CN212921055U - 一种电动汽车的辅助取暖装置 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开电动汽车的辅助取暖装置，包括：换热箱体，设置在换热箱体中的导热金属隔板，导热金属隔板将换热箱体分为第一换热空间和第二换热空间；第一换热空间中设置第一换热管，第一换热空间的剩余空间中充满第一蓄热相变材料；第二换热空间中设置第二换热管道，第二换热空间的剩余空间充满第二蓄热相变材料；第一换热管道与电动汽车的电气元件水冷装置连接，电气元件水冷装置的出水口与第一换热管道连接的管道中设置第一流量调节阀；电气元件水冷装置的入水口与第一换热管道连接的管道设置第一电动水泵；第二换热管道与废热排放散热器连接，废热排放散热器附近设置风机；第二换热管道与废热排放散热器连接的管道设置第二电动水泵。

Description

一种电动汽车的辅助取暖装置

技术领域

本申请涉及电动汽车取暖技术领域，尤其涉及一种电动汽车的辅助取暖装置。

背景技术

传统的燃油汽车在冬季取暖时，由于其发动机的废热较为充足，而且热量品味很高，因此其废热可以作为热源直接利用，而电动汽车由于没有发动机，因此缺乏足够的废热作为高效热源用于冬季的取暖。在冬季，现有的电动汽车制热多采用PTC加热的方式，然而这会导致车载电池的负荷大大增加，削减汽车的续航里程。

电动汽车的动力源为电动机，电动机在工作时，大部分的能量都被用来驱动整车前进，仍然有一小部分能量转化成热能。为了保证电动机的正常工作，防止电动机局部过热，通常会有一套冷却系统，将电动机工作时产生的多余热量带走。同时，电动汽车的车载电池在工作时温度也会升高，也有一套冷却系统对其进行降温。如何有效利用该部分多余热量以提高电动汽车在低温环境下的制热性能，使其满足电动汽车采暖需求的同时兼顾续航里程需求是亟需解决的技术问题。

实用新型内容

说明书实施例提供一种电动汽车的辅助取暖装置，以满足电动汽车采暖需求的同时兼顾续航里程需求。

为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：本实施例提供一种电动汽车的辅助取暖装置，包括：

换热箱体，设置在所述换热箱体中的导热金属隔板，所述导热金属隔板将所述换热箱体分为第一换热空间和第二换热空间；

所述第一换热空间中设置有第一换热管，所述第一换热空间的剩余空间中充满第一蓄热相变材料；

所述第二换热空间中设置有第二换热管道，所述第二换热空间的剩余空间中充满第二蓄热相变材料；

所述第一换热管道与电动汽车的电气元件水冷装置连接，所述电气元件水冷装置的出水口与所述第一换热管道连接的管道中设置有第一流量调节阀；所述电气元件水冷装置的入水口与所述第一换热管道连接的管道中设置有第一电动水泵；

所述第二换热管道与废热排放散热器连接，所述废热排放散热器附近设置有风机；所述第二换热管道与所述废热排放散热器连接的管道上设置有第二电动水泵。

可选的，所述导热金属隔板两侧各设置有若干散热翅片。

可选的，所述电气元件水冷装置为电动汽车电动机、车载蓄电池二者之一或二者组合的水冷装置。

可选的，所述第一蓄热相变材料和所述第二蓄热相变材料为石蜡、石墨和活性炭制成的混合物，所述第二蓄热相变材料的融点低于所述第一蓄热相变材料的融点。

可选的，所述换热箱体的外壳中充满保温材料，所述保温材料为无机纤维。

可选的，所述第一换热管道在所述第一换热空间中参与换热的管道形状为弓形；所述第二换热管道在所述第一换热空间中参与换热的管道形状为弓形。

可选的，所述第一换热管道的弓形部分的外表面设置有散热翅片，所述第二换热管道的弓形部分的外表面设置有散热翅片。

可选的，所述风机与所述废热排放散热器的距离为10mm，所述废热排放散热器为管翅式结构，所述废热排放散热器的翅片材料为亲水铝箔。

可选的，在所述第一换热空间中设置第一电阻丝，所述第一电阻丝在所述第一换热空间外的部分设置有第一正电极和第一负电极；在所述第二换热空间中设置第二电阻丝，所述第二电阻丝在所述第二换热空间外的部分设置有第二正电极和第二负电极。

