CN202006709U - 一种电动车的供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电动车的供热系统，包括：暖风芯体、第一加热器、三通换向阀、至少两个热交换装置、使冷却水降温的冷却水箱和驱动冷却水流动的冷却水泵，暖风芯体内设有供冷却水流过的第一管道，热交换装置内设有供冷却水流过的第二管道，第一加热器安装在暖风芯体上且位于第一管道外，冷却水泵的入口与冷却水箱的出口相连，冷却水泵的出口与第二管道的入口相连，第二管道的出口与三通换向阀的入口相连，三通换向阀的第一出口与冷却水箱的第一入口相连，三通换向阀的第二出口与第一管道的入口相连，第一管道的出口与冷却水箱的第二入口相连。该供热系统既可充分利用电动车的能量，又能实现较好的供热效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动车的供热系统。
背景技术
普通燃油车是采用冷却发动机的冷却水给车内乘员室供热的，由于发动机工作时的温度较高，因此冷却水的温度也较高，冷却水的热量足够给车内乘员室提供足够的热量。在电动车上，由于没有发动机，没有冷却发动机的温度较高的冷却水，因此一般是由PTC加热器来加热吹向车内乘员室的空气，以此给车内乘员室供热。但是，单纯用PTC加热器并不能充分利用电动车的能量，存在能量的浪费，另外，为了维持车内乘员室的温度恒定，PTC加热器必须频繁地启动和停止，频繁地启动和停止也会造成电能的浪费。
实用新型内容
本实用新型为解决上述的采用PTC加热器存在能量浪费的问题，提供一种电动车的供热系统，该供热系统既可充分利用电动车的能量，又能实现较好的供热效果。
本实用新型的一种方案的电动车的供热系统，包括：暖风芯体、第一加热器、三通换向阀、至少两个热交换装置、使冷却水降温的冷却水箱和驱动冷却水流动的冷却水泵，暖风芯体内设有供冷却水流过的第一管道，所述热交换装置内设有供冷却水流过的第二管道，各热交换装置的第二管道首尾相连，第一加热器安装在暖风芯体上且位于第一管道外，冷却水泵的入口与冷却水箱的出口相连，冷却水泵的出口与位于所述首尾相连起始端的第二管道的入口相连，位于所述首尾相连终止端的第二管道的出口与三通换向阀的入口相连，三通换向阀的第一出口与冷却水箱的第一入口相连，三通换向阀的第二出口与第一管道的入口相连，第一管道的出口与冷却水箱的第二入口相连。
进一步地，所述热交换装置为两个，分别是与DC/DC转换器及空调驱动器进行热交换的第一热交换装置和与驱动电机进行热交换的第二热交换装置，第一热交换装置的第二管道的入口与冷却水泵的出口相连，第一热交换装置的第二管道的出口与第二热交换装置的第二管道的入口相连，第二热交换装置的第二管道的出口与三通换向阀的入口相连。
进一步地，所述第一加热器为PTC加热器。
进一步地，所述PTC加热器为低压PTC加热器。
进一步地，所述低压PTC加热器有三个，三个低压PTC加热器均安装在暖风芯体上且位于第一管道外。
进一步地，所述供热系统还包括中央控制单元，所述三通换向阀、冷却水泵及第一加热器分别与中央控制单元电连接。
进一步地，所述供热系统还包括与中央控制单元电连接的辅助电加热器，所述辅助电加热器设置在冷却水的流路中且位于三通换向阀的第二出口与暖风芯体之间。
进一步地，所述供热系统还包括与中央控制单元电连接并向中央控制单元输出水温信号的水温传感器，所述水温传感器安装在冷却水的流路中且位于辅助电加热器与暖风芯体之间。
进一步地，所述供热系统还包括与中央控制单元电连接并向中央控制单元输出车内乘员室温度信号的车内温度传感器。
进一步地，所述供热系统还包括与中央控制单元电连接并向中央控制单元输出车外温度信号的车外温度传感器。
进一步地，所述辅助电加热器为高压大功率电加热管。
进一步地，所述中央控制单元为单片机。
进一步地，所述暖风芯体安装在电动车的空调箱体中，所述供热系统还包括可吹动空气从暖风芯体流过并流入到车内乘员室的鼓风机。
