CN211808933U - 车辆的热管理系统和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆的热管理系统和具有其的车辆,该车辆的热管理系统包括：电池支路，连接有电池组件；换热支路，连接有冷却器和电池换热器；传动支路，连接有传动及控制组件；散热支路，连接有散热器；第一换向阀，在第一换向阀处于第一状态时，第一换向阀连通传动支路与散热支路形成为散热回路；在第一换向阀处于第二状态时，第一换向阀连通传动支路与电池支路，以使传动支路与电池支路并联设置。本实用新型实施例的车辆的热管理系统，通过设置换热支路，可以在高温时对电池组件进行冷却，在低温时对电池组件进行加热，便于控制电池组件的工作温度，提高电池组件的工作可靠性，降低车辆的行驶能耗。

Description

车辆的热管理系统和具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种车辆的热管理系统和具有所述车辆的热管理系统的车辆。

背景技术

纯电动车辆各系统及其零部件由于属性、设计需求不同，均具有不同的最佳工作温度区间，故需借助外界辅助手段，将各零部件维持在适宜的温度范围，确保零部件的正常、稳定、高效工作以及乘员舱满足乘客的舒适度需求。

现有技术中的电动车辆，多由传统内燃机车辆改制而成，为降低零部件开发成本，各主机厂大多将各高电压零部件的水路串联，借助换热介质由散热器冷却，而电池支路多采用自然冷却方式散热。上述冷却系统，虽然成本低廉，改制便捷，但造成的后果是难以保证各零部件均处于自身最佳的温度区间进行工作，且整车能耗较大，影响整车续航里程。各系统间互为独立，能量利用率差。尤其当电池支路的工作温度过高时，严重影响电池支路的正常工作，影响电池支路的充放电性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆的热管理系统，以使该车辆的热管理系统通过设置换热支路，可以在高温时对电池组件进行冷却，在低温时对电池组件进行加热，便于控制电池组件的工作温度，提高电池组件的工作可靠性，降低车辆的行驶能耗等优点。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆的热管理系统，所述车辆的热管理系统包括：电池支路，所述电池支路连接有电池组件；换热支路，所述换热支路连接有冷却器和用于加热所述电池组件的电池换热器，所述换热支路与所述电池支路连通为换热回路；传动支路，所述传动支路连接有传动及控制组件；散热支路，所述散热支路连接有散热器；第一换向阀，所述第一换向阀具有第一状态和第二状态，在所述第一换向阀处于所述第一状态时，所述第一换向阀连通所述传动支路与所述散热支路形成为散热回路；在所述第一换向阀处于所述第二状态时，所述第一换向阀连通所述传动支路与所述电池支路，以使所述传动支路与所述电池支路并联设置。

根据本实用新型实施例的车辆的热管理系统，通过设置换热支路，可以在高温时对电池组件进行冷却，在低温时对电池组件进行加热，便于控制电池组件的工作温度，提高电池组件的工作可靠性，降低车辆的行驶能耗等优点。

另外，根据本实用新型上述实施例的车辆的热管理系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述第一换向阀具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述传动支路连通，所述第二接口与所述散热支路连通，所述第三接口与所述电池支路连通，在所述第一换向阀处于所述第一状态时，所述第一接口与所述第二接口连通且与所述第三接口断开；在所述第一换向阀处于所述第二状态时，所述第一接口与所述第三接口连通且与所述第二接口断开。

根据本实用新型的一些实施例，所述车辆的热管理系统还包括集成溢水罐，所述集成溢水罐连通所述电池支路、所述传动支路、所述换热支路和所述散热支路。

根据本实用新型的一些实施例，所述集成溢水罐具有第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，所述第一进口与所述散热支路连通，所述第二进口与所述换热支路连通，所述第一出口与所述电池支路连通，所述第二出口与所述传动支路连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池支路还连接有第一驱动泵，所述第一驱动泵位于所述电池组件的上游。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池支路还连接有单向阀，所述单向阀仅允许换热介质从所述第一驱动泵流向所述电池组件。

根据本实用新型的一些实施例，所述传动支路还连接有第二驱动泵，所述第二驱动泵位于所述传动及控制组件的上游。

根据本实用新型的一些实施例，所述车辆的热管理系统还包括三通管，所述三通管具有第一连接口、第二连接口和第三连接口，所述第一连接口与所述电池支路连通，所述第二连接口与所述传动支路连通，所述第三连接口与所述换热支路连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述冷却器具有第一管路和第二管路，所述第一管路与所述第二管路可换热，所述第一管路连接于所述换热支路；所述电池换热器具有第三支路和第四支路，所述第三支路与所述第四支路可换热，所述第三支路连接于所述换热支路。

