二冷却回路中的冷却剂和空调系统中的制冷剂之间执行热交换。

控制器可以被配置为，在车辆的电池充电时电池通过冷却剂循环管路被冷却之后，在车辆的行驶期间通过执行从制冷剂到第二冷却回路的热传递来驱动冷却模式。

控制器可以被配置为，在车辆的电池充电时电池通过冷却剂循环管路被加热之后，在车辆的行驶期间，通过执行从第二冷却回路到制冷剂的热传递来驱动加热模式。

设置在第一冷却回路中的电力电子部件可以包括前轮电机、后轮电机、前轮逆变器、后轮逆变器、车载充电器和低压直流-直流(DC-DC)转换器中的至少一个。

控制器可以被配置为，接收车辆中电池的温度，并响应于接收到电池温度来设置冷却剂循环管路中的冷却剂的温度。

控制器可以被配置为，接收车辆的外部空气温度，并且当接收的车辆外部空气温度高于第一预定温度时，使冷却剂循环管路中的冷却剂过冷，并将冷却剂注入车辆。

控制器可以被配置为，接收车辆的外部空气温度，当接收的车辆外部空气温度低于第二预定温度时，使冷却剂循环管路中的冷却剂过热，并将冷却剂注入车辆。

热管理系统可以进一步包括冷却剂循环管路上的低温罐和高温罐。过冷的冷却剂可容纳在低温罐中，并且过热的冷却剂可容纳在高温罐中。控制器可以被配置为根据外部空气温度设置冷却剂的温度。

根据本公开，可以通过上述实施例和下面将描述的配置之间的联接和使用关系来获得以下效果。

本公开被配置为，当车辆的电池充电时，具有设定温度的冷却剂通过充电站中提供的冷却剂循环管路流入车辆。因此，可以提供高充电效率。

此外，可以使用设置在充电站中的冷却剂的温度执行冷却和加热。可以限制车辆的热管理系统的体积(capacity)的增加，从而提供能够防止车辆成本增加的经济效果。

本公开可以使用集成式冷却器，利用电力电子(PE)部件的废热来驱动热管理系统，从而获得提高热效率的效果。

附图说明

结合附图并通过以下详细描述更清楚地理解本公开的上述和其他目的、特征和优点，在附图中：

图1示出了根据本公开的实施例的用于电动车辆的热管理系统的配置；

图2示出了作为现有技术示例的不从充电站填充冷却剂的独立热管理系统的电池冷却模式；

图3示出了根据本公开的实施例的用于利用过冷的电池来改善冷却性能和空调效率的热管理系统的流程；

图4示出了作为现有技术示例的热管理系统的根据电池加热条件的电池加热模式；

图5示出了根据本公开实施例的通过注入来自充电站的冷却剂来加热电池的热管理系统；

图6示出了作为现有技术示例的在电池被加热之后的行驶期间处于加热模式的热管理系统；以及

图7示出了根据本公开的实施例的在使用来自充电站的冷却剂加热电池之后的行驶期间热管理系统的加热模式的流程。

具体实施方式

在下面参照附图更详细地描述本公开的实施例。可以对本公开的实施例进行各种修改。本公开的范围不应被解释为限于以下描述的实施例。提供实施例是为了向本领域技术人员更充分地解释本公开。

诸如“模块”、“单元”和“面板”的术语指代分别执行至少一个功能或操作的元件。“模块”、“单元”、“面板”等可以实现为硬件或硬件的组合。当本公开的部件、装置、元件、模块、单元、面板等被描述为具有目的或执行操作、功能等时，本文应将该部件、装置、元件、模块、单元或面板视为“被配置为”满足该目的或执行该操作或功能。

此外，本申请中使用的术语仅用于描述具体实施例，并不旨在限制本公开。除非上下文另有明确规定，否则单数表达可以包括复数表达。

还应理解的是，尽管本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素，但这些术语仅用于将一个要素与另一要素区分开来，这些元素不应受到这些术语的限制。

此外，在附图中，示出虚线或实线以指示冷却剂或制冷剂的流动。

在下面，参照附图详细描述实施例。在全部附图中，相同的附图标记和符号用于表示相同或相似的部件，并且省略对相同或相似的部件的重复描述。

图1示出了根据本公开实施例的用于电动车辆的热管理系统的配置。图1示出了冷却回路，该冷却回路包括：热管理部件；冷却剂管路114和127，冷却剂流过冷却剂管路114和127；以及制冷剂管路155，制冷剂流过制冷剂管路155。

如图1所示，用于电动车辆的热管理系统包括水冷却系统，该水冷却系统执行对空调系统140和提供车辆驱动力的电力电子(PE)部件的热管理和冷却。冷却系统被配置为冷却或加热通过PE部件循环的冷却剂(例如，冷却水)以管理电力系统的热量。更具体地，根据本公开的车辆冷却系统可以包括空调系统140、第一冷却回路110和第二冷却回路120。

