CN214240340U - 热管理系统及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热管理系统及具有其的车辆，所述热管理系统包括第一管路、第二管路、燃料燃烧加热模块和动力电池热交换器，燃料燃烧加热模块和动力电池热交换器分别均与第一管路及第二管路连通；第二管路和第三管路之间还分别连通有空调换热器、驱动模块换热器以及散热器中的至少一个。本申请的热管理系统，通过设置独立的燃料燃烧加热模块对热交换介质进行加热，无需消耗动力电池能量，保证车辆的续航能力和整车动力的同时使得各模块具有适宜的工作温度。

Description

热管理系统及具有其的车辆

技术领域

本实用新型一般涉及电动车辆技术领域，具体涉及一种热管理系统及具有其的车辆。

背景技术

电动汽车是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，较传统汽车环保节能，其前景被广泛看好，但目前动力电池长期在低温环境下使用时，其容量会急剧损失，整车的续航里程也会比正常环境下衰减30％以上。目前电动汽车的加热模块以PTC加热或热泵加热技术为主，也有通过加热膜直接对动力电池加热，这些方案共同特点即消耗动力电池存储的电能。

现有利用动力电池电量给电池本身加热或乘客舱供暖会导致动力电池容量急剧衰减和循环寿命急剧缩短；此外低温环境下，需对动力电池加热和乘客舱供暖会消耗大量的电能，导致和正常环境相比电动汽车续航里程减少。另外，现阶段的电动汽车在严寒地区的冬季取暖、除霜、除雾又要求空调PTC做到功率很大，在车载动力电池总能量一定的情况下，电加热器严重影响整车动力性。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种热管理系统及具有其的车辆，在保证车辆的续航能力和整车动力性的前提下，调整车辆各模块的工作温度。

第一方面，本实用新型提供的一种热管理系统，应用于车辆，包括第一管路、第二管路、燃料燃烧加热模块和动力电池热交换器，燃料燃烧加热模块和动力电池热交换器分别均与第一管路及第二管路连通；

第一管路和第二管路之间还分别连通有空调换热器、驱动模块换热器以及散热器中的至少一个。

作为可选的方案，燃料燃烧加热模块具有热交换介质入口及热交换介质出口，至少热交换介质入口和热交换介质出口之一连接第一控制阀。

作为可选的方案，第一控制阀为双通电子阀。

作为可选的方案，第一管路和/或第二管路上设置有至少一个热交换介质输送泵。

作为可选的方案，第一管路或第二管路与空调换热器、动力电池热交换器、驱动模块换热器以及散热器中任一个的连接处设置有第二控制阀。

作为可选的方案，第二控制阀为三通电子阀。

作为可选的方案，驱动模块包括至少一个驱动电机。

作为可选的方案，燃料燃烧加热模块包括第一热交换器、燃烧器、燃料输送泵和燃料箱，燃料输送泵的输入端连接燃料箱、燃料输送泵的输出端连接燃烧器，燃烧器的火焰出口朝向第一热交换器。

作为可选的方案，还包括温度采集模块和控制器，温度采集模块与控制器连接，控制器与燃料燃烧加热模块连接；

温度采集模块用于采集至少空调换热器、动力电池热交换器、驱动模块换热器以及散热器中的一个对应的温度；

控制器用于根据温度采集模块采集的温度控制燃料燃烧加热模块的工作状态。

第二方面，本实用新型提供一种车辆，包括第一方面所述的热管理系统。

本申请的热管理系统，通过设置燃料燃烧加热模块，燃料燃烧加热模块分别与动力电池热交换器，以及空调换热器、驱动模块换热器以及散热器中的至少一个连通，进而调整车辆各个模块的工作温度，无需消耗动力电池能量，保证车辆的续航能力和整车动力的同时使得各模块具有适宜的工作温度；本申请的热管理系统有利于合理管理车辆的热量分配，提高效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的实施例的一种热管理系统的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例的第一种热管理系统的工作模式的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例第二种热管理系统的工作模式的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例第三种热管理系统的工作模式的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例第四种热管理系统的工作模式的结构示意图；

图6为本实用新型的实施例第五种热管理系统的工作模式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

目前一般有采用额外的加热器对空调系统和/或动力电池进行加热，均具有动力电池加热回路和供暖回路，通过接通不同的管路实现动力电池单独加热、乘客舱单独供暖以及同时对动力电池加热和乘客舱供暖的功能，可有效延长动力电池的循环寿命且增加电动汽车在低温环境下续航里程。但是目前采用的额外加热器存在以下两方面的问题：第一，加热器的热回路位于驱动模块(例如：电动机)连接，故而在电机运行后，无法有效利用驱动模块的散热；第二，额外的加热器装置在常温或高温环境下对整车系统造成负担，使得冷却系统的效率的下降、导致整车油耗的升高。

