CN208881529U - 一种电动汽车空调采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车空调采暖系统，包括电驱模块、散热器、PTC水加热器、第一电动水泵、第二电动水泵、膨胀水箱、电动鼓风机、暖风芯体、蒸发器和暖通空调箱体总成，各组件通过管路以及设于管路中的单向阀、直通阀连接形成多个可对乘员舱空调采暖模式进行控制的回路。与现有的技术相比，本实用新型通过将电驱模块废热利用与PTC水加热器制热两种方式进行高效结合来给乘员舱供暖，可以降低乘员舱采暖对PTC加热器的依赖，同时，制热回路与电驱模块冷却回路相配合，使系统节能得到改善，汽车续航里程增长，车辆经济性更佳。

Description

一种电动汽车空调采暖系统

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车技术领域，尤其是涉及一种电动汽车空调采暖系统。

背景技术

当前世界各国对环境污染以及能源消耗问题越来越重视，电动汽车作为节能环保的交通工具，发展前景广阔，产销量逐年上升，未来有望彻底取代传统燃油汽车。电动汽车相比传统燃油汽车，无尾气排放，对环境非常友好，但电动汽车现阶段也存在一些发展瓶颈，其充电时间较长，满电续航里程相比传统汽车没有优势。为了在续航里程上减小与传统汽车的差距，这就要求电动汽车尽可能地节能。

目前市面上的电动汽车产品，当处于低温环境下、乘员舱需要空调采暖时，通常主要依赖于PTC加热器(采用PTC水加热器或PTC空气加热器的方式)，或者完全没有利用电动汽车内电驱模块所产生的废热，或者只是利用了电驱模块产生的一部分废热而实际利用率不够高，这导致整车能耗显著增加，车辆在低温环境下的续航里程剧减，给用户带来了很大困扰。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动汽车空调采暖系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车空调采暖系统，包括电驱模块、PTC水加热器、第一电动水泵、第二电动水泵、膨胀水箱、散热器和暖通空调箱体总成，其中，所述PTC水加热器、暖通空调箱体总成和第二电动水泵依次通过管路连接形成PTC制热回路；所述电驱模块、暖通空调箱体总成、膨胀水箱和第一电动水泵依次通过管路连接形成电驱模块制热回路；所述电驱模块、散热器、膨胀水箱和第一电动水泵依次通过管路连接形成电驱模块冷却回路。

进一步地，还包括一第一直通阀，该第一直通阀设置于散热器和电驱模块之间。

进一步地，还包括一第二直通阀，该第二直通阀的一端连接在第一直通阀和电驱模块之间，另一端连接在PTC水加热器和暖通空调箱体总成之间。

进一步地，所述的PTC水加热器、第一电动水泵、第二电动水泵、第一直通阀和第二直通阀均连接整车控制器。

进一步地，还包括一单向阀，该单向阀进口端连接第二电动水泵，出口端连接PTC水加热器。

进一步地，所述的暖通空调箱体总成包括电动鼓风机、蒸发器和暖风芯体，所述暖风芯体接入PTC制热回路或电驱模块制热回路。

进一步地，所述的散热器边上设有一个电动风扇，该电动风扇连接整车控制器。

进一步地，所述的电驱模块包括驱动电机、电机控制器、DC/DC转换器和车载充电机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型充分利用了电驱模块产生的废热来给乘员舱供暖，尽可能地降低乘员舱采暖对PTC加热器的依赖，从而减少了对动力电池电量的消耗，使电动汽车的续航里程变得更长，车辆经济性更上一个台阶。

2、本实用新型各组件通过管路以及设于管路中的单向阀、直通阀连接形成多个可对乘员舱空调采暖模式进行控制的回路，通过对PTC水加热器、第一电动水泵、第二电动水泵、第一直通阀和第二直通阀的控制，实现了针对不同的车内状况，采用多种不同模式进行供暖。当采暖需求大时，启动电驱模块制热回路与PTC制热回路并联工作回路的连接模式，使得两个制热模块可以同时工作进行供暖，降低了能耗又加强了供热的效率；当采暖需要小时，仅需启动电驱模块制热回路或PTC制热回路同时工作来进行供暖。

3、本实用新型设有电驱模块冷却回路，当电驱模块制热回路的发热量较高时，使得车内温度过高，可同时启动电驱模块驱动回路，将电驱模块产生的多余的废热散发到外界自然环境中，降低电驱模块制热回路的发热量，提高车内人员的舒适度，同时，当车内无需采暖时，可单独启动电驱模块冷却回路，使电驱模块中的废热排出，保护了车内的各类用电设备，延长了用电设备的使用寿命，并且也使车辆行驶过程中的安全性，可靠性进一步提升。

4、本实用新型的PTC制热回路内设有单向阀，在PTC制热回路启动时防止冷却液的逆流，保证了安全性。

5、本实用新型的散热器边设有电动风扇，用于加速空气流动来增强换热，提高电驱模块冷却回路工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是电驱模块制热回路的结构示意图；