相对于现有技术，本实用新型所述的车辆的热管理系统具有以下优势：

本实用新型所述的车辆的热管理系统，通过设置换热支路，可以在高温时对电池组件进行冷却，在低温时对电池组件进行加热，便于控制电池组件的工作温度，提高电池组件的工作可靠性，降低车辆的行驶能耗。

本实用新型的另一个目的在于提出一种车辆，以使所述车辆具有工作可靠、行驶能耗低等优点。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括上述的车辆的热管理系统。所述车辆与上述车辆的热管理系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的车辆的热管理系统的结构示意图。

附图标记：热管理系统1、电池支路100、电池组件110、单向阀120、换热支路200、冷却器210、电池换热器220、传动支路300、传动及控制组件310、控制元件311、驱动电机312、电动机313、散热支路400、散热器410、第一换向阀500、第一接口510、第二接口520、第三接口530、集成溢水罐600、第一进口610、第二进口620、第一出口630、第二出口640、第一驱动泵710、第二驱动泵720、三通管800、第一连接口810、第二连接口820、第三连接口830、第一偏路840。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考图1并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1所示，根据本实用新型实施例的车辆的热管理系统1包括电池支路100、换热支路200、传动支路300、散热支路400和第一换向阀500。

电池支路100连接有电池组件110。换热支路200连接有用于冷却电池组件110的冷却器210和用于加热电池组件110的电池换热器220，换热支路200与电池支路100连通为换热回路。传动支路300连接有传动及控制组件310。散热支路400连接有散热器410。第一换向阀500具有第一状态和第二状态，在第一换向阀500处于第一状态时，第一换向阀500连通传动支路300与散热支路400形成为散热回路。在第一换向阀500处于第二状态时，第一换向阀500连通传动支路300与电池支路100，以使传动支路300与电池支路100并联设置。

这里需要理解的是，“连接”既可以指换热介质直接相连接，也可以指能够进行热量交换的热连接。“连通”既可以指换热介质直接相连通，也可以指能够进行热量交换的热连通。传动及控制组件310包括控制元件311、电动机313和驱动电机312，控制元件311可以包括充电机、DC-DC电压转换器、配电盒等高电压零部件。

具体而言，在第一换向阀500处于第一状态时，第一换向阀500连通传动支路300与散热支路400形成为散热回路，换热回路和散热回路形成为分别独立并行工作的两个回路。在第一换向阀500处于第二状态时，第一换向阀500连通传动支路300与电池支路100，且断开传动支路300和散热支路400之间的连接，以使传动支路300与电池支路100并联设置，且传动支路300与电池支路100分别与换热支路200串联设置。

根据本实用新型实施例的车辆的热管理系统1，通过设置换热支路200，通过切换第一换向阀500处于第一状态，在外界温度较高或电池组件110需要降温时，可以利用冷却器210对电池组件110进行冷却，同样的，可以利用散热器410对传动及控制组件310进行冷却，使电池组件110和传动及控制组件310可以分别通过独立的冷却水路进行冷却降温。这样可以提高电池组件110的冷却效率，保证电池组件110的冷却效果。在外界温度较低或电池组件110需要加热时可以利用电池换热器220对电池组件110进行加热。

由此，不仅可以使电池组件110在合适的温度范围内进行工作，提高电池组件110的工作稳定性和可靠性，延长电池组件110的使用寿命，而且便于降低热管理系统1的能耗和运行成本，提高热管理系统1的能量利用率，降低车辆的行驶能耗，提高车辆的续航里程。

并且，在传动及控制组件310有余热且电池组件110需要加热时，通过切换第一换向阀500处于第二状态，可以利用传动及控制组件310发出的热量对电池组件110进行加热。这样不仅便于控制电池组件110在合适的温度范围内进行工作，避免温度过低而影响电池组件110的放电、储电能力，提升电池组件110的可用电量，保证电池组件110的工作性能，而且可以降低热管理系统1的能耗和运行成本，提高热管理系统1的能量利用率，降低车辆的行驶能耗，提高车辆的续航里程。

此外，在传动及控制组件310和/或电池组件110有余热时，可以通过冷却器210对余热进行回收，将余热传出到热管理系统1的其他结构内，例如可以将余热通过热泵系统传递到乘员舱，供乘员舱进行取暖。由此，进一步便于提高热管理系统1的能量利用率，降低热管理系统1的能耗和运行成本，提高车辆的整车性能。

