CN213472754U - 一种热管理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热管理系统及车辆，涉及车辆技术领域。本实用新型的热管理系统，用于冷却车辆的发动机、动力电池和驱动系统，包括壳体和冷却模块总成，所述冷却模块总成包括：发动机冷却装置与发动机连接，位于壳体的下部；驱动系统冷却装置与所述驱动系统连接，位于壳体的上部。动力电池冷却装置，与动力电池连接。动力电池冷却装置包括冷凝器和电池散热器，冷凝器与发动机冷却装置并排设置在壳体的下部，电池散热器与驱动系统冷却装置并排设置在壳体的上部。使得整个冷却模块总成的占用面积小，且不会出现挤压重叠导致冷却模块总成的冷却效果差，提升整个冷却模块总成的冷却效果。

Description

一种热管理系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别是涉及一种热管理系统及车辆。

背景技术

目前，新能源车型(特别是纯电动车型)已逐渐在国内各大中城市普及，在商用车领域，纯电动厢式货车以其较低的运营成本、零排放等优点深受各物流企业青睐，成为城市周边大型物流中心和城市中各物流分拨点之间主要货运工具。作为纯电动汽车新增品类——增程式动力纯电动汽车，也开始应用于厢式货车领域。增程式动力纯电动汽车在原纯电汽车基础上增加了车载发电系统——增程器。相比于普通纯电动汽车，增程式动力纯电动汽车既有纯电动汽车的优势，又能解决纯电动汽车续航里程焦虑，满足较长距离行驶需求。增程式动力纯电动汽车包含增程器和动力电池两大能源供给系统，其中增程器是一种发电装置，向动力电池供电。动力电池是直接能量来源，为驱动电机和其他用电部件提供电能。

增程式纯电动汽车热管理系统由多个单独冷却装置组成，多个冷却装置如果不能合理的布置会造成整个冷却系统占用位置大，且冷却效率不高的问题。此外，在冷却装置处设置风扇，用于对冷却装置进行散热，保证冷却效果。根据各系统温度与风扇转速对应关系控制策略计算出不同风扇控制转速，为满足冷却系统最大散热需求，控制器经比较各系统请求的风扇控制转速后取最大转速值控制电子风扇工作，从而带走热量。如果风扇的设置不合理，也会导致冷却效果降低。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种热管理系统，解决现有技术中热管理系统的冷却装置的布置不合理导致占用面积大，冷却效果差的问题。

本实用新型的另一个目的是解决现有技术中对于风扇的不合理布置和控制导致冷却装置的散热效果差，进而使得整个热管理系统的效果差的问题。

本实用新型的又一个目的是提供一种包含有热管理系统的车辆。

特别地，本实用新型提供一种热管理系统，用于冷却车辆的发动机、动力电池和驱动系统，包括壳体和冷却模块总成，所述冷却模块总成包括：

发动机冷却装置，与所述发动机连接，用于冷却所述发动机，所述发动机冷却装置位于所述壳体的下部；

驱动系统冷却装置，与所述驱动系统连接，用于冷却所述驱动系统，所述驱动系统冷却装置位于所述壳体的上部；和

动力电池冷却装置，与所述动力电池连接，用于冷却所述动力电池，所述动力电池冷却装置包括冷凝器和电池散热器，所述冷凝器与所述发动机冷却装置并排设置在所述壳体的下部，所述电池散热器与所述驱动系统冷却装置并排设置在所述壳体的上部。

可选地，所述冷却模块总成还包括散热风扇，位于所述壳体内部，用于为所述发动机冷却装置、所述驱动系统冷却装置及动力电池冷却装置进行散热。

可选地，所述散热风扇包括：

上风扇，位于所述壳体上部，用于为所述驱动系统冷却装置和所述电池散热器散热；和

下风扇，位于所述壳体的下部，用于为所述发动机冷却装置和所述冷凝器散热。

可选地，所述热管理系统还包括控制器，所述控制器与所述上风扇和所述下风扇电性连接，独立的控制所述上风扇和所述下风扇的运动。

可选地，所述发动机冷却装置包括高温散热器，所述发动机包括进水口和出水口，所述高温散热器通过管道与所述发动机的进水口和出水口连接形成发动机的水冷循环回路，高温冷却液从所述发动机的所述出水口流出，流经所述高温散热器后到达所述进水口处为所述发动机降温。