基于上述问题，本申请的一个实施例提供一种热管理系统，应用于车辆，如图1所示，包括第一管路101、第二管路102、燃料燃烧加热模块200和动力电池热交换器300，燃料燃烧加热模块200和动力电池热交换器200分别均与所述第一管路101及所述第二管路102连通；

第一管路101和第二管路102之间还分别连通有空调换热器400、驱动模块换热器500以及散热器中600的至少一个。

需要说明的是，

第一管路101、第二管路102中循环流动有热交换介质，用于对车辆的各模块(例如但不限于动力电池热交换器300、空调换热器400、驱动模块换热器500以及散热器中600等)进行加热或降温，保证各模块在高温或者低温下能够正常工作。其中，动力电池热交换器300与动力电池连接，用于对动力电池进行加热或降温；空调换热器400包括但不限于冷凝器，用于对乘客舱提供适宜的温度；驱动模块换热器500设置于电动机和/或控制器上，用于对电动机和/或控制器进行降温或加热；散热器600与风机连接，用于对热交换介质降温。

燃料燃烧加热模块200通过第一管路101和第二管路102与各模块中的至少一个相互连接，当燃料燃烧加热模块200工作时，加热第一管路101和第二管路102中的热交换介质，加热后的热交换介质通过管路传递给各模块，实现热交换介质的循环传递。各模块所在支路相互并联，使得热交换介质同时能够对各模块进行加热，并且各支路相互不影响，提高了热交换效率。

当燃料燃烧加热模块200关闭或拆除时，热交换介质可在第一管路101和第二管路102中进行冷却循环，热交换介质将各模块的热量带走，进而可对各模块进行分别降温使得各模块达到适宜的工作温度。

由于驱动模块换热器500设置于电动机和电动机的控制器上，对于不同类型的电动车辆，驱动模块的电动机数量不同。当驱动模块工作时，电动机和控制器会产生热量，热交换介质可实时对其进行冷却，同时热交换介质也会被加热进而实现了回收驱动模块的散热。

例如，当动力电池热交换器模块300和空调热交换器400与第一管路101和第二管路102连通时，燃料燃烧加热模块200工作，加热后的热交换介质可用于对车辆的乘客舱进行供暖，以及对动力电池进行加热以使动力电池能够在低温下正常共产，进而确保电动车辆的续航能力和乘客舱具有适宜的温度。

又例如，当动力电池热交换器模块300、空调热交换器400和驱动模块换热器500与第一管路101和第二管路102连通时，热交换介质在循环过程将驱动模块的热量进行回收，可用于对动力电池热交换器模块300和空调热交换器400分别供给热量，进而有利于降低燃料燃烧加热模块200的燃料损耗。

燃料燃烧加热模块200作为独立的加热模块，无需消耗动力电池的电能，保证了整车的续航能力和动力性。

可以理解的是，通过关闭或拆卸燃料燃烧加热模块200，有利于使得燃料燃烧加热模块200可独立于各模块工作，同时也可与各模块协同工作。例如，当整车处于高温或者常温时，可将燃料燃烧加热模块200拆除或者关闭，保证热交换介质对各模块的冷却效率，进而降低整车的功耗保证各模块安全工作。

还可以理解的是，燃料燃烧加热模块200的燃料可以是传统的柴油、汽油；也可以是生物柴油与生物乙醇等生物质燃料。燃料燃烧加热模块200的燃料信息、报警信息等均可从车辆的仪表盘中读出，有利于驾驶员实时了解燃料燃烧加热模块200的工作状态信息。

综上，本申请的实施例的一种热管理系统，通过设置燃料燃烧加热模块，燃料燃烧加热模块分别与动力电池热交换器，以及空调换热器、驱动模块换热器以及散热器中的至少一个连通，进而调整车辆各个模块的工作温度，无需消耗动力电池能量，保证车辆的续航能力和整车动力的同时使得各模块具有适宜的工作温度；本申请的热管理系统有利于合理管理车辆的热量分配，提高效率。相比于现有技术，本申请的热管理系统能够对各模块分别进行冷却和加热，使得车辆在高温或低温下均能正常工作，且不影响车辆的续航能力和整车动力性。

作为可实现的方式，燃料燃烧加热模块200具有热交换介质入口及热交换介质出口，至少热交换介质入口和热交换介质出口之一连接第一控制阀。

其中，第一控制阀用于控制燃料燃烧加热模块200与第一管路101和/或第二管路102的接通与断开，进而实现燃料燃烧加热模块200与其他各模块之间的连通与断开，有利于根据需求对各模块进行加热或降温。