图3是PTC制热回路的结构示意图；

图4是电驱模块冷却回路的结构示意图；

图5是电驱模块制热回路与PTC制热回路并联工作回路的结构示意图；

图6是电驱模块制热回路与电驱模块冷却回路并联工作回路的结构示意图；

附图标记：1、第一电动水泵，2、电驱模块，3、第一直通阀，4、散热器，5、膨胀水箱，6、电动风扇，7、第二直通阀，8、暖风芯体，9、蒸发器，10、电动鼓风机，11、暖通空调箱体总成，12、第二电动水泵，13、单向阀，14、PTC水加热器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供了一种电动汽车空调采暖系统，包括电驱模块2、PTC水加热器14、第一电动水泵1、第二电动水泵12、膨胀水箱5、散热器4和暖通空调箱体总成11，其中，PTC水加热器14、暖通空调箱体总成11和第二电动水泵12依次通过管路连接形成PTC制热回路；电驱模块2、暖通空调箱体总成11、膨胀水箱5和第一电动水泵1依次通过管路连接形成电驱模块制热回路；电驱模块2、散热器4、膨胀水箱5和第一电动水泵1依次通过管路连接形成电驱模块冷却回路。第一直通阀3设置于散热器4和电驱模块2之间，第二直通阀7的一端连接在第一直通阀3和电驱模块2之间，另一端连接在PTC水加热器14和暖通空调箱体总成11之间，第二电动水泵12和PTC水加热器14间设有单向阀13，单向阀13进口端连接第二驱动水泵14，出口端连接PTC水加热器。由此可知，电驱模块制热回路与PTC制热回路可形成并联工作回路，电驱模块制热回路与电驱模块冷却回路也可形成并联工作回路。

暖通空调箱体总成11包括电动鼓风机10、蒸发机9和暖风芯体8，暖风芯体8接入PTC制热回路或电驱模块制热回路，散热器4边上还设有一个电动风扇6，该电动风扇6连接整车控制器，其中，电动风扇6用于加速空气流动来增强换热，电动鼓风机10用于驱动空气流动来给乘员舱输送暖风。电驱模块2包括驱动电机、电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机以及其他功率电子器件等一系列用电设备，PTC水加热器14、第一电动水泵1、第二电动水泵12、第一直通阀3和第二直通阀7均连接整车控制器。

本实施例控制回路的具体原理为：当乘员舱温度较低需要采暖时，可采用电驱模块制热回路和PTC制热回路对乘员舱进行采暖，其中优先考虑利用电驱模块2的废热来供暖，即启用电驱模块制热回路；当电驱模块产生的废热不能满足乘员舱采暖需求时，可启用电驱模块制热回路与PTC制热回路并联工作回路来进行供暖；当电驱模块2产生的废热极少或者没有废热产生时，此时需单独依靠PTC制热回路来供暖；当电驱模块2产生的废热较多、且高于乘员舱的采暖需求时，则可以采用电驱模块制热回路与电驱模块冷却回路并联工作回路，将电驱模块2产生的多余的废热散发到外界自然环境中；当乘员舱不需要采暖时，电驱模块2产生的废热可单独采用电驱模块冷却回路散发到外界自然环境中。

如图2所示，电驱模块制热回路的工作原理为：首先启动第一电动水泵1驱动温度较低的冷却液从膨胀水箱5内部流出，进入电驱模块2内部冷却管路，吸收电驱模块2产生的废热(电驱模块2温度降低、冷却液温度升高)，升温后的冷却液再流经第二直通阀7(此时第一直通阀3关闭、第二直通阀7打开)，进入暖风芯体8(在此处发生热量交换，电动鼓风机10驱动温度较低的空气流经蒸发器9和暖风芯体8，吸收暖风芯体8内侧的冷却液的热量，冷却液温度降低、外侧的气流温度升高，升温后的气流再流入乘员舱，满足采暖需求)，降温后的冷却液再回到膨胀水箱5，如此循环形成电驱模块制热回路。

如图3所示，PTC制热回路的工作原理为：关闭第一电动水泵1和第二直通阀7，打开第二电动水泵12，驱动温度较低的冷却液流经单向阀13，进入PTC水加热器14的内部管路(PTC水加热器14开启进行制热，使得冷却液温度迅速升高)，升温后的冷却液再流入暖风芯体8(在此处发生热量交换，电动鼓风机10驱动温度较低的空气流经蒸发器9和暖风芯体8，吸收暖风芯体8内侧的冷却液的热量，冷却液温度降低、外侧的气流温度升高，升温后的气流再流入乘员舱，满足采暖需求)，降温后的冷却液流出暖风芯体8，再流经第二电动水泵12，如此循环形成PTC制热回路，这一回路是单独依赖PTC制热为乘员舱供暖，所以对动力电池电量消耗较多，长时间使用会导致汽车的续航里程剧减。