可选地，所述发动机冷却装置还包括中冷器，所述发动机包括增压器和进气道，所述中冷器通过管道与所述增压器和所述进气道连接形成增压空气循环回路，高温压缩空气从所述增压器流出，经所述中冷器后进入到所述进气道为所述发动机降温。

可选地，所述驱动系统冷却装置为低温散热器，所述低温散热器与所述驱动系统串联形成驱动系统冷却回路，所述驱动系统冷却回路包括由管道依次串联形成闭合回路的第一水泵、温度传感器、发电机控制器、驱动电机控制器、发电机、驱动电机和所述低温散热器。

可选地，还包括动力电池冷却系统，所述动力电池冷却系统包括所述动力电池、所述动力电池冷却装置、第二水泵、热交换器、电子压缩机和电池冷却阀，所述热交换器包括冷侧和热侧，所述冷凝器与所述热交换器的冷侧、所述电子压缩机通过管路形成第一回路，所述第一回路上还设置有压力传感器；所述电池散热器、所述第二水泵、所述动力电池、所述热交换器的热侧和电池冷却阀通过管路形成第二回路，所述电池冷却阀为三通阀，所述电池冷却阀的一侧与所述第二水泵之间通过管路连接形成支路。

可选地，所述控制器与所述压力传感器、所述温度传感器、所述电池冷却阀、所述第一水泵和所述第二水泵连接。

特别地，本发明还提供一种车辆，包括上面所述的热管理系统的车辆。

本实用新型中的冷却模块总成的发动机冷却装置、驱动系统冷却装置和动力电池冷却装置之间在壳体内部上下布置，使得整个冷却模块总成的占用面积小，且不会出现挤压重叠导致冷却模块总成的冷却效果差，提升整个冷却模块总成的冷却效果。

进一步地，通过上风扇和下风扇单独的对壳体上部的冷却装置和壳体下面的冷却装置分别进行冷却，两个风扇的扇叶扫掠区域分别对应不同的散热器，两个风扇转速分别受控制器单独控制，互不影响，风扇的扫略面积更大，同等风量时，双风扇结构的冷却模块散热性能更好。双风扇分开单独控制，可根据不同冷却回路冷却液温度控制不同风扇，实现风扇转速按需控制，从而降低热管理系统能耗。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的热管理系统的示意性结构图；

图2为根据本实用新型一个具体地实施例的上风扇和下风扇转速请求控制流程图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的热管理系统的示意性结构图。具体地，如图1所示，本实施例的热管理系统100用于冷却车辆的发动机1、动力电池13和驱动系统。具体地，该热管理系统100可以包括壳体30和冷却模块总成31，所述冷却模块总成31可以包括发动机冷却装置32、驱动系统冷却装置4和动力电池冷却装置34。其中，发动机冷却装置32与所述发动机1连接，用于冷却所述发动机1，所述发动机冷却装置32位于所述壳体30的下部。驱动系统冷却装置4与所述驱动系统连接，用于冷却所述驱动系统，所述驱动系统冷却装置4位于所述壳体30的上部。动力电池冷却装置34与所述动力电池13连接，用于冷却所述动力电池13，所述动力电池冷却装置34包括冷凝器6和电池散热器5，所述冷凝器6位于所述壳体30的下部并与所述发动机冷却装置32并排设置，所述电池散热器5位于所述壳体30的上部并与所述驱动系统冷却装置4并排设置。

