CN212637090U - 一种电动车热管理系统及电动车 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种电动车热管理系统及电动车。该电动车热管理系统包括：电驱动热管理系统、电池热管理系统及空调系统；所述电驱动热管理系统与所述电池热管理系统及空调系统至少其中之一热耦合。本申请提供的方案，能实现电驱动热管理系统、电池管理系统及空调系统之间热能的合理调配，减少了整车热能浪费。

Description

一种电动车热管理系统及电动车

技术领域

本申请涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动车热管理系统及电动车。

背景技术

电动汽车作为一种新能源汽车，具有节能环保的优势，越来越成为汽车领域研究的热点。动力电池作为电动汽车的动力能源，是目前国际上电动汽车动力发展的主要方向之一。

相关技术中，电动汽车中，电驱动热管理系统运行过程中产生的热量一般直接耗散。而另一方面，电动汽车需要为空调系统和电池热管理系统供电以提供热能。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种电动车热管理系统及电动车，能有效利用电驱动热管理系统产生的废热，有利于减少整车能耗。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种电动车热管理系统，包括：

电驱动热管理系统、电池热管理系统及空调系统；

所述电驱动热管理系统与所述电池热管理系统及空调系统至少其中之一热耦合。

进一步的，所述电驱动热管理系统和所述电池热管理系统热耦合；

所述空调系统和所述电池热管理系统通过换热器相耦合。

进一步的，所述空调系统包括制冷回路和制热回路；

所述电池热管理系统通过第一换热器与所述制冷回路相耦合，通过第二换热器与所述制热回路相耦合。

进一步的，所述电池热管理系统包括第一热管理系统和第二热管理系统；

所述制冷回路通过电池换热器和所述第一热管理系统相耦合；

所述制热回路通过水换热器和所述第二热管理系统相耦合。

进一步的，所述制冷回路和制热回路通过水冷凝器热耦合。

进一步的，所述电驱动热管理系统和电池热管理系统通过六通阀耦合；

所述电驱动热管理系统、第一热管理系统和第二热管理系统分别包括输入端和输出端，所述电驱动热管理系统、第一热管理系统和第二热管理系统各自的输入端和输出端分别连接所述六通阀的各端口。

进一步的，所述制冷回路包括串联的压缩机、所述水冷凝器、及电池换热器；或者，

所述制冷回路包括压缩机、所述水冷凝器、风冷凝器、第一膨胀阀、电池换热器、第二膨胀阀及蒸发器，其中，所述水冷凝器与风冷凝器串联或并联，所述第二膨胀阀及蒸发器形成的串联支路与所述第一膨胀阀和电池换热器形成的串联支路并联。

进一步的，所述制热回路包括电加热器、三通阀、暖风芯体、所述水换热器，所述电加热器连接于所述水冷凝器在制热回路侧的出液端与三通阀的进液端之间，所述暖风芯体连接于三通阀的第一出液端和所述水冷凝器在制热回路侧的进液端之间，所述水换热器连接于所述三通阀的第二出液端与所述水冷凝器的所述进液端之间。

进一步的，所述第一热管理系统包括所述电池换热器，所述电池换热器在第一热管理系统侧的进液端连接所述六通阀的第一端口，所述电池换热器在第一热管理系统侧的出液端连接所述六通阀的第二端口；

所述第二热管理系统包括串联于所述六通阀的第三端口与第四端口之间的电池水冷板和所述水换热器。

进一步的，所述电驱动热管理系统包括电驱动水套，所述电驱动热管理系统的输入端与电驱动水套的进液端之间设有节温器或水阀；

所述节温器或水阀包括第一出液端及第二出液端；

所述第一出液端连接电驱动水套的进液端；

所述第二出液端串联散热装置后连接所述电驱动水套的进液端。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种电动车，包括所述的电动车热管理系统。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的方案，包括电驱动热管理系统、电池热管理系统及空调系统；电驱动热管理系统、电池热管理系统及空调系统；所述电驱动热管理系统与所述电池热管理系统及空调系统至少其中之一热耦合。本实施例提供的电动车热管理系统，由于电驱动热管理系统与电池热管理系统和/或空调系统之间实现了热耦合，利用了电驱动热管理系统产生的废热，有利于降低整车能耗，提高电动车的续航里程。

