CN211918326U - 一种电动汽车及其加热控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种电动汽车及其加热控制系统，包括四通阀、PTC加热器、暖风芯体、电池包换热机构；其中，所述四通阀的第一接口通过第一管道连接所述PTC加热器的换热介质入口，所述四通阀的第二接口通过第二管道连接所述暖风芯体，所述四通阀的第三接口通过第三管道连接所述电池包换热机构的换热介质入口，所述四通阀的第四接口通过第四管道连接所述电池包换热机构的换热介质出口；所述PTC加热器的换热介质出口通过第五管道连接所述暖风芯体。基于本公开上述实施例提供的电动汽车及其加热控制系统，通过四通阀，实现一个PTC加热器情况下的空调加热和电池包加热的综合供能，提高能源利用效率，节省能源，从而提高续航能力。

Description

一种电动汽车及其加热控制系统

技术领域

本公开涉及电动汽车工业技术领域，尤其是一种电动汽车加热控制系统及采用这种加热控制系统的电动汽车。

背景技术

随着人们环保意识的逐渐增强，汽车正由传统的发动机驱动向着新能源的方向发展，而电动汽车的续航里程往往是人们购车的首要考虑因素，尽可能地增加电动汽车的续航里程成为本领域技术人员的重要研究方向。

因此，电动汽车在进行热管理控制的时候，需要尽可能的降低能量消耗，以便得到更多的续航里程。而由于电动汽车上布置的零件越来越多，热管理越来越复杂。电动汽车的热管理主要涉及乘员舱的加热和电池的加热，如图1所示，目前市场上主要应用两个单独的PTC加热器分别为乘员舱和电池进行加热，两个PTC加热器分别设置有进、出口水温温度传感器。而采用两个单独的PTC加热器分别为乘员舱和电池包进行加热，且两个PTC分别含有进、出口水温温度传感器，导致成本较高，能源利用率较低，且占用较多的机舱布置空间。

基于此，现有技术仍然有待改进。

实用新型内容

本公开实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种电动汽车及其加热控制系统，以解决现有技术的电动汽车热管理控制成本较高且能源利用率低的技术问题。

本公开实施例提供的一种电动汽车加热控制系统，其包括四通阀、PTC加热器、暖风芯体、电池包换热机构；

其中，所述四通阀的第一接口通过第一管道连接所述PTC加热器的换热介质入口，所述四通阀的第二接口通过第二管道连接所述暖风芯体，所述四通阀的第三接口通过第三管道连接所述电池包换热机构的换热介质入口，所述四通阀的第四接口通过第四管道连接所述电池包换热机构的换热介质出口；所述PTC加热器的换热介质出口通过第五管道连接所述暖风芯体。

进一步地，所述第一管道上安装有第一动力泵。

进一步地，所述第三管道上安装有第二动力泵。

进一步地，所述电池包换热机构的换热介质入口和所述第二动力泵之间设置有电池冷却器。

进一步地，所述电池冷却器通过膨胀阀连接冷凝器。

进一步地，所述PTC加热器为水暖PTC。

进一步地，所述PTC加热器的换热介质入口处设置有进水温度传感器；所述PTC加热器的换热介质出口处设置有出水温度传感器。

进一步地，所述电池包换热机构的换热介质入口设置有电池包进口温度传感器，所述电池包换热机构的换热介质出口设置有电池包出口温度传感器。

进一步地，还包括控制器，所述控制器连接并接收所述进水温度传感器、所述出水温度传感器、所述电池包进口温度传感器、所述电池包出口温度传感器的信息，并控制所述四通阀。

本公开实施例提供的一种电动汽车，包括上述的电动汽车加热控制系统。

基于本公开上述实施例提供的电动汽车及其加热控制系统，通过四通阀，实现一个PTC情况下的空调加热和电池包加热的综合供能，提高能源利用效率，节省能源，从而提高续航能力；同时不需要使用低温板换，成本显著降低，重量降低约2Kg，优化布置空间，车重的降低，也使得续航能力得到进一步提升，有效提高电动汽车的市场竞争力。

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同描述一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1为本公开现有技术的加热控制系统结构图；