因此，根据本实用新型实施例的车辆的热管理系统1通过设置换热支路200，可以在高温时对电池组件110进行冷却，在低温时对电池组件110进行加热，便于控制电池组件110的工作温度，提高电池组件110的工作可靠性，降低车辆的行驶能耗等优点。

下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的车辆的热管理系统1。

在本实用新型的一些具体实施例中，参照图1所示，根据本实用新型实施例的车辆的热管理系统1包括电池支路100、换热支路200、传动支路300、散热支路400和第一换向阀500。

具体地，如图1所示，第一换向阀500具有第一接口510、第二接口520和第三接口530，第一接口510与传动支路300连通，第二接口520与散热支路400连通，第三接口530与电池支路100连通。在第一换向阀500处于第一状态时，第一接口510与第二接口520连通且与第三接口530断开。在第一换向阀500处于第二状态时，第一接口510与第三接口530连通且与第二接口520断开。这样通过改变第一换向阀500的工作状态，可选择地控制电池组件110的工作温度或者回收电池组件110和/或传动及控制组件310的热量，便于提高热管理系统1的能源利用率和系统灵活性。

更为具体地，如图1所示，热管理系统1还包括第一偏路840，第一换向阀500通过第一偏路840与电池支路100连通。

可选地，如图1所示，热管理系统1还包括集成溢水罐600，集成溢水罐600连通电池支路100、传动支路300、换热支路200和散热支路400。这样在换热介质的密度发生变化时，可以通过集成溢水罐600进行调节，例如使多余的换热介质流入集成溢水罐600或通过集成溢水罐600内的换热介质补偿热管理系统1，进一步提高热管理系统1的工作稳定性。同时，可以避免在各支路中设置多个溢水罐，便于简化热管理系统1的结构，实现各支路的连通。

进一步地，如图1所示，集成溢水罐600具有第一进口610、第二进口620、第一出口630和第二出口640，第一进口610与散热支路400连通，第二进口620与换热支路200连通，第一出口630与电池支路100连通，第二出口640与传动支路300连通。这样便于在不同的工作模式下，换热介质可以在各支路之间流动，以便于实现热管理系统1工作模式的切换。另外，为了实现更好的热管理效果，防止换热回路和散热回路中的换热介质发生混合，在集成溢水罐600内还设置有隔热板，隔热板用于阻隔换热回路和散热回路中的换热介质以避免换热回路和散热回路间发生热传递。

具体地，如图1所示，电池支路100还连接有第一驱动泵710，第一驱动泵710位于电池组件110的上游。这样可以利用第一驱动泵710驱动电池支路100内的换热介质进行流动，便于热量在各支路之间进行传递和交换。

更为具体地，如图1所示，电池支路100还连接有单向阀120，单向阀120仅允许换热介质从第一驱动泵710流向电池组件110。由于单向阀120能够限定换热介质的流向，仅能够使换热介质从第一驱动泵710流向电池组件110，而不会出现反向流动的情况，便于提高热管理系统1的工作稳定性和可靠性，提高热管理系统1的工作效率。

可选地，如图1所示，传动支路300还连接有第二驱动泵720，第二驱动泵720位于传动及控制组件310的上游。可以利用第二驱动泵720驱动传动支路300内的换热介质进行流动，便于热量在各支路之间进行传递和交换。

具体地，如图1所示，热管理系统1还包括三通管800，三通管800具有第一连接口810、第二连接口820和第三连接口830，第一连接口810与电池支路100连通，第二连接口820与传动支路300连通，第三连接口830与换热支路200连通。这样便于实现换热支路200、电池支路100与传动支路300三者之间的连通，便于换热介质在三者之间进行热量交换，提高热管理系统1的工作性能。

更为具体地，三通管800的第二连接口820通过第一偏路840与传动支路300连通。

可选地，冷却器210具有第一管路和第二管路，第一管路与第二管路可换热，第一管路连接于换热支路200。这样冷却器210可以通过第二管路将冷量传递给第一管路，再通过第一管路将冷量传递给电池组件110，以便于对电池组件110进行冷却降温。当然，冷却器210也可以通过第一管路将电池组件110的余热传递给第二管路，第二管路再将余热传递到热管理系统1的其他结构中，以便于实现电池组件110余热的回收利用。