除了第一冷却回路110和第二冷却回路120之外，冷却系统还包括控制器(未示出)。冷却回路110和120包括：储液罐111和121，容纳冷却剂；电动水泵112和122，泵送冷却剂以使冷却剂循环；散热器113和123以及冷却风扇130，用于冷却剂的散热；冷却器125，冷却冷却剂；冷却剂加热器126，加热冷却剂；阀116，控制冷却剂的流动；以及冷却剂管路114和127，连接这些部件。控制器(未示出)控制冷却回路110和120中的冷却剂的温度和流动。控制器控制电动水泵112和122以及冷却剂加热器126的操作，以及下面描述的内部加热器142、压缩机144、冷却风扇130、开闭门等的操作。控制器还控制热管理系统的阀116、147、151和162。例如，控制器可以通过控制实施为三通阀的第三阀的操作来控制冷却剂的流动方向。更特别地，控制器可以判断车辆是否与待固定车辆的充电站200接触。控制器可以控制通过冷却剂循环管路300流向车辆的冷却剂的流量。

冷却系统允许冷却剂流过用于驱动车辆的PE部件170的冷却剂流动路径，并流过向PE部件170提供操作电力的电池176的冷却剂流动路径。因此，冷却系统单独或同时控制PE部件170的温度和电池176的温度。此外，冷却系统可以根据需要被配置为通过将PE部件170和电池176相互分离来单独地冷却PE部件170和电池176，或者整体地冷却PE部件170和电池176。

在图1所示的热管理系统中，冷却系统是并联的独立冷却系统，该冷却系统被配置为增加车辆的行驶里程和燃料效率。在冷却系统中，两个散热器113和123设置在车辆的前部。设置循环各散热器的并联的冷却剂管路114和127，使得可以分离冷却PE部件170和电池176。

待冷却的PE部件170可以包括：前轮电机和后轮电机，用作车辆驱动源；前轮逆变器和后轮逆变器，分别驱动和控制前轮电机和后轮电机；车载充电器(OBC)，为电池176充电；以及低压直流-直流(DC-DC)转换器(LDC)。

参照图1，可以理解的是，冷却剂管路114和127分别连接到两个散热器，即第一散热器113和第二散热器123。第一散热器113和第二散热器123通过由冷却风扇130吸入的外部空气与各散热器中的冷却剂之间的热交换，散发通过各冷却剂管路114和127循环的冷却剂中的热，从而冷却冷却剂。

在并联的独立冷却系统中，根据操作温度(或冷却剂的温度)，第一散热器113是高温散热器，第二散热器123是低温散热器。第一散热器113通过允许相对较高的温度的冷却剂流过第一散热器113来执行散热和冷却。第二散热器123通过允许具有相对较低的温度的冷却剂流过第二散热器123来执行散热和冷却。用作低温散热器的第二散热器123可以设置在用作高温散热器的第一散热器113的上游。

第一散热器113、第一储液罐111和诸如前轮逆变器、后轮逆变器、OBC、LDC、后轮电机和前轮电机的PE部件170通过第一冷却剂管路114连接，使得冷却剂可以循环通过第一散热器113、第一储液罐111和PE部件170。此外，泵送冷却剂以使冷却剂循环的第一电动水泵112、连接PE部件170中的每一个的后端和前端的第一旁通管路115、以及位于PE部件170的后端以选择性地允许冷却剂流到第一散热器113的阀116设置在第一冷却剂管路114上。阀116可以是能够进行流量分配的三通阀。以这种方式，配置了通过使冷却剂循环通过第一冷却剂管路114来冷却PE部件170的第一冷却回路110。由第一冷却回路110冷却的PE部件可以包括车辆驱动电机、用于驱动电机的逆变器、用于为电池充电的OBC和LDC中的至少一个。

在第一冷却回路110中，由第一电动水泵112泵送的冷却剂依次通过诸如前轮逆变器、后轮逆变器、OBC、LDC、后轮电机和前轮电机的PE部件。在通过PE部件170时，冷却剂依次冷却各个PE部件170。冷却PE部件170后的高温冷却剂在通过第一散热器113时通过与外部空气进行热交换和散热而被冷却。

第二散热器123、第二储液罐121、电池176、冷却剂加热器126和冷却器125通过第二冷却剂管路127连接，使得冷却剂可以循环通过第二散热器123、第二储液罐121、电池176、冷却剂加热器126和冷却器125。电池176向诸如前轮电机和后轮电机的PE部件提供操作电力。在这方面，虽然在图中未示出电线，但电池176通过电线连接到PE部件170。例如，电池176以可充电和可放电的方式分别通过前轮逆变器和后轮逆变器连接到前轮电机和后轮电机。此外，电池176通过电线连接到OBC和LDC。