在一些实施例中，热能可以在电驱动热管理系统和电池热管理系统中间、电驱动热管理系统和电池热管理系统、空调系统之间交换，通过充分利用电驱动热管理系统产生的废热，将热能在电驱动热管理系统和电池热管理系统、空调系统之间进行合理调配，有利于降低了整车能量消耗，提高电动车的续航里程。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是根据本申请一示例性实施例示出的一种电动车热管理系统中各系统的耦合示意图；

图2是图1中空调系统和电池热管理系统的耦合示意图；

图3是根据本申请一示例性实施例示出的一种电动车热管理系统各系统的连接示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请提供了一种电动汽车热管理系统，能实现电驱动热管理系统、电池热管理系统及空调系统之间热能的合理调配，有助于有效降低整车能耗。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是根据本申请一示例性实施例示出的一种电动车热管理系统中各系统的耦合示意图。

参照图1，本实施例提供的电动车热管理系统包括电驱动热管理系统100、电池热管理系统300及空调系统200；所述电驱动热管理系统100与所述电池热管理系统300及空调系统200至少其中之一热耦合。本实施例提供的电动车热管理系统，由于电驱动热管理系统100与电池热管理系统200和/或空调系统200之间实现了热耦合，利用了电驱动热管理系统产生的废热，有利于降低整车能耗，提高电动车的续航里程。

图2是图1中空调系统和电池热管理系统的耦合示意图；图3是根据本申请一示例性实施例示出的一种电动车热管理系统各系统的连接示意图。

参照图2和图3，本实施例中，电驱动热管理系统100、电池热管理系统300、空调系统200之间可以通过多通连接器相耦合。多通连接器可以是六通阀15，六通阀15包括六个端口，六个端口分别为第一端口a、第二端口b、第三端口c、第四端口d、第五端口e、第六端口f，可以根据需要控制其中两个端口或多个端口之间实现导通。电池热管理系统300包括与空调系统200的制冷回路210热耦合的第一热管理系统310和与空调系统200的制热回路220热耦合的第二热管理系统320，电驱动热管理系统100、电池热管理系统300的第一热管理系统310和第二热管理系统320分别包括输入端和输出端，第一热管理系统310的输入端和输出端分别连接于六通阀15的第一端口a、第二端口b；第二热管理系统320的输入端和输出端分别连接于六通阀15的第三端口c、第四端口d；电驱动热管理系统100的输入端和输出端分别连接六通阀15的第五端口e、第六端口f。这样连接后，可以通过调节六通阀15中相应端口的导通状态来实现电驱动热管理系统100与电池热管理系统300的相应耦合，通过两系统中流通的冷却液实现热交换，进而将电驱动热管理系统100中产生的废热再次利用，降低了整车能耗。可以理解的是，为了实现电驱动热管理系统100、电池热管理系统300之间的耦合，不限于六通阀15，还可以采用换热器或采用六通阀以外的其它多通阀。

空调系统200包括制冷回路210和制热回路220。制冷回路210通过第一换热器与电池热管理系统300相耦合，制冷回路210可以包括压缩机1、水冷凝器2、风冷凝器3、第一膨胀阀4、蒸发器5、第二膨胀阀6、电池换热器7，第一换热器可以是电池换热器7。制冷回路210通过水冷凝器2和制热回路220相耦合。在本实施例中，水冷凝器2和风冷凝器3串联，与第二膨胀阀6、电池换热器7、压缩机1形成主回路，第一膨胀阀4及蒸发器5形成的串联支路与第二膨胀阀6和电池换热器7形成的串联支路并联。可以理解的是，本实施例中制冷回路210中包含的装置及各装置之间的连接关系可不限于此，例如，在另一些实施例中，可以不设第一膨胀阀4及蒸发器5，或者水冷凝器2和风冷凝器3并联，与第二膨胀阀6、电池换热器7、压缩机1形成主回路。

