CN211663026U - 一种电动车热泵系统及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动车热泵系统及电动汽车，包括压缩机、气液分离器、四通换向阀、第一换热器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、电池包、第一三通阀和能够与周围环境进行热量交换的外部换热器；所述第一膨胀阀位于所述第一换热器与所述外部换热器之间，所述第一三通阀安装在所述第一膨胀阀与所述外部换热器之间；所述电池包与所述第一换热器并联，所述第二膨胀阀安装在所述电池包与所述第一三通阀之间。本实用新型公开的电动车热泵系统及电动汽车，对电池包加热和冷却更加直接，减少了中间过程的损耗，冷却和加热速率更快，还可以回收电机和功率控制器工作时散发的发热量，供给电池包和乘员舱采暖，降低了系统的能量损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动车热泵系统及电动汽车。
背景技术
由于锂电池的特性，电动车在低温情况下存在续航衰减的情况，低温情况下电池的充放电能力都会变弱，也是人们对电动车接受度不高的主要原因，只有让电池的温度处于一个合理的特定区间，才能保证电池在低温情况下减少续航的衰减。
但是现有的电动车对电池加热都采用间接式加热，电池加热速度慢。现有的电动车乘员舱采暖和电池加热还使用高压加热器，功率高电耗大。
有鉴于此，提供一种能够快速改变电池温度，减少汽车能耗的电动车热泵系统及电动汽车成为必要。
实用新型内容
本实用新型技术方案提供一种电动车热泵系统，包括压缩机、气液分离器、四通换向阀、第一换热器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、电池包、第一三通阀和能够与周围环境进行热量交换的外部换热器；
所述压缩机、所述气液分离器、所述四通换向阀、所述第一换热器、所述第一膨胀阀、所述电池包、所述第二膨胀阀和所述外部换热器之间连接有第一循环管道；
所述四通换向阀包括与所述压缩机连通的第一阀口、与所述第一换热器连通的第二阀口、与所述气液分离器连通的第三阀口和与所述外部换热器连通的第四阀口；
所述第一膨胀阀位于所述第一换热器与所述外部换热器之间，所述第一三通阀安装在所述第一膨胀阀与所述外部换热器之间；
所述电池包与所述第一换热器并联，所述第二膨胀阀安装在所述电池包与所述第一三通阀之间。
该技术方案可以对电池包加热和冷却更加直接，不仅减少中间过程的损耗而且冷却和加热速率也快，可以快速改变电池包的温度。
进一步地，所述第一三通阀为电磁控制阀，可以实现自动控制，以控制各个阀口的阀门开度，控制介质流通量。
进一步地，所述电池包中内置有电池包换热器，提高对电池包的换热效果。
进一步地，还包括电机换热散热系统，所述电机换热散热系统包括电机、电机控制器、散热器和散热系统换热器；
所述电机、所述电机控制器、所述散热系统换热器和所述散热器之间连接有第二循环管道；
所述散热系统换热器与所述第一循环管道连接。
进一步地，在所述第一循环管道上设置有旁通管；
所述散热系统换热器与所述旁通管并联；
在所述旁通管与所述第一循环管道之间连接有第二三通阀，所述第二三通阀位于所述散热系统换热器与所述第四阀口之间。
该技术方案可以回收电机和功率控制器工作时散发的发热量，供给电池包和乘员舱采暖，降低了系统的能量损耗。
进一步地，所述第二三通阀为电磁控制阀，可以实现自动控制，以控制各个阀口的阀门开度，控制介质流通量。
本实用新型技术方案还提供一种电动汽车，包括前述任一技术方案所述的电动车热泵系统。其可以对电池包加热和冷却更加直接，不仅减少中间过程的损耗而且冷却和加热速率也快，可以快速改变电池包的温度。其可以回收电机和功率控制器工作时散发的发热量，供给电池包和乘员舱采暖，降低了系统的能量损耗。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本实用新型提供的电动车热泵系统及电动汽车，可以对电池包加热和冷却更加直接，减少了中间过程的损耗，冷却和加热速率更快，可以快速改变电池包的温度，还可以回收电机和功率控制器工作时散发的发热量，供给电池包和乘员舱采暖，降低了系统的能量损耗。
附图说明
图1为本实用新型提供的电动车热泵系统的布置示意图；
图2为热泵系统制冷时的流程图；
图3为热泵系统制热时的流程图；
图4为热泵系统制热同时回收电机换热散热系统的热量时的流程图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1-3所示，本实用新型一实施例提供的电动车热泵系统，包括压缩机1、气液分离器2、四通换向阀3、第一换热器4、第一膨胀阀5、第二膨胀阀7、电池包6、第一三通阀8和能够与周围环境进行热量交换的外部换热器9。
压缩机1、气液分离器2、四通换向阀3、第一换热器4、第一膨胀阀5、电池包6、第二膨胀阀7和外部换热器9之间连接有第一循环管道100。
四通换向阀3包括与压缩机1连通的第一阀口3-1、与第一换热器4连通的第二阀口3-2、与气液分离器2连通的第三阀口3-3和与外部换热器9连通的第四阀口3-4。