此外，泵送冷却剂以使冷却剂循环的电动水泵122设置在第二冷却剂管路127上。第二冷却剂线路127包括第二旁通管路128，第二旁通管路128连接第二散热器123前端和后端的冷却剂管路并且被配置为可以通过冷却器125执行热交换。以这样的方式，第二冷却回路120被配置为通过使冷却剂通过第二冷却剂管路127循环来冷却电池176。在第二冷却回路120中，多个电动水泵，即多个第二电动水泵122，可以设置在第二冷却剂管路127上。

在第二冷却回路120中，由电动水泵122泵送的冷却剂在通过第二冷却剂管路127循环时通过电池176。当冷却剂流过电池176时，电池176被冷却。此外，冷却了电池176的高温冷却剂在通过第二散热器123时通过与空气的热交换和散热而被冷却。

如上所述，冷却了电池176的冷却剂的温度低于冷却了PE部件170的冷却剂的温度。因此，执行具有相对较低温度的冷却剂的散热的第二散热器123可以被称为低温散热器，而执行具有相对较高温度的冷却剂的散热的第一散热器113可以被称为高温散热器。

在图1中，冷却剂加热器126设置在第二冷却剂管路127上，并位于电池176的放电端。当要求增加电池176的温度(即，加热电池176)时，打开冷却剂加热器126。冷却剂加热器126加热通过第二冷却剂管路127循环的冷却剂，以便被加热的冷却剂可以流入电池176中的冷却剂流动路径。冷却剂加热器126可以是电加热器，该电加热器利用提供到该电加热器的电力来操作。

根据本公开的热管理系统可以包括空调系统140。空调系统140包括以下主要部件：压缩机144，压缩制冷剂；外部冷凝器146，冷凝由压缩机144压缩的制冷剂；第一膨胀阀147，使在外部冷凝器146中冷凝的制冷剂快速膨胀；蒸发器153，通过蒸发在第一膨胀阀147中膨胀的制冷剂，利用制冷剂的汽化潜热(或汽化焓)来冷却吹入车辆室内的空气。

外部冷凝器146设置在车辆前部，并被配置为使得外部空气通过外部冷凝器146。在这种情况下，内部冷凝器145设置在空调壳体内的蒸发器153的下游。因此，由空调鼓风机(未示出)吹送的空气可以在依次通过蒸发器153和内部冷凝器145之后排放到车辆室内。内部加热器142被实施为正温度系数(PTC)加热器，并且被配置为选择性地操作以加热室内空间。

因此，在加热模式下，空调鼓风机吹送的空气可以通过操作内部加热器142而被加热，然后排出到车辆室内空间中，从而加热车辆室内空间。相反，在冷却模式下，通过操作压缩机144使制冷剂循环，由空调鼓风机吹送的空气可以在蒸发器153中冷却(通过与制冷剂的热交换)，然后排放到车辆室内空间中，从而冷却车辆室内空间。可选地，加热模式可以被配置为基于已经与第二冷却回路120进行热交换的制冷剂将空气排放到车辆室内空间中。

此外，在空调壳体内的蒸发器153和内部冷凝器145之间设置有可开闭门。开闭门选择性地打开或关闭通过内部冷凝器145的路径。在车辆加热模式下，开闭门被操作为打开，使得通过蒸发器153的空气通过内部冷凝器145和内部加热器142。在车辆冷却模式下，开闭门关闭内部冷凝器145侧和内部加热器142侧，使得通过蒸发器153时被冷却的空气直接排放到车辆室内空间中，而不通过内部冷凝器145和内部加热器142。

在空调系统140中，压缩机144、外部冷凝器146、第一膨胀阀147和蒸发器153通过制冷剂管路155连接，使得制冷剂循环通过压缩机144、外部冷凝器146、第一膨胀阀147和蒸发器153。外部冷凝器146可以设置在车辆前部的第一散热器113和第二散热器123的上游。此外，蓄能器154可以设置在压缩机144和蒸发器153之间的制冷剂管路155上。

此外，内部冷凝器145可以通过制冷剂管路155连接到外部冷凝器146，而内部冷凝器145可以设置在压缩机144和外部冷凝器146之间的制冷剂管路155上。此外，单独的流动路径可以设置在外部冷凝器146的上游，以绕过外部冷凝器146。内部冷凝器145可以设置在空调壳体内蒸发器153的下游和内部加热器142的上游。参照图1，可以理解的是，内部冷凝器145设置在蒸发器153和内部加热器142之间。

因此，在空调系统140中，制冷剂依次循环通过压缩机144、内部冷凝器145、外部冷凝器146、第一膨胀阀147、蒸发器153、蓄能器154和压缩机144。压缩机144设置在内部冷凝器145和蒸发器153之间的制冷剂管路155上，以将气态制冷剂压缩成高温、高压状态。蓄能器154设置在压缩机144和蒸发器153之间的制冷剂管路155上，并且仅允许气态制冷剂被供应到压缩机144。从而提高了压缩机144的效率和耐久性。