图2为本公开一实施例的电动汽车加热控制系统结构图；

图3为本公开一实施例的电动汽车加热控制系统乘员舱和电池包同时加热时的连接关系图；

图4为本公开一实施例的电动汽车加热控制系统乘员仓加热、电池包不加热时的连接关系图。

其中：

T1-室外温度传感器

T2-蒸发器温度传感器

T3-室内温度传感器

T4-脚部出风温度传感器

T5-吹面出风温度传感器

T6-后排温度传感器

T7-电池包进水温度传感器

T8-电池包出水温度传感器

T10-PTC进水温度传感器

T11-PTC出水温度传感器

T12-PTC进水温度传感器

T13-PTC出水温度传感器

PH/T1-高压压力传感器

PL-低压压力传感器

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。

还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。

另外，本公开中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图2-图4所示，本发明的一些实施例公开了一种电动汽车加热控制系统，其包括四通阀1、PTC加热器2、暖风芯体3、电池包换热机构4；

其中，所述四通阀1的第一接口通过第一管道连接所述PTC加热器2的换热介质入口，所述四通阀1的第二接口通过第二管道连接所述暖风芯体3，所述四通阀1的第三接口通过第三管道连接所述电池包换热机构4的换热介质入口，所述四通阀1的第四接口通过第四管道连接所述电池包换热机构4的换热介质出口；所述PTC加热器2的换热介质出口通过第五管道连接所述暖风芯体3。

上述实施例通过一个大功率PTC替换两个小功率PTC的方式来进行加热，同时结合电池包允许入口水温提高到60℃的条件，将PTC加热后的热水先通过暖风水箱，再流入电池包的方式来提高能源利用率。

本发明一些实施例所公开的电动汽车加热控制系统，在上述实施例的基础上，为保证换热介质的输送压力，所述第一管道上安装有第一动力泵5。优选地，所述第三管道上安装有第二动力泵6。

本实施例在使用时，经过PTC加热器2加热的换热介质由换热介质出口出来后，首先进入暖风芯体3，供给乘员舱升温，在经过暖风芯体3后，根据四通阀1的开闭状态，具有余热的换热介质可由四通阀1进入电池包换热机构4对电池包进行加热，或者可回流至PTC加热器2的换热介质入口，以分别适用于需要电池包和乘员舱同时加热，或者仅需要乘员舱加热的情形。

本发明一些实施例所公开的电动汽车加热控制系统，为了实现电池包的冷却，避免电池包发生过热，所述电池包换热机构4的换热介质入口和所述第二动力泵6之间设置有电池冷却器8，所述电池冷却器8通过膨胀阀连接冷凝器7。

本发明一些实施例所公开的电动汽车加热控制系统，所述PTC加热器2为水暖PTC。所述PTC加热器2的换热介质入口处设置有进水温度传感器；所述PTC加热器2的换热介质出口处设置有出水温度传感器。所述电池包换热机构4的换热介质入口设置有电池包进口温度传感器，所述电池包换热机构4的换热介质出口设置有电池包出口温度传感器。控制器连接并接收所述进水温度传感器，所述出水温度传感器，所述电池包进口温度传感器，所述电池包出口温度传感器的信息，并控制所述四通阀1。在一些实施例中，控制器接受所有温度传感器的数据，以及高压压力传感器PH/T1和低压压力传感器PL的压力数据，并基于此进行四通阀、动力泵和PTC加热器的功率控制。

采用上述的实施例，当低温启动时，乘员舱和电池包均需要加热，此时可将PTC加热器2的功率开启至最大，使水流快速升温，水流经暖风芯体3时会进行热交换，水温下降至电池包换热机构4入口水温要求，通过四通阀1的调节让水从暖风芯体3流到电池包换热机构4，再返回PTC加热器2，完成一个循环。

如果采用现有技术的两个PTC加热器2，则需要两个5KW的PTC加热器2来加热才能满足车辆要求，而本发明实施例需要8.5KW的PTC即可达到要求，即每小时可节约1.5KW的电量，可以明显提高车辆的续航能力，同时一个大功率PTC替换两个小功率PTC，不仅可以减小车辆总重，还有效节省了机舱布置空间。