制热回路220可以包括电加热器8、水泵9、三通水阀10、暖风芯体11。水冷凝器2连接于制热回路220的一端连接于电加热器8，电加热器8串联水泵9后连接于三通水阀10的进液端，三通水阀10的第一出液端连接水换热器12连接于制热回路220的一端，水换热器12连接于制热回路220的另一端与水冷凝器2连接于制热回路220的另一端连接，三通水阀10的第二出液端串联暖风芯体11后连接至水冷凝器2连接于制热回路220的另一端，水泵9用于驱动冷却液在制热回路220中循环流动。可以理解的是，本实施例中制热回路220中包含的各装置及各装置之间的连接关系可不限于此。

电池热管理系统300的第二热管理系统320通过第二换热器与所述制热回路220相耦合，电池热管理系统300的第二热管理系统320可以包括水换热器12、电池水冷板13、水泵14。第二换热器可以是水换热器12，水换热器12连接于电池热管理系统300的一端连接于六通阀15的第三端口c，水换热器12连接于电池热管理系统300的另一端串联电池水冷板13及水泵14后连接六通阀15的第四端口d，水泵14用于驱动冷却液在第一热管理系统320中循环流动。可以理解的是，本实施例中电池热管理系统300中包含的各装置及各装置之间的连接关系可不限于此。

电驱动热管理系统100可以包括电驱动水套16、水泵17、散热器18、节温器19。本申请中，电驱动水套16是指电动车的驱动电机的冷却水套。电驱动热管理系统100的输入端连接六通阀15的第五端口e，电驱动热管理系统100的输出端连接于六通阀15的第六端口f。节温器19是控制冷却液流动路径的阀门，是一种自动调温导流装置，通常含有感温组件，根据感应到的温度控制冷却液的流动。可以理解的是，节温器19还可以被水阀代替。本实施例中，节温器19包括第一出液端及第二出液端，节温器19进液端连接于六通阀15的第五端口e，第一出液端连接电驱动水套16的进液端，第二出液端串联散热装置18后连接电驱动水套16的进液端，电驱动水套16的出液端连接于六通阀15的第六端口f。电驱动水套16还和水泵17串联，水泵17用于驱动冷却液在电驱动管理系统中循环流动。可以理解的是，本实施例中电驱动热管理系统100中包含的各装置及各装置之间的连接关系可不限于此。

以上介绍了本申请实施例中空调系统200、电池热管理系统300及电驱动热管理系统100的部件组成及热耦合关系，以下介绍各系统之间的热量传递过程。本实施例可以通过各系统之间的热量传递实现热能的合理调配。

在电驱动热管理系统100中，冷却液在输入端(即六通阀15的第五端口e)导入，在输出端(即六通阀15的第六端口f)导出，冷却液经电驱动水套16加热后具有较高的温度，热量传到空调系统200和/或电池热管理系统300后，被空调系统200和/或电池热管理系统300所吸收利用。冷却液返回电驱动热管理系统100后，节温器19根据冷却液温度进行导流，以使重新流入电驱动水套16的冷却液保持较低的温度。可以设置一个特定值，若返回电驱动热管理系统100的冷却液的温度等于或低于该特定值，则节温器19将冷却液直接分流至电驱动水套16；若返回的冷却液的温度高于该特定值，则节温器19将冷却液分流至散热器18先进行降温，降温后的冷却液再流至电驱动水套16。本实施例中，通过节温器19可自动控制通向散热器18的流道，在流回电驱动热管理系统100中的冷却液温度过高时可及时通过散热器18将热量散发掉。

本实施例中，可将电驱动热管理系统100与电池热管理系统300耦合，通过控制六通阀15对应端口导通，冷却液可以在电驱动热管理系统100和电池热管理系统300之间流动，能将电驱动热管理系统100中产生的废热输送至电池热管理系统300中加热电池。