外部冷凝器146通过制冷剂管路155连接到内部冷凝器145。外部冷凝器146通过内部冷凝器145接收从压缩机144供应的压缩的制冷剂，并通过与由冷却风扇130吸入的外部空气进行热交换来冷凝接收的制冷剂。第一膨胀阀147接收在外部冷凝器146中冷凝的制冷剂，并使接收的制冷剂膨胀。通过第一膨胀阀147的低温、低压制冷剂被供应到蒸发器153。因此，在蒸发器153中的第一膨胀阀147中膨胀的制冷剂与由空调鼓风机吹送的空气之间发生热交换。通过热交换冷却的空气被排放到车辆室内空间中，从而冷却室内空间。第一膨胀阀147可以是电磁阀集成式膨胀阀。

根据比较实施例的热管理系统包括冷却器125，冷却器125被配置为使空调系统140中的制冷剂与通过第二冷却剂管路127和第一冷却剂管路114循环的冷却剂同时或选择性地执行热交换，以冷却电池176。冷却器125可以设置在第二冷却剂管路127、制冷剂管路155和第一旁通管路115上。更具体地，冷却器125可以设置在空调系统140的制冷剂管路155上。此外，冷却器125被配置为使得用于冷却第一旁通管路115和电池176的第二冷却剂管路127通过冷却器125。冷却器125具有这样的配置，通过该配置，制冷剂可以与用于冷却PE部件170的冷却剂和用于控制电池176的温度的冷却剂中的一种或两者进行热交换。

设置有冷却器125的分支制冷剂管路可以是从外部冷凝器146和第一膨胀阀147之间的制冷剂管路155分支并连接到蒸发器153和蓄能器154的分支管路。冷却器125的制冷剂入口连接到外部冷凝器146和第一膨胀阀147之间的制冷剂管路155。此外，冷却器125的制冷剂出口通过出口侧分支制冷剂管路连接到蒸发器153和蓄能器154。冷却器125的入口侧分支制冷剂管路是从外部冷凝器146和第一膨胀阀147之间的制冷剂管路155分支并连接到冷却器125的制冷剂入口的分支制冷剂管路156。出口侧分支制冷剂管路是从蒸发器153和蓄能器154(在蒸发器153和蓄能器154之间的部分)分支并连接到冷却器125的制冷剂出口的分支制冷剂管路。

第三膨胀阀152可以设置在冷却器125的制冷剂入口或入口侧分支制冷剂管路156上。在冷却模式下，第三膨胀阀152使通过从制冷剂管路155分支的入口侧分支制冷剂管路156流入冷却器125的制冷剂膨胀。通过入口侧分支冷却剂管路156流入第三膨胀阀152的制冷剂的温度随着制冷剂的膨胀而降低。在该状态下，制冷剂可以流入冷却器125。因此，在外部冷凝器146中冷凝的制冷剂从制冷剂管路155通过入口侧分支制冷剂管路156流入第三膨胀阀152，并且通过第三膨胀阀152时膨胀的低温低压状态的制冷剂流入冷却器125中。随后，制冷剂通过冷却器125的内部，然后通过出口侧分支制冷剂管路再次排放到制冷剂管路155。

如上所述，冷却器125设置在分支制冷剂管路156上，该分支制冷剂管路被分支以实现第二冷却剂管路127、第一旁通管路115和制冷剂管路155之间的热交换。因此，通过冷却器125内部的冷却剂和制冷剂之间可以发生热交换。在冷却器125中通过与制冷剂的热交换而被冷却或加热的冷却剂可以通过冷却回路110和120循环。电池176可以由第二冷却回路120中的冷却的冷却剂冷却。

此外，热管理系统可以进一步包括热交换器(未示出)，该热交换器设置在第二冷却剂管路127上以允许冷却剂和制冷剂之间的热交换，即，与冷却器125单独地，该热交换器(未示出)设置在第一冷却剂管路114和制冷剂管路155之间以及第二冷却剂管路127和制冷剂管路155之间，以允许冷却剂和制冷剂之间的热交换。

在第一冷却剂管路114中的设置热交换器的位置可以是通过PE部件170的冷却剂流向第一散热器113的冷却剂管路部分，即，从PE部件170连接到第一散热器113入口的散热器上游的冷却剂管路部分。此外，在第二冷却剂管路127中的设置热交换器的位置可以是通过冷却器125的冷却剂流向第二散热器123的冷却剂管路部分，即，从冷却器125连接到第二散热器123的入口的散热器上游的冷却剂管路部分。

此外，在制冷剂管路155中的设置热交换器的位置可以是内部冷凝器145和外部冷凝器146之间的制冷剂管路部分。热交换器的入口可以通过制冷剂管路155连接到内部冷凝器145，而热交换器的出口可以通过制冷剂管路155连接到外部冷凝器146。