本实施例中的冷却模块总成31的发动机冷却装置32、驱动系统冷却装置4和动力电池冷却装置34之间在壳体30内部上下布置，使得整个冷却模块总成31的占用面积小，且不会出现挤压重叠导致冷却模块总成31的冷却效果差，提升整个冷却模块总成31的冷却效果。

作为本实用新型一个具体地实施例，本实施例的所述冷却模块总成31还包括散热风扇，位于所述壳体30内部，用于为所述发动机冷却装置32、所述驱动系统冷却装置4及动力电池冷却装置34进行散热。通过散热风扇对冷却模块总成31的扫略，使得冷却模块总成31的散热性能更好。

作为优选地实施例，本实施例中所述散热风扇可以包括上风扇2和下风扇8。其中，上风扇2位于所述壳体30上部，用于为所述驱动系统冷却装置4和所述电池散热器5散热。下风扇8位于所述壳体30的下部，用于为所述发动机冷却装置32和所述冷凝器6散热。通过上风扇2和下风扇8单独的对壳体30上部的冷却装置和壳体30下面的冷却装置分别进行冷却，两个风扇的扇叶扫掠区域分别对应不同的散热器，两个风扇转速分别受控制器单独控制，互不影响，风扇的扫略面积更大，同等风量时，双风扇结构的冷却模块散热性能更好。双风扇分开单独控制，可根据不同冷却回路冷却液温度控制不同风扇，实现风扇转速按需控制，从而降低热管理系统100能耗。

具体地，本实施例的所述热管理系统100还包括控制器(图中未示出)，所述控制器与所述上风扇2和所述下风扇8电性连接，独立的控制所述上风扇2和所述下风扇8的运动。

具体地，作为一个具体地实施例，所述发动机冷却装置32包括高温散热器3，所述发动机1包括进水口和出水口，所述高温散热器3通过管道20与所述发动机1的进水口和出水口连接形成发动机1的水冷循环回路40，高温冷却液从所述发动机1的所述出水口流出，流经所述高温散热器3后到达所述进水口处为所述发动机1降温。该水冷循环回路40中设置第一温度传感器时刻监测冷却液的温度。

作为一个具体地实施例，所述发动机冷却装置32还包括，所述发动机1包括增压器和进气道，所述中冷器7通过管道21与所述增压器和所述进气道连接形成增压空气循环回路41，高温压缩空气从所述增压器流出，经所述中冷器7后进入到所述进气道为所述发动机1降温。

控制器与水冷循环回路40中的第一温度传感器(图中未示出)连接，接收第一温度传感器的温度信息。同时，控制器根据发动机1冷却液温度控制下风扇8运行带走高温散热器3、中冷器7中冷却液和增压空气中的热量，实现对发动机1的冷却。

具体地，作为一个具体地实施例，所述驱动系统冷却装置4为低温散热器，所述低温散热器与所述驱动系统串联形成驱动系统冷却回路42，所述驱动系统冷却回路42包括由管道20依次串联形成闭合回路的第一水泵9、温度传感器11、发电机控制器12、驱动电机控制器10、发电机19、驱动电机18和所述低温散热器。当驱动系统工作时，高温冷却液从驱动电机18流出，流经低温散热器到第一水泵9，冷却液经过第一水泵9的驱动，经过温度传感器11流入发电机控制器12后，再经过驱动电机控制器10、发电机19后，流回驱动电机18形成冷却液回路。

控制器与温度传感器11和第一水泵9连接。控制器根据水温传感器温度控制上风扇2运行带走冷却液中的热量，实现对驱动系统的冷却。

具体地，作为一个具体地实施例，热管理系统100还可以包括动力电池冷却系统43，所述动力电池冷却系统43包括所述动力电池13、所述动力电池冷却装置34、第二水泵14、热交换器15、电子压缩机17和电池冷却阀16，所述热交换器15包括冷侧(图中的