可选地，电池换热器220具有第三支路和第四支路，第三支路与第四支路可换热，第三支路连接于换热支路200。这样电池换热器220可以通过第四管路将热量传递给第三管路，再通过第三管路将热量传递给电池组件110，以便于对电池组件110进行加热。

在一些实施例中，第一驱动泵710和第二驱动泵720可以为电子水泵。第一换向阀500可以为电磁换向阀。电池换热器220可以为片式换热器，片式换热器可以与车辆的发动机热管理系统相连通。具体而言，第一换向阀500为一进两出式，第二接口520表示断电常开，第三接口530表示断电常闭，通电则第二接口520和第三接口530状态互换。

在本实用新型的一些实施例中，热管理系统1具有对电池组件110和传动及控制组件310进行冷却的冷却模式。当传动及控制组件310有冷却需求时，第二驱动泵720启动，换热介质经过控制元件311、电动机313和驱动电机312，第一换向阀500处于第一状态，换热介质经过散热器410进行低温回路冷却，之后换热介质通过集成溢水罐600，之后进入第二驱动泵720，形成闭循环。

当电池组件110需要降温时，第一驱动泵710启动，将换热介质泵入电池组件110，之后经过单向阀120流入电池换热器220，之后换热介质进入冷却器210，换热介质被冷却器210中的制冷剂降温，之后进入集成溢水罐600后进入第一驱动泵710形成闭循环。冷却模式下，传动支路300和电池支路100分别单独工作。

在本实用新型的另一些实施例中，热管理系统1具有对电池组件110进行加热的第一加热模式。当电池组件110需要加热时，若传动支路300没有多余的热量给电池组件110进行加热，则电池组件110需要外部热源进行加热，此时外部热源通过电池换热器220给电池支路100进行加热，此时不规定外部热量来源(电池换热器220可以为电加热器或PTC半导体加热元件或车辆的发动机内的热量)。

具体而言，当电池组件110需要加热时，第一驱动泵710启动，将换热介质泵入电池组件110，之后经过单向阀120流入电池换热器220，电池换热器220对换热介质进行加热，之后换热介质进入冷却器210，再进入集成溢水罐600后进入第一驱动泵710形成闭循环。

在本实用新型的另一些实施例中，热管理系统1具有对电池组件110进行加热的第二加热模式。当电池组件110需要加热时，若传动支路300有多余的热量给电池组件110进行加热，此时第二驱动泵720和第一驱动泵710同时启动，传动支路300中的换热介质经过控制元件311、电动机313和驱动电机312，第一换向阀500处于第二状态，电池支路100的第一驱动泵710将换热介质泵入电池组件110，之后经过单向阀120，此时传动支路300和电池支路100中的换热介质汇合流入电池换热器220，如果传动支路300的废热不足以给电池组件110加热时，电池换热器220的外部热源可以对换热介质进行辅助加热，之后换热介质进入冷却器210，再进入集成溢水罐600，之后进入第一驱动泵710和第二驱动泵720形成闭循环。

在本实用新型的另一些实施例中，热管理系统1具有回收电池组件110的余热的第一废热回收模式。在电池组件110对热管理无需求时(即不需要加热和降温)，传动及控制组件310产生废热，可以通过冷却器210对热管理系统1的热泵系统进行输出，以支持整车采暖，提高热泵效率。

具体而言，此时第二驱动泵720启动，传动支路300中的换热介质经过控制元件311、电动机313和驱动电机312，第一换向阀500处于第二状态，传动支路300中的换热介质流入电池换热器220，之后换热介质进入冷却器210，通过冷却器210对外部系统(热泵系统)进行废热输出之后进入集成溢水罐600，之后进入第一驱动泵710形成闭循环。

在本实用新型的另一些实施例中，热管理系统1具有回收电池组件110和传动及控制组件310余热的第二加热模式。此废热回收模式为电池组件110和传动及控制组件310均有废热时，两个支路的换热介质共同通过冷却器210对热泵系统进行废热输出，具体流经回路与第二加热模式相同。