此外，第二膨胀阀151可以设置在与热交换器入口连接的入口侧制冷剂管路155上。除湿管路161可以从入口侧制冷剂管路155分支，并连接到第一膨胀阀147和蒸发器153之间的制冷剂管路155。除湿管路161从入口侧制冷剂管路155分支的位置可以是热交换器的入口和第二膨胀阀151之间的制冷剂管路部分。因此，除湿管路161是从热交换器的入口和第二膨胀阀151之间的制冷剂管路155连接到第一膨胀阀147和蒸发器153之间的制冷剂管路155的单独的制冷剂管路。

根据本公开，冷却剂循环管路300由充电站200提供，冷却剂循环管路300允许从充电站200通过该冷却剂循环管路300供应冷却剂。冷却剂循环管路300可以通过连接器210连接到第二冷却剂管路127，连接器210被配置为紧固车辆和充电站200。更特别地，连接器210被配置为使得连接器入口211被定位在电动水泵122的后端和电池176之间，并且连接器出口212被定位在冷却剂加热器126和第二散热器123之间。因此，通过连接器入口211从充电站200流入的冷却剂与电池176进行热交换直至与电池176的充电效率温度相对应的温度。在通过冷却剂加热器126之后，冷却剂通过连接器出口212循环到充电站200。

基于设置在充电站200中的外部空气传感器(未示出)，位于冷却剂循环管路300中的冷却剂的温度可以保持为对应于电池176的充电效率温度。更特别地，使用车辆的温度传感器(未示出)测量车辆的电池176的温度。充电站200的控制器可以被配置为接收测量的电池176的温度，并通过设置与各个车辆匹配的冷却剂温度来设置冷却剂循环管路300中的冷却剂的温度。更特别地，控制器可以被配置为通过使冷却剂流动使得车辆的电池176具有在作为电池176的充电效率温度范围的15℃至40℃的范围内的温度，以执行电池176的充电。

因此，当判断为外部温度高于第一设定温度时，控制器执行过冷，使得位于冷却剂循环管路300中的冷却剂的温度等于或低于20℃，以便冷却电池176。车辆的电池176通过连接器210紧固到冷却剂循环管路200上。冷却剂通过第二冷却回路120循环，使得电池176的温度为充电最佳温度。更特别地，冷却剂的温度范围可以设置为作为充电最佳温度的0℃至50℃的范围。此外，配置使得流过第二冷却回路120的冷却剂通过冷却器125冷却制冷剂。可以通过冷却流过空调系统140的制冷剂来执行冷却模式。换言之，冷却剂循环管路300中的过冷的冷却剂通过冷却器125冷却制冷剂。使用制冷剂的空调系统140被配置为在不另外冷却制冷剂的情况下执行对车辆的冷却。

此外，当外部温度被判断为低于第二设定温度时，控制器使位于冷却剂循环管路300中的冷却剂过热，使得冷却剂的温度为30℃或更高，以提高电池176的温度(或加热电池176)。车辆的电池176通过连接器210紧固到冷却剂循环管路300上。具有设定温度的冷却剂流入第二冷却回路120，使得电池176的温度为30℃或更高。此外，流过第二冷却回路120的冷却剂通过冷却器125提高制冷剂的温度。因此，通过提高流过空调系统140的制冷剂的温度来执行加热模式。换言之，冷却剂循环管路300中过热的冷却剂可以通过冷却器125提高制冷剂的温度，并且使用该制冷剂的空调系统140可以在不进行额外加热的情况下执行对车辆的加热。

如上所述，冷却剂循环管路300通过连接器210流体连接到车辆。包括在充电站200中的具有预定温度的冷却剂流入第二冷却回路120以冷却或加热电池176。同时，冷却或加热制冷剂，从而执行空调系统140的空调制冷/制热。

换言之，根据本公开的控制器被配置为设置提供到执行充电的车辆的冷却剂的温度。控制器还被配置为当车辆的电池176正在充电时，根据冷却或加热条件，通过连接器210向车辆供应具有预定的高温或低温的冷却剂。

更特别地，包括在充电站200中的冷却剂储存罐可以包括低温罐和高温罐。容纳在低温罐中的冷却剂的温度可以被设置为0℃至5℃，而容纳在高温罐中的冷却剂的温度可被设置为45℃至50℃。因此，控制器被配置为测量车辆的外部空气温度，并响应于测量的温度设置低温罐和/或高温罐中的冷却剂的温度。因此，具有设定温度的冷却剂流过冷却剂循环管路300。

如上所述，本公开被配置为使得具有设置为在充电效率温度范围的温度的冷却剂通过连接器210从冷却剂循环管路300上的高温罐和低温罐流入车辆的第二冷却回路120。因此，本公开提高了为电池176充电时的充电效率。因此，与通过为电池176充电的车辆的热管理系统的冷却剂加热器126或冷却器125控制冷却剂温度的现有技术的热管理系统相比，可以提供具有即时充电效率温度的电池176。