侧)和热侧(图中的

侧)，所述冷凝器6与所述热交换器15的冷侧、所述电子压缩机17通过管道20和空调管22形成第一回路，所述第一回路上还设置有压力传感器23；所述电池散热器5、所述第二水泵14、所述动力电池13、所述热交换器15的热侧和电池冷却阀16通过管路形成第二回路，所述电池冷却阀16为三通阀，所述电池冷却阀16的一侧与所述第二水泵14之间通过管路连接形成支路。

控制器与第二水泵14、压力传感器23和电池冷却阀16均连接。此外，在动力电池冷却系统43中可以设置第二温度传感器以时实监测动力电池冷却系统43中冷却液的温度。同时该第二温度传感器与控制器连接，将监测到的温度信息传递给控制器。

当电池系统工作时，动力电池13有两种冷却方式，一是通过热交换器15冷却，冷却液从动力电池13流出，经热交换器15热侧，到电池冷却阀16，控制器控制电池冷却阀16，使冷却液直接经第二水泵14回到动力电池13，此时压缩机工作，制冷剂从压缩机，经冷凝器6、压力传感器23到热交换器15冷侧，较低温度制冷剂经热交换器15带走电池冷却液中的热量，实现对动力电池13的冷却，同时下风扇8运行带走冷凝器6中制冷剂的热量。二是通过电池散热器5冷却，冷却液从动力电池13流出经热交换器15热侧，到电池冷却阀16，控制器控制电池冷却阀16，使冷却液经电池散热器5、第二水泵14回到动力电池13，此时压缩机不工作，热交换器15无冷却，上风扇2运行带走电池散热器5中冷却液的热量，实现对动力电池13的冷却。

更为具体地，控制器控制上风扇2和下风扇8的工作原理为：

车辆运行时,控制器控制第一水泵9和第二水泵14工作,使驱动系统冷却回路42和动力电池冷却系统43冷却液循环,发动机1的水冷循环回路40和发动机1的增压空气循环回路41受发动机1机械泵及增压器驱动冷却液和增压空气循环。同时，控制器根据环境温度控制电池冷却阀16切换动力电池冷却系统43的冷却液流向，实现动力电池13通过热交换器15冷却和电池散热器5冷却两种方式的切换。在此过程中，控制器接收电池冷却液温度(动力电池13在电池散热器5冷却方式下)和温度传感器11采集的驱动系统冷却系统中的冷却液温度，根据驱动系统冷却回路42和动力电池冷却系统43冷却液温度分别对电子风扇转速的控制请求，取最大值输出，控制上风扇2工作。

控制器接收第一温度传感器监测的发动机1冷却液温度和压力传感器23检测的动力电池冷却系统43的压力，根据发动机1冷却液温度和动力电池冷却系统43的压力分别对电子风扇转速的控制请求，取最大值输出，控制下风扇8工作。因在增程式商用车整车运行过程中，发动机1、驱动电机18、发电机19以及动力电池13等工作的时刻和持续时间各不相同，且各系统发热量也不一致，导致各冷却回路温度也不一样，故在不同时刻，根据各系统冷却液温度和空调系统压力对上风扇2和下风扇8转速控制各不相同，实现风扇转速按需控制，可有效降低风扇能耗。

图2为根据本实用新型一个具体地实施例的上风扇和下风扇转速请求控制流程图。具体控制器对上风扇2和/或下风扇8的控制过程如下：

当电驱回路水温＞第一设定值时，输出上风扇2转速请求一；第一设定值为电驱动回路请求风扇开启的最低设定温度。具体第一设定值可以是56～60℃。

当环境温度＜第二设定值，且电池进水温度＞第三设定值时，输出上风扇2转速请求二。第二设定值为电池冷却阀16由热交换器15冷却和电池散热器5冷却两种方式切换的设定值。该第二设定值可以是10～26℃。第三设定值为电池回路请求风扇开启的最低设定温度。第三设定值可以是26～35℃。