可选的，在所述第一换热空间中设置若干导热金属棒。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本实用新型技术方案充利用蓄热相变材料有效吸收电动汽车在运行过程中产生的废热，变废为宝，将其用于电动汽车取暖的目的，相比于采用纯电加热的方式，能够有效延长电动汽车续航里程，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书实施例所涉及的辅助取暖装置示意图；

图2为本说明书实施例所提供的辅助取暖装置中的导热金属隔板的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有的电动汽车取暖制热多采用PTC加热的方式，然而这会导致车载电池的负荷大大增加，严重削减汽车的续航里程，这种现象在冬季温度较低的北方尤其严重，电动机在工作时，大部分的能量都被用来驱动整车前进，仍然有一小部分能量转化成热能。为了保证电动机的正常工作，防止电动机局部过热，通常会有一套冷却系统，将电动机工作时产生的多余热量带走。同时，电动汽车的车载电池在工作时温度也会升高，也有一套冷却系统对其进行降温。因此，有必要充分利用该部分多余热量以提高电动汽车在低温环境下的制热性能，使其满足电动汽车采暖需求的同时兼顾续航里程需求。

实施例1

本实用新型实施例提供一种电动汽车的辅助取暖装置，如图1所示，包括换热箱体1，换热箱体1的外壳内部充满保温材料16，充满保温材料16 的材料为无机纤维，设置在换热箱体1中的导热金属隔板2，导热金属隔板 2将此换热箱体1在空间上分为两部分，即第一换热空间3和第二换热空间 4。在第一换热空间3中设置有第一换热管道5，第一换热管道5在第一换热空间3中的部分管道的形状为弓形，而第一换热空间3的剩余空间中充满第一蓄热相变材料6，第一蓄热相变材料6的组分为石蜡、石墨和活性炭制成的混合物。在第二换热空间4中设置有第二换热管道7，第二换热管道7在第二换热空间4中的部分管道的形状也为弓形，而第二换热空间4的剩余空间中充满第二蓄热相变材料8，第二蓄热相变材料8的组分为石蜡、石墨和活性炭制成的混合物。第二蓄热相变材料8的融点可以和第一蓄热相变材料6的融点相同，但更佳的是第二蓄热相变材料8的融点低于第一蓄热相变材料6的融点，这可以通过调节各组分的比例的方式达到，也可以选用不同类型的蓄热相变材料，使得第二蓄热相变材料8的融点要低于第一蓄热相变材料6的融点，本实施例对比并不做限制。第二蓄热相变材料8的融点低于第一蓄热相变材料6的融点的好处在于，本实用新型技术方案的本质是有效利用电气元件水冷装置9的废热，电气元件水冷装置9处为热源，故而第二换热空间4中第二蓄热相变材料8的温度总体上要低于第一换热空间3中的第一蓄热相变材料6的温度。通过第二蓄热相变材料8的融点低于第一蓄热相变材料6的融点，可以使得第一换热空间3和第二换热空间4尽量都为固液混合物，从而可以以热传导和热对流的混合热传递方式将热量传递到第二换热管道7中流动的换热液体中。避免出现选用融点都较高的第一蓄热相变材料6和第二蓄热相变材料8时，第一换热空间3中为固液混合物，而第二换热空间4中蓄热相变材料为固态，使得热量不能充分有效地传导到第二换热管道7中流动的换热液体中，或者选用融点都较低的第一蓄热相变材料6和第二蓄热相变材料8时，第一换热空间3中相变材料融化为液体后进一步吸热转换为气态，导致第一换热空间3中压强增大，进而可能出现危险情况。