图2示出了在现有技术的热管理系统中的在充电之后的行驶环境中根据冷却模式的操作状态。

图2示出了在车辆冷却模式下热管理系统的操作状态。冷却剂通过第一冷却回路110和第二冷却回路120循环。通过冷却剂的循环，诸如前轮逆变器、后轮逆变器、OBC、LDC、前轮电机、后轮电机的PE部件170和电池176被冷却。

此外，空调系统140操作以冷却车辆室内空间。当压缩机144在冷却过程中操作时，制冷剂通过制冷剂管路155循环。制冷剂被压缩机144压缩成高温高压状态，然后按从内部冷凝器145到外部冷凝器146的顺序依次通过各部件。制冷剂在通过热交换器和外部冷凝器146时被冷凝。随后，冷凝的制冷剂在通过第一膨胀阀147时膨胀成低温和低压状态。膨胀成低温和低压状态的制冷剂通过蒸发器153，然后通过蓄能器154再次循环到压缩机144。此外，制冷剂的至少一部分通过流经冷却器125和蓄能器156再次循环到压缩机144。当制冷剂以这种方式通过蒸发器153时，在蒸发器153中制冷剂与空调鼓风机吹送的空气之间发生热交换。当制冷剂在蒸发器153中蒸发时，空气被制冷剂的汽化潜热冷却。因此，冷却的空气被排放到车辆室内空间中，从而冷却车辆室内空间。

如上所述，在冷却模式下，制冷剂通过分支制冷剂管路156流入冷却器125。流入的制冷剂通过连接压缩机144、内部冷凝器145、外部冷凝器146、第一膨胀阀147、蒸发器153和蓄能器154的制冷剂管路155循环。由压缩机144压缩成高温高压状态的制冷剂在第一冷却回路110和第二冷却回路120中被冷却剂冷却和冷凝。此外，由压缩机144压缩成高温高压状态的制冷剂在通过内部冷凝器145和外部冷凝器146之后在通过第一膨胀阀147之前保持高压状态。然后，制冷剂通过第一膨胀阀147转换成低温低压状态，然后被供应到蒸发器153。在低压状态下通过蒸发器153的制冷剂通过蓄能器154循环到压缩机144。此外，通过第一膨胀阀147前端处的分支制冷剂管路156流入冷却器125的制冷剂循环通过蓄能器154和压缩机144。

换言之，在冷却模式下，通过外部冷凝器146的制冷剂的一部分被分配到分支制冷剂管路156，以供应到冷却器125。制冷剂被转换成低温低压状态后流入冷却器125。在冷却器125中，具有低温低压状态的制冷剂与第二冷却回路120中的冷却剂之间发生热交换。因此，第二冷却回路120中的冷却剂可以在冷却器125中通过制冷剂冷却。此时冷却的冷却剂可用于冷却电池176。

换言之，应当理解的是，在现有技术中，应同时执行制冷剂的冷却和因快速充电而过热的电池176的冷却。由此，驱动外部冷凝器146、冷却风扇、内部冷凝器145等所消耗的电力增加。

图3示出了在冷却剂通过充电站200的冷却剂循环管路300注入到第二冷却回路120中或注入完成之后的行驶时的冷却模式。

如图3所示，当外部空气温度高于第一设定温度时，控制器将流过冷却剂循环管路300的冷却剂设置为过冷状态。由于快速充电时通过冷却剂循环管路300注入的充电站200中的冷却剂的作用，电池176可以保持过冷状态。包括过冷的冷却剂的第二冷却回路120可以额外地冷凝通过冷却器125的制冷剂。更特别地，流入第二冷却回路120的冷却剂循环回路中的冷却剂的温度被设置为20℃或更低的温度。考虑到电池176的充电效率，冷却剂可以流动，使得电池176的温度达到20℃。此外，由于冷却器125，流过第二冷却回路120的冷却剂冷却流过空调系统140的制冷剂。该冷却可以被配置为在车辆的热管理系统中不需要另外冷却制冷剂的情况下冷却车辆。

换言之，使用制冷剂来操作并被配置为在冷却器125中通过第二冷却回路120中的冷却剂从制冷剂吸收热量的空调系统140可以通过第二制冷回路120中过冷的冷却剂执行最初冷却模式，而不消耗电力。因此，在已经完成充电的车辆的最初行驶状态下，可以使用冷却剂循环管路300中的通过第二冷却回路120循环的冷却的冷却剂来驱动空调系统140，而无需额外的驱动力。

图4示出了当现有技术的热管理系统在执行快速充电时加热电池时冷却剂的流动。

如图4所示，冷却剂加热器126设置在安装到车辆中的电池176的下游。第二冷却回路120被配置为使冷却剂流过电池176和冷却剂加热器126，并通过第二旁通管路128将冷却剂循环到电池176的入口的前端。换言之，控制器向冷却剂加热器126供电以提高电池的温度，并提高从冷却剂加热器126排放的冷却剂的温度。因此，电池176的温度被控制为具有高充电效率温度。因此，存在的问题是：施加到冷却剂加热器126并由冷却剂加热器126消耗的电力增加。