控制器根据上风扇转速请求一和上风扇转速请求二对比，取最大值输出。

当发动机1水温＞第四设定值时，输出下风扇8转速请求一；第四设定值为发动机1请求风扇开启的最低设定温度。第四设定值可以是97～109℃。

当空调压力＞第五设定值时，根据下风扇8控制策略，输出下风扇8转速请求二；第五设定值为空调系统请求风扇开启的最低设定压力。第五设定值0.2～2Mpa。

控制器根据下风扇转速请求一和下风扇转速请求二对比，取最大值输出。

具体地，作为一个具体地实施例，本实施例还提供一种车辆，该车辆包括前面所述的热管理系统100的车辆。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种热管理系统，用于冷却车辆的发动机、动力电池和驱动系统，其特征在于，包括壳体和冷却模块总成，所述冷却模块总成包括：

发动机冷却装置，与所述发动机连接，用于冷却所述发动机，所述发动机冷却装置位于所述壳体的下部；

驱动系统冷却装置，与所述驱动系统连接，用于冷却所述驱动系统，所述驱动系统冷却装置位于所述壳体的上部；和

动力电池冷却装置，与所述动力电池连接，用于冷却所述动力电池，所述动力电池冷却装置包括冷凝器和电池散热器，所述冷凝器与所述发动机冷却装置并排设置在所述壳体的下部，所述电池散热器与所述驱动系统冷却装置并排设置在所述壳体的上部。

2.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，

所述冷却模块总成还包括散热风扇，位于所述壳体内部，用于为所述发动机冷却装置、所述驱动系统冷却装置及动力电池冷却装置进行散热。

3.根据权利要求2所述的热管理系统，其特征在于，

所述散热风扇包括：

上风扇，位于所述壳体上部，用于为所述驱动系统冷却装置和所述电池散热器散热；和

下风扇，位于所述壳体的下部，用于为所述发动机冷却装置和所述冷凝器散热。

4.根据权利要求3所述的热管理系统，其特征在于，

所述热管理系统还包括控制器，所述控制器与所述上风扇和所述下风扇电性连接，独立的控制所述上风扇和所述下风扇的运动。

5.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，

所述发动机冷却装置包括高温散热器，所述发动机包括进水口和出水口，所述高温散热器通过管道与所述发动机的进水口和出水口连接形成发动机的水冷循环回路，高温冷却液从所述发动机的所述出水口流出，流经所述高温散热器后到达所述进水口处为所述发动机降温。

6.根据权利要求5所述的热管理系统，其特征在于，

所述发动机冷却装置还包括中冷器，所述发动机包括增压器和进气道，所述中冷器通过管道与所述增压器和所述进气道连接形成增压空气循环回路，高温压缩空气从所述增压器流出，经所述中冷器后进入到所述进气道为所述发动机降温。

7.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，

所述驱动系统冷却装置为低温散热器，所述低温散热器与所述驱动系统串联形成驱动系统冷却回路，所述驱动系统冷却回路包括由管道依次串联形成闭合回路的第一水泵、温度传感器、发电机控制器、驱动电机控制器、发电机、驱动电机和所述低温散热器。

8.根据权利要求7所述的热管理系统，其特征在于，

还包括动力电池冷却系统，所述动力电池冷却系统包括所述动力电池、所述动力电池冷却装置、第二水泵、热交换器、电子压缩机和电池冷却阀，所述热交换器包括冷侧和热侧，所述冷凝器与所述热交换器的冷侧、所述电子压缩机通过管路形成第一回路，所述第一回路上还设置有压力传感器；所述电池散热器、所述第二水泵、所述动力电池、所述热交换器的热侧和电池冷却阀通过管路形成第二回路，所述电池冷却阀为三通阀，所述电池冷却阀的一侧与所述第二水泵之间通过管路连接形成支路。

9.根据权利要求8所述的热管理系统，其特征在于，

所述控制器与所述压力传感器、所述温度传感器、所述电池冷却阀、所述第一水泵和所述第二水泵连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的热管理系统的车辆。

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