本实用新型还提供另一种方案的电动车的供热系统，该供热系统包括：暖风芯体、第一加热器、三通换向阀、热交换装置、使冷却水降温的冷却水箱和驱动冷却水流动的冷却水泵，暖风芯体内设有供冷却水流过的第一管道，所述热交换装置内设有供冷却水流过的第二管道，第一加热器安装在暖风芯体上且位于第一管道外，冷却水泵的入口与冷却水箱的出口相连，冷却水泵的出口与第二管道的入口相连，第二管道的出口与三通换向阀的入口相连，三通换向阀的第一出口与冷却水箱的第一入口相连，三通换向阀的第二出口与第一管道的入口相连，第一管道的出口与冷却水箱的第二入口相连。
本实用新型的有益效果是：由于设有三通换向阀，当需要给车内乘员室供热、且冷却水的温度较高时，可通过切换三通换向阀，使冷却水从暖风芯体的第一管道中流过，给车内乘员室提供热量；当冷却水温度较低或不需要给车内乘员室供热时，可通过切换三通换向阀，使冷却水不从暖风芯体的第一管道中流过，充分利用了冷却水的热量，减少了能量浪费，节能环保。另外，由于电动车的冷却水的温度不是太高(电动车正常工作时其中冷却水的温度大约50摄氏度)，若单纯依靠冷却水来供热，供热效果不太好，且供热速度较慢，因此本实用新型中设置了第一加热器，在冷却水供热效果不好或不能供热时由第一加热器供热，可实现较好的供热效果。而且，由于有冷却水来供热，为了维持车内乘员室的温度恒定，第一加热器不用频繁地启动，进一步节省了电动车的能量。
附图说明
图1是本实用新型的第一种实施方式的电动车的供热系统中冷却水的流向示意图；
图2是本实用新型的第一种实施方式的电动车的供热系统的控制原理示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1和图2所示，本实用新型的第一种实施方式的电动车的供热系统，包括：暖风芯体1、第一加热器2、三通换向阀3、至少两个热交换装置、使冷却水降温的冷却水箱4和驱动冷却水流动的冷却水泵5，暖风芯体1内设有供冷却水流过的第一管道，所述热交换装置内设有供冷却水流过的第二管道，各热交换装置的第二管道首尾相连，第一加热器2安装在暖风芯体1上且位于第一管道外，冷却水泵5的入口与冷却水箱4的出口相连，冷却水泵5的出口与位于所述首尾相连起始端的第二管道的入口相连，位于所述首尾相连终止端的第二管道的出口与三通换向阀3的入口相连，三通换向阀3的第一出口与冷却水箱4的第一入口相连，三通换向阀3的第二出口与第一管道的入口相连，第一管道的出口与冷却水箱4的第二入口相连。
热交换装置的数量是根据电动车上需要冷却的部件数量而定的，本实施方式中优选所述热交换装置为两个，分别是与DC/DC转换器及空调驱动器进行热交换的第一热交换装置6和与驱动电机进行热交换的第二热交换装置7。两个热交换装置中的第二管道首尾相连，具体地，第一热交换装置6的第二管道的入口与冷却水泵的出口相连，第一热交换装置6的第二管道的出口与第二热交换装置7的第二管道的入口相连，第二热交换装置7的第二管道的出口与三通换向阀3的入口相连。
优选地，所述第一加热器2为PTC加热器(正温度系数热敏电阻加热器)。进一步优选，PTC加热器为低压PTC加热器。所述低压PTC加热器有三个。设置三个低压PTC加热器的目的是为了更好地控制加热速度，当三个低压PTC加热器同时开启时，加热速度较快；当只开启一个或两个低压PTC加热器时，加热速度相对慢一些。
所述供热系统还包括中央控制单元8，所述三通换向阀3、冷却水泵5及三个低压PTC加热器分别与中央控制单元8电连接。中央控制单元8控制三通换向阀3的入口与第一出口连通或与第二出口连通。中央控制单元8还控制冷却水泵5和三个低压PTC加热器的启动和停止。中央控制单元8可选用单片机或其它智能处理设备。