第一膨胀阀5位于第一换热器4与外部换热器9之间，第一三通阀8安装在第一膨胀阀5与外部换热器9之间。
电池包6与第一换热器4并联，第二膨胀阀7安装在电池包6与第一三通阀8之间。
外部换热器9可以为冷凝器，在热泵系统制热时，外部换热器9可以吸收周围环境中的热能，提升第一循环管道100中介质的温度，再通过第一循环管道100上的换热器8将热量传递给空调芯体，还可以将第一循环管道100中介质直接供给至电池包6加热，提升电池包6的温度。
第一循环管道100包括多段管道，用于介质流通。四通换向阀3包括第一阀口3-1、第二阀口3-2、第三阀口3-3和第四阀口3-4，并能够根据需要开启相应的阀口，以控制介质的流向。
压缩机1与第一阀口3-1通过一段管道连接，第一换热器4通过一段管道与第二阀口3-2连接，气液分离器2通过一段管道与第三阀口3-3连接，气液分离器2通过一段管道与压缩机1连接。外部换热器9通过一段管道与第四阀口3-4连接，外部换热器9通过一段管道与第一三通阀8的第一个阀口连接，第一三通阀8的第二个阀口通过一段管道与第一膨胀阀5连接，第一膨胀阀5通过一段管道与第一换热器4连接。
电池包6通过一段管道与第一换热器4并联，第二膨胀阀7连接在第一三通阀8的第三阀口与电池包6之间。
如图2所示，在制冷时，压缩机1中的介质经第一阀口3-1、第四阀口3-4、外部换热器9之后，一部分介质经第一三通阀8的第二阀口进入第一膨胀阀5和第一换热器4之后，获得低温的介质，再供给第一循环管道100上的空调芯体换热，进行驾驶舱制冷，换热后的介质经第二阀口3-2、第三阀口3-3进入气液分离器2，然后可以再进行下一循环。一部分介质经第一三通阀8的第三阀口进入第二膨胀阀7和电池包6，电池包6相当于换热器，低温介质在经过电池包6时进行换热，可以直接对电池包6降温，提高了对电池包6的冷却效果。换热后的介质经第二阀口3-2、第三阀口3-3进入气液分离器2，然后可以再进行下一循环。
如图3所示，在制热时，压缩机1中的介质经第一阀口3-1、第二阀口3-2之后，一部分介质经第一换热器4、第一膨胀阀5和第一三通阀8进入外部换热器9。一部分介质经电池包6、第二膨胀阀7和第一三通阀8进入外部换热器9。外部换热器9对介质加热升温，升温后介质经第四阀口3-4、第三阀口3-3进入气液分离器2，然后可以再进行下一循环。如此，从第二阀口3-2流出的介质为升温的介质，可以对第一循环管道100上的空调芯体换热，进行驾驶舱升温，还可以直接流入电池包6中对电池包6升温，提高了对电池包6的升温效果。
由此，本实用新型提供的电动车热泵系统可以对电池包的加热和冷却更加直接，不仅减少中间过程的损耗而且冷却和加热速率也快，可以快速改变电池包的温度。
虽然压缩机工作时也用电，但是其制造或产生的热量远远大于压缩机的耗电量，因此可以节约能量损耗。
在其中一个实施例中，第一三通阀8为电磁控制阀，可以实现自动控制，以控制各个阀口的阀门开度，控制介质流通量。在乘员舱和电池包6都有冷却需求时，调节第一三通阀8的第二个阀口和第三个阀口的开度比例，来控制乘员舱和电池包6的冷量分配。
在其中一个实施例中，电池包6中内置有电池包换热器，提高对电池包的换热效果。电池包换热器可以为设置在电池包6中的换热板或换热管道。
在其中一个实施例中，如图1-4所示，该电动车热泵系统还包括电机换热散热系统，电机换热散热系统包括电机11、电机控制器10、散热器13和散热系统换热器14。
电机11、电机控制器10、散热系统换热器14和散热器13之间连接有第二循环管道200。散热系统换热器14与第一循环管道100连接。
在第二循环管道200上设有泵12，用于控制介质在第二循环管道200中从电机11流向散热器13。
电机控制器10是用来控制电机11按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路，其在工作时，会产生热量。
当散热系统换热器14不开启时，电机11及电机控制器10工作产生的热量可经散热器13散热。
当散热系统换热器14工作时，散热器13停止工作，电机11及电机控制器10工作产生的热量可经散热系统换热器14供给至第一循环管道100中的介质，然后可供给至空调芯体，还可以供给至电池包6。通过设置散热系统换热器14，可以将电机11、电机控制器10工作时产生的热量收集并利用，减少了能量损耗。
在其中一个实施例中，如图4所示，在第一循环管道100上设置有旁通管16。
散热系统换热器14与旁通管16并联。
在旁通管16与第一循环管道100之间连接有第二三通阀15，第二三通阀15位于散热系统换热器14与第四阀口3-4之间。
在有制热需求时，控制第二三通阀15的开度，第一循环管道100中的一部分介质经旁通管16回流，另一部分介质经散热系统换热器14进行换热，可以回收电机11、电机控制器10、泵12运行时的产生的热量，供给电池包和乘员舱采暖，降低了系统的能量损耗。
在其中一个实施例中，第二三通阀15为电磁控制阀，可以实现自动控制，以控制各个阀口的阀门开度，控制介质流通量。在乘员舱和电池包6都有制热需求时，调节第一三通阀8的第二个阀口和第三个阀口的开度比例，来控制乘员舱和电池包6的热量分配。