第一换热管道5与电动汽车的电气元件水冷装置9连接，电气元件水冷装置9的出水口与第一换热管道5连接的管道中设置有第一流量调节阀10，此第一流量调节阀10用于调节电气元件水冷装置9流往第一换热管道5的换热液体的比例，电气元件水冷装置9的入水口与第一换热管道5连接的管道中设置有第一电动水泵11，通过设置第一电动水泵11可以对流通在第一换热管道5中的换热液体进行加速，进而可以通过加大热对流的方式增强电气元件水冷装置9与换热液体的换热速度。

第二换热管道7与废热排放散热器12连接，废热排放散热器12附近设置有风机13，第二换热管道7与废热排放散热器12连接的管道上设置有第二电动水泵14，风机13为轴流风机，风机13与废热排放散热器12的距离为10mm，废热排放散热器12为管翅式结构，废热排放散热器12的翅片材料为亲水铝箔。

进一步优化方案，如图2所示，导热金属隔板2两侧各设置有若干散热翅片15，通过设置散热翅片15可以进一步强化热传导换热，将第一换热空间3中的热量快速传导到第二换热空间4中。

进一步优化方案，第一换热管道5的弓形部分的外表面设置有散热翅片，第二换热管道7的弓形部分的外表面设置有散热翅片，同样可以达到通过增强热传导换热的方式，将第一换热管道5中换热液体的热量传导到第一换热空间3中的第一蓄热相变材料6中，同时将第二换热空间4中的第二蓄热相变材料8中的热量传导到第二换热管道7中。

实施例2

本实施例的在实施例1的基础上进一步在第一换热空间3中设置第一电阻丝，第一电阻丝在第一换热空间3外的部分设置有第一正电和第一负电极；在第二换热空间4中设置第二电阻丝，第二电阻丝在第二换热空间4外的部分设置有第二正电极和第二负电极，在冬季车主用完车对电动汽车充电时，可以通过第一正电和第一负电极对容纳在第一换热空间3中的第一蓄热相变材料6进行预热，第一蓄热材料6中的石蜡具有很高的相变潜热，通过第一电阻丝对其加热，可以让第一蓄热相变材料6储存大量的热量。同理，车主在充电时，也可以通过第二电阻丝对第二蓄热相变材料8进行加热，进而达到预先存储热量的目的。在车主用车时，可以利用这部分热量对车内空间进行加热，从而尽量减少利用电能对车内空间加热，在冬季，相对于纯电取暖，能够有效延长电动汽车的续航里程，用户体验好。

实施例3

本实施例的在实施例1的基础上进一步在第一换热空间3中设置若干导热金属棒，通过在第一换热空间3中设置若干导热金属棒可以通过热传导的方式保证第一换热空间3中不同位置的第一蓄热相变材料6温度尽可能一致，从而第一换热空间3能够快速地通过导热金属隔板2传导到第二换热空间4中。

本实用新型工作原理如下：电动汽车的电动机在工作时，大部分的能量都被用来驱动整车前进，仍然有一小部分能量转化成热能。为了保证电动机的正常工作，防止电动机局部过热，通常会有一套冷却系统，将电动机工作时产生的多余热量带走。同时，电动汽车的车载电池在工作时温度也会升高，也有一套冷却系统对其进行降温。本实用新型的目的就是为了有效收集并利用电动汽车的电动机在运行过程中产生的热量，进而达到对电动汽车车体内乘客位置进行供暖的目的。电气元件水冷装置9的出水口流出的是温度较高的换热液体，此温度较高的换热液体流入第一换热管道5中，第一换热管道5在第一换热空间3中的部分为弓形，可以增加第一换热管道5与第一蓄热相变材料6的换热面积，从而有效地将在第一换热管道5中流动的温度较高的换热液体的热量传导到第一蓄热相变材料6中，进而对第一蓄热相变材料6进行加热。第一蓄热相变材料6加热后会将热量通过导热金属隔板2传导到第二换热空间4中的第二蓄热相变材料8中，同理，通过弓形的第二换热管道7可以通过热传导的方式快速地将热量传导到流动在第二换热管道 7中的换热液体中，第二换热管道7与废热排放散热器12连接，再通过风机 13对废热排放散热器12进行风冷，得到的暖风可用于对电动汽车取暖加热。