在一种实现方式中，如需加热电池时，开启电池热管理系统300中的水泵14和电驱动热管理系统100中的水泵17，六通阀15端口的导通状态为：第一端口a与第二端口b导通，第三端口c与第六端口f导通，第四端口d与第五端口e导通。冷却液在水泵14和水泵17的驱动下，在电驱动热管理系统100中流经电驱动水套16后被加热，加热后的冷却液通过六通阀15的第六端口f到第三端口c进入电池热管理系统300的电池水冷板13，对电池进行加热，然后冷却液再通过六通阀15的第四端口d到第五端口e，返回至电驱动热管理系统100中的节温器19。本实施例中，通过控制六通阀15的对应端口处于导通状态，完成了冷却液在电驱动热管理系统100和电池热管理系统300之间的循环，使电驱动热管理系统100产生的废热进入电池热管理系统300中对电池进行加热，实现了废热在电池热管理系统300中的有效利用。

本实施例中，还可将电驱动热管理系统100和电池热管理系统300、空调系统200耦合。导通六通阀15的对应端口，热能可以在电驱动热管理系统100、电池热管理系统300及空调系统200之间调配，能将电驱动热管理系统100中产生的废热输送至电池热管理系统300及空调系统200中，可以通过电驱动热管理系统100产生的废热用于乘员仓的采暖，同时实现加热电池。

在一种实现方式中，如需同时实现空调采暖及加热电池时，开启空调系统200中制冷回路210中的压缩机1、电驱动热管理系统100中的水泵17、制热回路220的水泵9。此时六通阀15端口的导通状态为：第一端口a与第六端口f导通，第二端口b与第五端口e导通，第三端口c与第四端口d导通。电驱动热管理系统100中，冷却液在水泵17的驱动下，流经电驱动水套16后被加热，加热后的冷却液通过六通阀15的第六端口f到第一端口a进入制冷回路210中的电池换热器7冷却液将热量传导给制冷回路210中的制冷剂后，冷却液再经过六通阀15的第二端口b到第五端口e，流回电驱动热管理系统100。空调系统200的制热回路220中的冷却液在水泵9的驱动下，流经水冷凝器2后被加热，再经过三通水阀10，流向暖风芯体11和/或换热器12，最后流回到水冷凝器2，完成循环。冷却液流经暖风芯体11时，乘员仓的空调进风被加热，实现车内采暖。温度较高的冷却液流经换热器12时，加热电池热管理系统300中的冷却液，实现电池加热。当水冷凝器2中的换热量不足时，开启电加热器8，补充热量。

制冷回路210中，制冷剂在压缩机1的驱动下，流经水冷凝器2，加热制热回路220中的冷却液，然后通过第二膨胀阀6，降压降温后，在电池换热器7中蒸发并吸收电驱动热管理系统100系统中冷却液的热量，最后流回到压缩机1，完成制冷剂循环。

制冷回路210中设有膨胀阀4和蒸发器5时，当乘员仓有除湿需求时，制冷回路210中的制冷剂同时通过第一膨胀阀4，制冷剂降压降温后，在蒸发器5中蒸发并吸收空调进风的热量，使空调进风中的水蒸气冷凝成液态水，可以降低乘员仓内的空气湿度，实现乘员舱除湿功能。

本实施例提供的方案，通过热泵(即将低温热源的热能转移到高温热源)原理，高效利用电驱动热管理系统100产生的废热进行乘员舱采暖和除湿，减小了制热回路220中电加热器8的功率，或者可以减少相关技术中采暖设备的工作频次，有效降低了整车能耗。

相关技术中，电动车一般采用电加热器通过直接或间接的方式加热空调进风进行乘员仓的采暖，电加热器采暖不仅能效低，而且会严重影响电动车的续航里程。本实施例中，制热回路220中的电加热器不是采暖的主要热源，而是用作补充热源，由于本实施例中制冷回路210和制热回路220之间能实现热交换，制热回路220首先利用水冷凝器2的热量，当水冷凝器2中的热量不足时，可以开启电加热器8补充热量。这样既实现了水冷凝器2热量的有效利用，也避免了相关技术中采暖回路中单独采用电加热器采暖能效低的缺陷。相关技术中，电动车一般采用热泵空调系统200，在空调回路中增加若干换向阀、膨胀装置和传感器等部件，采暖能效有所提升，但空调系统200零部件多，构成复杂，系统可靠性低。本申请实施例提供的方案，通过六通阀将电驱动热管理系统100和电池热管理系统300及空调系统200相耦合，通过电池换热器7将空调系统200中的制冷回路210和电池热管理系统300相耦合，通过水换热器12将空调系统200中的制热回路220和电池热管理系统300相耦合，通过水冷凝器2将空调系统200的制冷回路210和制热回路220相耦合。本实施例提供的电动车热管理系统构成简单，新增零部件少，实现了各系统之间的热能合理调配，同时在各系统相耦合的基础上建立了利用电驱动热管理系统100的废热作为热源的热泵系统，降低了电动车的整车能耗，可靠性高，利于提高电动车的续航里程。