综上，本实用新型中的热管理系统1，将换热回路和散热回路这两个独立的回路通过集成式的集成溢水罐600巧妙的联合在一块，使得两个单独的回路有机的结合，在冬季或电池支路100需要加热的情况下，实现了传动支路300的废热给电池支路100进行加热。以此提高了电池组件110的温度，以及解决了冬季因给电池支路100加热导致的续航里程不足问题，降低了加热能耗。在冬季时，传动支路300给电池支路100进行加热，如果低温回路有多余的废热时，同样可以对外部回路(热泵系统)输出废热，以提高整车的能量利用率，从而达到提高冬季续航里程的目的。在冬季时，如果传动支路300的热量不足以满足电池组件110加热需求的情况，可以通过电池换热器220使用其他热源给电池支路100进行辅助加热，以满足整车动力性对电池性能的要求。在冬季时，传动支路300和电池支路100都有余热时，可同时对外部回路(热泵系统)输出废热，以提高整车的能量利用率，从而达到提高冬季续航里程的目的。

根据本实用新型另一方面实施例的车辆，包括上述实施例的车辆的热管理系统1。

根据本实用新型实施例的车辆，由于根据本实用新型上述实施例的车辆的热管理系统1具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的车辆也具有相应的技术效果，即通过设置换热支路200，可以在高温时对电池组件110进行冷却，在低温时对电池组件110进行加热，便于控制电池组件110的工作温度，提高电池组件110的工作可靠性，降低车辆的行驶能耗等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆的热管理系统(1)，其特征在于，包括：

电池支路(100)，所述电池支路(100)连接有电池组件(110)；

换热支路(200)，所述换热支路(200)连接有冷却器(210)和用于加热所述电池组件(110)的电池换热器(220)，所述换热支路(200)与所述电池支路(100)连通为换热回路；

传动支路(300)，所述传动支路(300)连接有传动及控制组件(310)；

散热支路(400)，所述散热支路(400)连接有散热器(410)；

第一换向阀(500)，所述第一换向阀(500)具有第一状态和第二状态，在所述第一换向阀(500)处于所述第一状态时，所述第一换向阀(500)连通所述传动支路(300)与所述散热支路(400)形成为散热回路；

在所述第一换向阀(500)处于所述第二状态时，所述第一换向阀(500)连通所述传动支路(300)与所述电池支路(100)，以使所述传动支路(300)与所述电池支路(100)并联设置。

2.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统(1)，其特征在于，所述第一换向阀(500)具有第一接口(510)、第二接口(520)和第三接口(530)，所述第一接口(510)与所述传动支路(300)连通，所述第二接口(520)与所述散热支路(400)连通，所述第三接口(530)与所述电池支路(100)连通，

在所述第一换向阀(500)处于所述第一状态时，所述第一接口(510)与所述第二接口(520)连通且与所述第三接口(530)断开；

在所述第一换向阀(500)处于所述第二状态时，所述第一接口(510)与所述第三接口(530)连通且与所述第二接口(520)断开。

3.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统(1)，其特征在于，还包括集成溢水罐(600)，所述集成溢水罐(600)连通所述电池支路(100)、所述传动支路(300)、所述换热支路(200)和所述散热支路(400)。

4.根据权利要求3所述的车辆的热管理系统(1)，其特征在于，所述集成溢水罐(600)具有第一进口(610)、第二进口(620)、第一出口(630)和第二出口(640)，所述第一进口(610)与所述散热支路(400)连通，所述第二进口(620)与所述换热支路(200)连通，所述第一出口(630)与所述电池支路(100)连通，所述第二出口(640)与所述传动支路(300)连通。

5.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统(1)，其特征在于，所述电池支路(100)还连接有第一驱动泵(710)，所述第一驱动泵(710)位于所述电池组件(110)的上游。

6.根据权利要求5所述的车辆的热管理系统(1)，其特征在于，所述电池支路(100)还连接有单向阀(120)，所述单向阀(120)仅允许换热介质从所述第一驱动泵(710)流向所述电池组件(110)。

7.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统(1)，其特征在于，所述传动支路(300)还连接有第二驱动泵(720)，所述第二驱动泵(720)位于所述传动及控制组件(310)的上游。

8.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统(1)，其特征在于，还包括三通管(800)，所述三通管(800)具有第一连接口(810)、第二连接口(820)和第三连接口(830)，所述第一连接口(810)与所述电池支路(100)连通，所述第二连接口(820)与所述传动支路(300)连通，所述第三连接口(830)与所述换热支路(200)连通。

9.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统(1)，其特征在于，所述冷却器(210)具有第一管路和第二管路，所述第一管路与所述第二管路可换热，所述第一管路连接于所述换热支路(200)；

所述电池换热器(220)具有第三支路和第四支路，所述第三支路与所述第四支路可换热，所述第三支路连接于所述换热支路(200)。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的车辆的热管理系统(1)。

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