相比之下，图5示出了根据本公开的实施例的从包括冷却剂循环管路300的充电站200接收冷却剂的车辆的充电状态。

如图5所示，控制器设置为通过外部空气温度传感器接收外部空气温度。当接收的外部空气温度低于第二设定温度时，将流过冷却剂循环管路300的冷却剂控制为过热。之后，充电站200的冷却剂循环管路300和车辆的第二冷却回路120通过连接器210流体连接。冷却剂循环管路中的冷却剂流过位于电池176上游的连接器入口211和位于冷却剂加热器126下游的连接器出口212。

更特别地，循环管路形成为使得通过连接器入口211流入的过热的冷却剂流过包括电池176的第二冷却回路120，并通过第二旁通管路128再次流入电池176。

同时，通过空调系统140的制冷剂流过冷却器125。制冷剂依次循环通过冷却器125、蓄能器154、压缩机144和内部冷凝器145，同时绕过外部冷凝器146。换言之，通过第二冷却回路120循环的过热的冷却剂通过冷却器125与制冷剂进行热交换。制冷剂从具有较高温度的冷却剂接收热量。因此，在车辆充电期间或之后根据行驶环境进行加热时，在不需要用于加热制冷剂的额外电力的状态下，使用注入的过热的冷却剂来提高制冷剂的温度。

换言之，通过连接器入口211流入电池176前端的冷却剂的温度被设置为使电池176加热至30℃或更高的温度。此外，流入的冷却剂通过冷却器125将热量传递到制冷剂，从而允许空调系统140加热车辆室内空间。

以这样的方式，冷却器125被配置为使通过第二冷却回路120循环的从冷却剂循环管路300流入的高温冷却剂与流过空调系统140的制冷剂之间进行热交换。用于加热车辆的空调系统140被配置为在高温下执行加热而不消耗额外的电力。

如上所述，与现有技术的热管理系统相比，本公开被配置为在快速充电的情况下容易地将电池176加热到与电池176的充电效率温度相对应的温度范围。此外，本公开被配置为通过冷却器125执行向空调系统140的热传递，热量从第二冷却回路120中的冷却剂传递到冷却器125。

接下来，图6示出了在充电完成后车辆行驶期间，现有技术的热管理系统在车辆加热模式下的操作状态。示出了在快速充电之后的车辆行驶期间热管理系统的用于加热电池176的操作。

如图6所示，在加热模式下，冷却剂通过第一冷却回路110和第二冷却回路120循环。通过冷却剂的这种循环，诸如前轮逆变器、后轮逆变器、OBC、LDC、前轮电机、后轮电机的PE部件和电池176被冷却。此外，在加热模式下，可以选择性地操作内部加热器142。在内部加热器142的操作中，由空调鼓风机吹送的空气可以在被内部加热器142加热后被排放到车辆室内空间，从而加热车辆室内空间。

此外，在加热模式下，压缩机144操作以使制冷剂通过制冷剂管路155循环。制冷剂依次循环通过压缩机144、内部冷凝器145、外部冷凝器146、冷却器125、蓄能器154后再次循环到压缩机144。在加热模式下，由压缩机144压缩成高温高压状态的制冷剂在通过内部冷凝器145时与由空调鼓风机吹送的空气进行热交换。被处于高温高压状态的制冷剂加热的空气被排放到车辆室内空间，从而加热车辆室内空间。

可选地，现有技术的热交换系统可以被配置为使得制冷剂依次循环通过内部冷凝器145、冷却器125、蓄能器154后再次循环到压缩机144，并且在第一冷却回路110中的已经冷却PE部件170的冷却剂和制冷剂之间发生热交换，以向空调系统140提供加热。换言之，在通过集成式冷却器125进行热交换之后，制冷剂被压缩机144压缩成高温高压状态，然后被供应到内部冷凝器145。因此，通过内部冷凝器145的空调空气被加热。如上所述，在加热模式下，可以利用从PE部件170回收的废热来加热车辆室内空间。

另一方面，图7示出了通过使用根据本公开的热管理系统加热电池的快速充电的车辆的行驶期间的加热流程。

如图7所示，在已经通过充电站200完成电池的快速充电的电动车辆中，在车辆的最初行驶阶段，第二冷却回路120可以保持过热的冷却剂流动的状态。此外，冷却剂在第一冷却回路110中流动以冷却PE部件170，并且过热的冷却剂保持流动的状态。因此，通过冷却器125的制冷剂从流过第一冷却回路110和第二冷却回路120的制冷剂接收热量。具有相对高温状态的制冷剂因此被允许流入空调系统140。