以上介绍了本申请实施例提供的一种电动车热管理系统，相应的，本申请实施例还提供了一种电动车，该电动车包含图1和图2中示出的电动车热管理系统。

电动车的热管理系统包括电驱动热管理系统100、电池热管理系统300及空调系统200；所述电驱动热管理系统100与所述电池热管理系统300及空调系统200至少其中之一热耦合。本申请实施例提供的电动车，由于电动车热管理系统中的各系统之间实现了相互耦合，热能可以在电驱动热管理系统100和电池热管理系统300之间、电驱动热管理系统100和电池热管理系统300及空调系统200之间交换，充分利用了电驱动热管理系统100产生的废热，可以将热能在各系统之间进行合理调配，降低了整车热能消耗，利于提高电动车的续航里程。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (11)

1.一种电动车热管理系统，其特征在于，包括：

电驱动热管理系统、电池热管理系统及空调系统；

所述电驱动热管理系统与所述电池热管理系统及空调系统至少其中之一热耦合。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述电驱动热管理系统和所述电池热管理系统热耦合；

所述空调系统和所述电池热管理系统通过换热器相耦合。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述空调系统包括制冷回路和制热回路；

所述电池热管理系统通过第一换热器与所述制冷回路相耦合，通过第二换热器与所述制热回路相耦合。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述电池热管理系统包括第一热管理系统和第二热管理系统；

所述制冷回路通过电池换热器和所述第一热管理系统相耦合；

所述制热回路通过水换热器和所述第二热管理系统相耦合。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述制冷回路和制热回路通过水冷凝器热耦合。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述电驱动热管理系统和电池热管理系统通过六通阀耦合；

所述电驱动热管理系统、第一热管理系统和第二热管理系统分别包括输入端和输出端，所述电驱动热管理系统、第一热管理系统和第二热管理系统各自的输入端和输出端分别连接所述六通阀的各端口。

7.根据权利要求4至6任一项所述的系统，其特征在于：

所述制冷回路包括串联的压缩机、所述水冷凝器、及电池换热器；或者，

所述制冷回路包括压缩机、所述水冷凝器、风冷凝器、第一膨胀阀、电池换热器、第二膨胀阀及蒸发器，其中，所述水冷凝器与风冷凝器串联或并联，所述第二膨胀阀及蒸发器形成的串联支路与所述第一膨胀阀和电池换热器形成的串联支路并联。

8.根据权利要求4至6任一项所述的系统，其特征在于：

所述制热回路包括电加热器、三通阀、暖风芯体、所述水换热器，所述电加热器连接于所述水冷凝器在制热回路侧的出液端与三通阀的进液端之间，所述暖风芯体连接于三通阀的第一出液端和所述水冷凝器在制热回路侧的进液端之间，所述水换热器连接于所述三通阀的第二出液端与所述水冷凝器的所述进液端之间。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：

所述第一热管理系统包括所述电池换热器，所述电池换热器在第一热管理系统侧的进液端连接所述六通阀的第一端口，所述电池换热器在第一热管理系统侧的出液端连接所述六通阀的第二端口；

所述第二热管理系统包括串联于所述六通阀的第三端口与第四端口之间的电池水冷板和所述水换热器。

10.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于：

所述电驱动热管理系统包括电驱动水套，所述电驱动热管理系统的输入端与电驱动水套的进液端之间设有节温器或水阀；

所述节温器或水阀包括第一出液端及第二出液端；

所述第一出液端连接电驱动水套的进液端；

所述第二出液端串联散热装置后连接所述电驱动水套的进液端。

11.一种电动车，其特征在于：所述电动车包含如权利要求1-10任一项所述的电动车热管理系统。

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