如图4所示，电驱模块冷却回路的工作原理为：第一直通阀3打开、第二直通阀7关闭，冷却液从膨胀水箱5内部流出，在第一电动水泵1的驱动下，流入电驱模块2的内部管路，吸收电驱模块2产生的热量后，冷却液温度升高，流经第一直通阀3，然后进入散热器4的内部流道(外部空气在电动风扇6的作用下加速流过散热器4外部表面，带走内部冷却液的热量，从而完成热量从电驱模块2到外界环境的传递)，冷却液温度降低后流回膨胀水箱5，如此形成电驱模块冷却回路。

如图5所示，电驱模块制热回路与PTC制热回路并联工作回路的原理为：第一直通阀3关闭，第二直通阀7打开，第一电动水泵1和第二电动水泵12同时工作，驱动冷却液流经电驱模块2和PTC水加热器14(此时PTC水加热器14的功率由整车控制器根据实际需要进行调节，当电驱模块2产生的废热较多时，PTC水加热器14的功率可以调小；当电驱模块2产生的废热较少时，则PTC水加热器14的功率需要调大)，冷却液吸收热量后温度升高，然后流入暖风芯体8的内部流道(电动鼓风机10驱动温度较低的空气流经蒸发器9和暖风芯体8，吸收暖风芯体8内侧的冷却液的热量，冷却液温度降低、外侧的气流温度升高，升温后的气流再流入乘员舱，满足采暖需求)，降温后的冷却液流回第一电动水泵1和第二电动水泵12，如此循环形成电驱模块制热回路与PTC制热回路的并联工作回路。

如图6所示，电驱模块制热回路与电驱模块冷却回路并联工作回路的原理为：冷却液从膨胀水箱5内部流出，由第一电动水泵1驱动，流入电驱模块2的内部冷却管路，吸收电驱模块2产生的热量后温度升高，通过调节第一直通阀3和第二直通阀7的开度，升温后的冷却液一部分流经第二直通阀7，进入暖风芯体8的内部流道(电动鼓风机10驱动外部气流流经蒸发器9和暖风芯体8的外侧表面，冷却液内部热量传递至外侧气流，冷却液温度降低、外侧气流温度升高，升温后的气流进入乘员舱供暖)；升温后的冷却液一部分流经第一直通阀3，进入散热器4的内部流道(外部空气在电动风扇6的作用下加速流过散热器4外部表面，带走内部冷却液的热量，冷却液温度降低、外部空气温度升高，热量散发至外界环境中)；降温后的冷却液回到膨胀水箱5，再流入第一电动水泵1，如此循环形成电驱模块制热回路与电驱模块冷却回路的并联工作回路。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动汽车空调采暖系统，其特征在于，包括电驱模块(2)、PTC水加热器(14)、第一电动水泵(1)、第二电动水泵(12)、膨胀水箱(5)、散热器(4)和暖通空调箱体总成(11)，其中，所述PTC水加热器(14)、暖通空调箱体总成(11)和第二电动水泵(12)依次通过管路连接形成PTC制热回路；所述电驱模块(2)、暖通空调箱体总成(11)、膨胀水箱(5)和第一电动水泵(1)依次通过管路连接形成电驱模块制热回路；所述电驱模块(2)、散热器(4)、膨胀水箱(5)和第一电动水泵(1)依次通过管路连接形成电驱模块冷却回路。

2.根据权利要求1所述的电动汽车空调采暖系统，其特征在于，还包括一第一直通阀(3)，该第一直通阀(3)设置于散热器(4)和电驱模块(2)之间。

3.根据权利要求2所述的电动汽车空调采暖系统，其特征在于，还包括一第二直通阀(7)，该第二直通阀(7)的一端连接在第一直通阀(3)和电驱模块(2)之间，另一端连接在PTC水加热器(14)和暖通空调箱体总成(11)之间。

4.根据权利要求3所述的电动汽车空调采暖系统，其特征在于，所述的PTC水加热器(14)、第一电动水泵(1)、第二电动水泵(12)、第一直通阀(3)和第二直通阀(7)均连接整车控制器。

5.根据权利要求1所述的电动汽车空调采暖系统，其特征在于，还包括一单向阀(13)，该单向阀(13)进口端连接第二电动水泵(12)，出口端连接PTC水加热器(14)。

6.根据权利要求1所述的电动汽车空调采暖系统，其特征在于，所述的暖通空调箱体总成(11)包括电动鼓风机(10)、蒸发器(9)和暖风芯体(8)，所述暖风芯体(8)接入PTC制热回路或电驱模块制热回路。

7.根据权利要求1所述的电动汽车空调采暖系统，其特征在于，所述的散热器(4)边上设有一个电动风扇(6)，该电动风扇(6)连接整车控制器。

8.根据权利要求1所述的电动汽车空调采暖系统，其特征在于，所述的电驱模块(2)包括驱动电机、电机控制器、DC/DC转换器和车载充电机。