本实用新型技术方案充利用蓄热相变材料有效吸收电动汽车在运行过程中产生的废热，变废为宝，将其用于电动汽车取暖的目的，相比于采用纯电加热的方式，能够有效延长电动汽车续航里程，提高用户体验。

上述对本说明书特定实施例进行了描述，其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，附图中描绘的过程不一定必须按照示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的辅助取暖装置，包括：换热箱体(1)，设置在所述换热箱体(1)中的导热金属隔板(2)，所述导热金属隔板(2)将所述换热箱体(1)分为第一换热空间(3)和第二换热空间(4)；

所述第一换热空间(3)中设置有第一换热管道(5)，所述第一换热空间(3)的剩余空间中充满第一蓄热相变材料(6)；

所述第二换热空间(4)中设置有第二换热管道(7)，所述第二换热空间(4)的剩余空间中充满第二蓄热相变材料(8)；

所述第一换热管道(5)与电动汽车的电气元件水冷装置(9)连接，所述电气元件水冷装置(9)的出水口与所述第一换热管道(5)连接的管道中设置有第一流量调节阀(10)；所述电气元件水冷装置(9)的入水口与所述第一换热管道(5)连接的管道中设置有第一电动水泵(11)；

所述第二换热管道(7)与废热排放散热器(12)连接，所述废热排放散热器(12)附近设置有风机(13)；所述第二换热管道(7)与所述废热排放散热器(12)连接的管道上设置有第二电动水泵(14)。

2.根据权利要求1所述的辅助取暖装置，其特征在于，所述导热金属隔板(2)两侧各设置有若干散热翅片(15)。

3.根据权利要求1所述的辅助取暖装置，其特征在于，所述电气元件水冷装置(9)为电动汽车电动机、车载蓄电池二者之一或二者组合的水冷装置。

4.根据权利要求1所述的辅助取暖装置，其特征在于，所述第一蓄热相变材料(6)和所述第二蓄热相变材料(8)为石蜡、石墨和活性炭制成的混合物，所述第二蓄热相变材料(8)的融点低于所述第一蓄热相变材料(6)的融点。

5.根据权利要求1所述的辅助取暖装置，其特征在于，所述换热箱体(1)的外壳中充满保温材料(16)，所述保温材料为无机纤维。

6.根据权利要求1所述的辅助取暖装置，其特征在于，所述第一换热管道(5)在所述第一换热空间(3)中参与换热的管道形状为弓形；所述第二换热管道(7)在所述第二换热空间(4)中参与换热的管道形状为弓形。

7.根据权利要求6所述的辅助取暖装置，其特征在于，所述第一换热管道(5)的弓形部分的外表面设置有散热翅片，所述第二换热管道(7)的弓形部分的外表面设置有散热翅片。

8.根据权利要求1所述的辅助取暖装置，其特征在于，所述风机(13)与所述废热排放散热器(12)的距离为10mm，所述废热排放散热器(12)为管翅式结构，所述废热排放散热器(12)的翅片材料为亲水铝箔。

9.根据权利要求1所述的辅助取暖装置，其特征在于，在所述第一换热空间(3)中设置第一电阻丝，所述第一电阻丝在所述第一换热空间(3)外的部分设置有第一正电极和第一负电极；在所述第二换热空间(4)中设置第二电阻丝，所述第二电阻丝在所述第二换热空间(4)外的部分设置有第二正电极和第二负电极。

10.根据权利要求1所述的辅助取暖装置，其特征在于，在所述第一换热空间(3)中设置若干导热金属棒。

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