当车辆启动一定时间后，电池包可依靠自发热来维持电池包温度，此时不再需要对电池包进行加热，仅有乘员舱需要加热，可通过控制PTC加热器2的功率来调节水温，同时让电池包完成内部水循环，避免了能源的交错，提高了能量利用率。

本发明的实施例所公开的采用加热控制系统的车辆，对于冬季续航里程提升约7.5公里/h，若按照80度电计算，总里程增加约30公里，另产品成本和重量均有所降低。

本发明的实施例通过可通过控制器实现对PTC加热器2功率的控制和对四通阀1开闭的控制，具体地，司乘人员可以通过启动空调加热按钮来实现乘员舱加热，车辆控制器会根据预先标定好的程序来实现乘员舱和电池包的加热功能。即依靠空调加热按钮来控制空调加热的控制器2的启停，控制器2通过接收温度传感器的信号来判定PTC加热器2和水泵的功率大小及四通阀的开启状态。

具体地，当控制器收到电池包进口温度传感器和电池包出口温度传感器的温度低于预定值时，启动暖风芯体3和电池包同时供热，当电池包进口温度传感器和电池包出口温度传感器的温度高于第一设定值时，仅启动暖风芯体3供热。当电池包进口温度传感器和电池包出口温度传感器的温度高于第二设定值时，通过电池冷却器8接通冷凝器，对电池包进行降温。

综上所述，本发明实施例所公开的电动车辆及其加热控制系统，采用一个大功率PTC加热器替代两个小功率PTC加热器，同时使用一个四通阀来进行流向控制，结合电池包需求和PTC功率控制来最大效率的利用电池包能量。在车辆冷浸后，电池包和乘员舱都需要进行加热，空调控制器会根据电池包要求的水泵转速和水温要求来计算PTC加热器的开启功率，并控制四通阀的开关方向，此时，PTC加热器一般按照最大功率进行加热，水流过暖风水箱即暖风芯体进行换热，然后通过四通阀流入电池包，由电池包出水流入四通阀，在流入水泵到PTC加热器，完成一个循环，在加热过程中，整个回路水温逐渐升高，乘员舱温度也逐渐升高，此时空调控制器会通过电池包进、出水温度传感器、室内温度传感器计算分析，来调节水泵转速和PTC加热器的出水温度，而PTC加热器也会根据自身监测的PTC加热器进、出水温来进行功率优化，以此来达到电能的最大利用。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种电动汽车加热控制系统，其特征在于，包括四通阀、PTC加热器、暖风芯体、电池包换热机构；

其中，所述四通阀的第一接口通过第一管道连接所述PTC加热器的换热介质入口，所述四通阀的第二接口通过第二管道连接所述暖风芯体，所述四通阀的第三接口通过第三管道连接所述电池包换热机构的换热介质入口，所述四通阀的第四接口通过第四管道连接所述电池包换热机构的换热介质出口；所述PTC加热器的换热介质出口通过第五管道连接所述暖风芯体。

2.根据权利要求1所述的电动汽车加热控制系统，其特征在于，所述第一管道上安装有第一动力泵。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车加热控制系统，其特征在于，所述第三管道上安装有第二动力泵。

4.根据权利要求3所述的电动汽车加热控制系统，其特征在于，所述电池包换热机构的换热介质入口和所述第二动力泵之间设置有电池冷却器。

5.根据权利要求4所述的电动汽车加热控制系统，其特征在于，所述电池冷却器通过膨胀阀连接冷凝器。

6.根据权利要求1或2所述的电动汽车加热控制系统，其特征在于，所述PTC加热器为水暖PTC。

7.根据权利要求1或2所述的电动汽车加热控制系统，其特征在于，所述PTC加热器的换热介质入口处设置有进水温度传感器；所述PTC加热器的换热介质出口处设置有出水温度传感器。

8.根据权利要求7所述的电动汽车加热控制系统，其特征在于，所述电池包换热机构的换热介质入口设置有电池包进口温度传感器，所述电池包换热机构的换热介质出口设置有电池包出口温度传感器。

9.根据权利要求8所述的电动汽车加热控制系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器连接并接收所述进水温度传感器、所述出水温度传感器、所述电池包进口温度传感器、所述电池包出口温度传感器的信息，并控制所述四通阀。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的电动汽车加热控制系统。

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