所述供热系统还包括与中央控制单元8电连接的辅助电加热器9，所述辅助电加热器9设置在冷却水的流路中且位于三通换向阀3的第二出口与暖风芯体1之间。中央控制单元8控制辅助电加热器9的启动和停止。辅助电加热器9可采用高压大功率电加热管或其它合适的加热器，高压大功率电加热管的发热速度较快，用于需要快速供热时。
所述供热系统还包括与中央控制单元8电连接并向中央控制单元8输出水温信号的水温传感器10，所述水温传感器10安装在冷却水的流路中且位于辅助电加热器9与暖风芯体1之间。
所述供热系统还包括与中央控制单元8电连接并向中央控制单元8输出车内乘员室温度信号的车内温度传感器11。
所述供热系统还包括与中央控制单元8电连接并向中央控制单元8输出车外温度信号的车外温度传感器12。
所述暖风芯体1安装在电动车的空调箱体中，所述供热系统还包括可吹动空气从暖风芯体1流过并流入到车内乘员室的鼓风机。
下面描述本实施方式的供热系统的工作流程。
在电动车刚启动时，冷却水泵5启动驱动冷却水流动，此时在中央控制单元8的控制下三通换向阀3的入口和第二出口连通，此时冷却水的循环回路为：冷却水泵5→第一热交换装置6→第二热交换装置7→三通换向阀3→辅助电加热器9→水温传感器10→暖风芯体1→冷却水箱4→冷却水泵5，此时冷却水的温度很低，冷却水的温度不能满足电动车的采暖需求，此时若需要给车内乘员室供热，可通过中央控制单元8开启一个或多个低压PTC加热器，同时，供热系统中的鼓风机启动，吹动空气从暖风芯体1上流过，并流入到车内乘员室，空气流动的过程中带走低压PTC加热器发出的热量，即吹入到车内乘员室的空气是热的。当需要快速给车内乘员室供热时还可开启辅助电加热器9，使冷却水的温度快速升高，冷却水将热量传给暖风芯体1，空气流动的过程中同时带走暖风芯体1的热量，以使车内乘员室的温度快速到达需要的温度。
电动车运行一定时间后，由于DC/DC转换器、空调驱动器和驱动电机在工作的过程中都要发热，因此冷却水的温度会上升，中央控制单元8采集各温度传感器(水温传感器10、车内温度传感器11和车外温度传感器12)的温度信号，然后根据采集的温度信号决定是否关闭低压PTC加热器和/或辅助电加热器9，使车内乘员室维持合适的温度。具体的控制细节是现有技术，因此不再赘述。
若电动车长时间停止不动，冷却水温度下降，此时可再开启低压PTC加热器和/或辅助电加热器9，以维持车内乘员室的温度。
当不需要给车内乘员室供热时，可关闭低压PTC加热器和辅助电加热器9，同时中央控制单元8控制三通换向阀3，使三通换向阀3的入口和第一出口连通，此时冷却水的循环回路为：冷却水泵5→第一热交换装置6→第二热交换装置7→三通换向阀3→冷却水箱4→冷却水泵5，即冷却水不从暖风芯体1中流过。
本实施方式的供热系统充分利用了电动车上冷却水的热量，同时在冷却水的热量不足以给车内乘员室供热时，由低压PTC加热器和/或辅助电加热器9给车内乘员室供热。
在本实用新型的第二种实施方式中，只有一个热交换装置，该热交换装置内设有供冷却水流过的第二管道，冷却水泵5的出口与第二管道的入口相连，第二管道的出口与三通换向阀3的入口相连。其它与第一种实施方式相同。
在本实用新型的第三种实施方式中，采用手动的三通换向阀3，即三通换向阀3不由中央控制单元8控制，而是由操作人员手动控制三通换向阀3切换。对于冷却水的温度，也可由操作人员通过适当的方式探测或感知。其它可相应修改。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种电动车的供热系统，其特征在于，包括：暖风芯体、第一加热器、三通换向阀、至少两个热交换装置、使冷却水降温的冷却水箱和驱动冷却水流动的冷却水泵，暖风芯体内设有供冷却水流过的第一管道，所述热交换装置内设有供冷却水流过的第二管道，各热交换装置的第二管道首尾相连，第一加热器安装在暖风芯体上且位于第一管道外，冷却水泵的入口与冷却水箱的出口相连，冷却水泵的出口与位于所述首尾相连起始端的第二管道的入口相连，位于所述首尾相连终止端的第二管道的出口与三通换向阀的入口相连，三通换向阀的第一出口与冷却水箱的第一入口相连，三通换向阀的第二出口与第一管道的入口相连，第一管道的出口与冷却水箱的第二入口相连。