更特别地，热量从冷却回路110和120通过冷却器125充分传递到制冷剂。可以形成绕过外部冷凝器146的制冷剂循环管路。制冷剂可以依次流过冷却器125、蓄能器154、压缩机144和内部冷凝器145。

换言之，来自第一冷却回路110的PE部件170的废热和通过充电站200的冷却剂循环管路300流入第二冷却回路120的具有相对较高温度的冷却剂中所包含的热量可以通过冷却器125传递至制冷剂。在温度升高条件下快速充电的电动车辆的行驶期间，可以不需要用于加热车辆室内空间的额外电力。

如上所述，根据本公开，响应于电动车辆在充电站200执行快速充电，充电站200的冷却剂循环管路300中的过冷或过热的冷却剂流入车辆的第二冷却回路120，以冷却或加热电池176。在充电完成的车辆的冷却模式或加热模式的设置中，热管理系统利用流入的冷却剂提高与制冷剂的热交换效率。因此，当车辆正在充电或在充电后行驶时，可以通过使用冷却或加热的制冷剂驱动空调系统140来执行冷却模式或加热模式。由此提供高效的热管理。

已经结合目前被认为是实用的实施例描述了本公开的技术概念。虽然已经描述了本公开的实施例，但本公开也可以用于各种其他组合、修改和环境中。换言之，在说明书中公开的实施例的概念的范围内、与本公开等同的范围内和/或本公开所属领域的技术或知识的范围内可以对本公开进行改变或修改。已经提供了上述实施例来解释实施本公开的最佳状态。因此，实施例可以在本公开所属领域已知的其他状态下实施，并且还可以以本公开的具体应用领域和用途中所需的各种形式进行修改。因此，应当理解的是，本公开不限于所公开的实施例。还应理解的是，其他实施例也包括在所附权利要求书的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆的热管理系统，所述热管理系统包括：

冷却剂循环管路，设置在充电站中并包括具有预定温度的冷却剂；

连接器，连接所述冷却剂循环管路和车辆的冷却系统；以及

控制器，接收所述车辆的外部空气温度，

所述控制器被配置为：

当所述车辆的电池快速充电时，控制将所述充电站的冷却剂循环管路紧固到所述车辆的冷却系统，使得所述充电站的冷却剂通过所述连接器流入所述冷却系统，

在所述车辆通过所述连接器充电时，根据所述电池的冷却条件或加热条件，将过热或过冷到预定温度的冷却剂供应到所述车辆，并且

利用通过所述冷却剂循环管路流入所述车辆的冷却剂与所述冷却系统之间的热交换来驱动所述车辆的冷却模式或加热模式。

2.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述冷却系统包括：

第一冷却回路，冷却电力电子部件；

第二冷却回路，允许流入所述电池的冷却剂流动；以及

空调系统，所述制冷剂循环通过所述空调系统。

3.根据权利要求2所述的热管理系统，进一步包括冷却器，所述冷却器设置在所述空调系统中并且在所述第一冷却回路中的冷却剂、所述第二冷却回路中的冷却剂和所述空调系统中的制冷剂之间执行热交换。

4.根据权利要求2所述的热管理系统，其中，所述控制器被配置为，在所述车辆的电池充电时所述电池通过所述冷却剂循环管路被冷却之后，在所述车辆的行驶期间，通过执行从所述制冷剂到所述第二冷却回路的热传递来驱动所述冷却模式。

5.根据权利要求2所述的热管理系统，其中，所述控制器被配置为，在所述车辆的电池充电时所述电池通过所述冷却剂循环管路被加热之后，在所述车辆的行驶期间，通过执行从所述第二冷却回路到所述制冷剂的热传递来驱动所述加热模式。

6.根据权利要求2所述的热管理系统，其中，设置在所述第一冷却回路中的电力电子部件包括前轮电机、后轮电机、前轮逆变器、后轮逆变器、车载充电器和低压直流-直流转换器即低压DC-DC转换器中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述控制器被配置为，接收所述车辆中的电池的温度，并响应于接收的电池的温度来设置所述冷却剂循环管路中的冷却剂的温度。

8.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述控制器被配置为，接收所述车辆的外部空气温度，并且当接收的所述车辆的外部空气温度高于所述预定温度时，使所述冷却剂循环管路中的冷却剂过冷，并将所述冷却剂注入所述车辆。

9.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述控制器被配置为，接收所述车辆的外部空气温度，并且当接收的所述车辆的外部空气温度低于第二预定温度时，使所述冷却剂循环管路中的冷却剂过热，并将所述冷却剂注入所述车辆。

10.根据权利要求1所述的热管理系统，进一步包括所述冷却剂循环管路上的低温罐和高温罐，过冷的冷却剂容纳在所述低温罐中，并且过热的冷却剂容纳在所述高温罐中，

其中，所述控制器根据所述外部空气温度设置所述冷却剂的温度。