本实用新型一实施例提供的一种电动汽车，包括前述任一实施例所述的电动车热泵系统。该电动汽车可以对电池包加热和冷却更加直接，不仅减少中间过程的损耗而且冷却和加热速率也快，可以快速改变电池包的温度。其可以回收电机和功率控制器工作时散发的发热量，供给电池包和乘员舱采暖，降低了系统的能量损耗。
综上所述，本实用新型提供的电动车热泵系统及电动汽车，可以对电池包加热和冷却更加直接，减少了中间过程的损耗，冷却和加热速率更快，可以快速改变电池包的温度，还可以回收电机和功率控制器工作时散发的发热量，供给电池包和乘员舱采暖，降低了系统的能量损耗。
根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种电动车热泵系统，其特征在于，包括压缩机、气液分离器、四通换向阀、第一换热器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、电池包、第一三通阀和能够与周围环境进行热量交换的外部换热器；
所述压缩机、所述气液分离器、所述四通换向阀、所述第一换热器、所述第一膨胀阀、所述电池包、所述第二膨胀阀和所述外部换热器之间连接有第一循环管道；
所述四通换向阀包括与所述压缩机连通的第一阀口、与所述第一换热器连通的第二阀口、与所述气液分离器连通的第三阀口和与所述外部换热器连通的第四阀口；
所述第一膨胀阀位于所述第一换热器与所述外部换热器之间，所述第一三通阀安装在所述第一膨胀阀与所述外部换热器之间；
所述电池包与所述第一换热器并联，所述第二膨胀阀安装在所述电池包与所述第一三通阀之间。
2.根据权利要求1所述的电动车热泵系统，其特征在于，所述第一三通阀为电磁控制阀。
3.根据权利要求1所述的电动车热泵系统，其特征在于，所述电池包中内置有电池包换热器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车热泵系统，其特征在于，还包括电机换热散热系统，所述电机换热散热系统包括电机、电机控制器、散热器和散热系统换热器；
所述电机、所述电机控制器、所述散热系统换热器和所述散热器之间连接有第二循环管道；
所述散热系统换热器与所述第一循环管道连接。
5.根据权利要求4所述的电动车热泵系统，其特征在于，在所述第一循环管道上设置有旁通管；
所述散热系统换热器与所述旁通管并联；
在所述旁通管与所述第一循环管道之间连接有第二三通阀，所述第二三通阀位于所述散热系统换热器与所述第四阀口之间。
6.根据权利要求5所述的电动车热泵系统，其特征在于，所述第二三通阀为电磁控制阀。
7.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的电动车热泵系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020225116.6U CN211663026U (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 一种电动车热泵系统及电动汽车 |
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| CN202020225116.6U CN211663026U (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 一种电动车热泵系统及电动汽车 |
Publications (1)
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| CN211663026U true CN211663026U (zh) | 2020-10-13 |
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| CN202020225116.6U Active CN211663026U (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 一种电动车热泵系统及电动汽车 |
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| CN (1) | CN211663026U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115284971A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-11-04 | 中通客车股份有限公司 | 一种车载电池热管理控制系统及方法 |
| CN116061678A (zh) * | 2021-10-29 | 2023-05-05 | 比亚迪股份有限公司 | 车辆热管理系统和车辆 |
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2020
- 2020-02-27 CN CN202020225116.6U patent/CN211663026U/zh active Active
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