2.如权利要求1所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述热交换装置为两个，分别是与DC/DC转换器及空调驱动器进行热交换的第一热交换装置和与驱动电机进行热交换的第二热交换装置，第一热交换装置的第二管道的入口与冷却水泵的出口相连，第一热交换装置的第二管道的出口与第二热交换装置的第二管道的入口相连，第二热交换装置的第二管道的出口与三通换向阀的入口相连。
3.如权利要求1所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述第一加热器为PTC加热器。
4.如权利要求3所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述PTC加热器为低压PTC加热器。
5.如权利要求4所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述低压PTC加热器有三个，三个低压PTC加热器均安装在暖风芯体上且位于第一管道外。
6.如权利要求1所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括中央控制单元，所述三通换向阀、冷却水泵及第一加热器分别与中央控制单元电连接。
7.如权利要求6所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括与中央控制单元电连接的辅助电加热器，所述辅助电加热器设置在冷却水的流路中且位于三通换向阀的第二出口与暖风芯体之间。
8.如权利要求7所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括与中央控制单元电连接并向中央控制单元输出水温信号的水温传感器，所述水温传感器安装在冷却水的流路中且位于辅助电加热器与暖风芯体之间。
9.如权利要求8所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括与中央控制单元电连接并向中央控制单元输出车内乘员室温度信号的车内温度传感器。
10.如权利要求9所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括与中央控制单元电连接并向中央控制单元输出车外温度信号的车外温度传感器。
11.如权利要求7所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述辅助电加热器为高压大功率电加热管。
12.如权利要求6所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述中央控制单元为单片机。
13.如权利要求1所述的电动车的供热系统，其特征在于，所述暖风芯体安装在电动车的空调箱体中，所述供热系统还包括可吹动空气从暖风芯体流过并流入到车内乘员室的鼓风机。
14.一种电动车的供热系统，其特征在于，包括：暖风芯体、第一加热器、三通换向阀、热交换装置、使冷却水降温的冷却水箱和驱动冷却水流动的冷却水泵，暖风芯体内设有供冷却水流过的第一管道，所述热交换装置内设有供冷却水流过的第二管道，第一加热器安装在暖风芯体上且位于第一管道外，冷却水泵的入口与冷却水箱的出口相连，冷却水泵的出口与第二管道的入口相连，第二管道的出口与三通换向阀的入口相连，三通换向阀的第一出口与冷却水箱的第一入口相连，三通换向阀的第二出口与第一管道的入口相连，第一管道的出口与冷却水箱的第二入口相连。
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