可以理解的是，第一控制阀可位于燃料燃烧加热模块200的热交换介质入口；第一控制阀也可位于燃料燃烧加热模块200的热交换介质出口；第一控制阀还可以分别位于燃料燃烧加热模块200的热交换介质入口和热交换介质出口。

当第一控制阀分别位于燃料燃烧加热模块200的热交换介质入口和热交换介质出口，两个第一控制阀均打开时，燃料燃烧加热模块200与第一管路101和第二管路102接通，可对热交换介质进行加热；当第一控制阀中的任一个关闭时，燃料燃烧加热模块200与第一管路101或第二管路102之间断开，进而使得燃料燃烧加热模块200与各模块之间断开或分离，实现了无需拆除燃料燃烧加热模块200即可实现在高温环境下或常温环境下对各模块进行降温冷却，减少工艺，保证冷却效率。

作为可实现的方式，第一控制阀为双通电子阀，如图2-图5所示，燃料燃烧加热模块热交换介质入口和热交换介质出口设置有双通电子阀4和5。

作为可实现的方式，如图2-图5所示，第一管路和/或所述第二管路上设置有至少一个热交换介质输送泵。

在具体的实施例中，热交换介质输送泵为电子泵6，电子泵6用于将加热后的热交换介质输送到各个模块，并且电子泵6还可以用于调节进入各个模块的热交换介质的流量。

作为可实现的方式，第一管路101或第二管路102与动力电池热交换器300、空调换热器400、驱动模块换热器500以及散热器600中任一个的连接处设置有第二控制阀，第二控制阀用于控制进入每个模块的热交换介质的流量。

进一步地，如图2-图5所示，第二控制阀为三通电子阀7、8和9。

作为可实现的方式，驱动模块换热器设置于驱动模块上，驱动模块包括至少一个驱动电机。其中驱动电机的数量取决电动车辆的车型，不同的车型可包括前电机、后电机，或者前电机和后电机；例如对于四驱电动车辆，包括前电机和后电机。

作为可实现的方式，如图2-图5所示，燃料燃烧加热模块200包括第一热交换器(图中未示出)、燃烧器3、燃料输送泵2和燃料箱1，燃料输送泵2的输入端连接燃料箱1、燃料输送泵2的输出端连接燃烧器3，燃烧器3的火焰出口朝向第一热交换器。

可以理解的是，第一热交换器用于将燃烧器3产生的热量传递至第一管路101和/或第二管路102，燃料输送泵2和燃料箱1以及燃烧器3之间通过燃料管路连接。

作为可实现的方式，热管理系统还包括温度采集模块和控制器，温度采集模块与控制器连接，控制器与燃料燃烧加热模块200连接；

温度采集模块用于采集至少动力电池热交换器300、空调换热器400、驱动模块换热器500以及散热器600中的一个对应的温度；

控制器用于根据温度采集模块的采集的温度控制燃料燃烧加热模块200的工作状态。

其中，温度采集模块可以是一个或多个温度传感器，温度传感器用于采集各模块对应的温度，例如温度传感器设置于乘客舱内可以用于采集空调模块对应的温度；温度传感器设置于动力电池上可以用于采集动力电池的温度；温度传感器设置于电动机上可以用于采集电动机的工作温度。

控制器根据温度采集模块采集的温度数据控制燃料燃烧加热模块200的工作状态。其中，燃料燃烧加热模块200的工作状态包括但不限于燃料燃烧加热模块200的打开、关闭、加热温度、加热时间等。

综上所述，本申请的实施例的热管理系统，通过设置燃料燃烧加热模块，燃料燃烧加热模块分别与动力电池热交换器，以及空调换热器、驱动模块换热器以及散热器中的至少一个连通，进而调整车辆各个模块的工作温度，无需消耗动力电池能量，保证车辆的续航能力和整车动力的同时使得各模块具有适宜的工作温度；本申请的热管理系统有利于合理管理车辆的热量分配，提高效率。

并且，通过控制阀可控制燃料燃烧加热模块与管路的接通与断开，以及进入各模块的热交换介质的流量，有利于确保冷却效率；本申请的热管理系统有利于合理管理车辆的热量分配，实现热管理的优化，提高效率。

下面通过实施示例，对本实用新型进行具体说明。

实施例1

如图2所示，热管理系统包括燃料箱1、燃料输送泵2、和燃烧器3；

第一管路101和第二管路102之间分别连接冷凝器10、动力电池热交换器11、电机电控12、散热器14，其中散热器14上安装有风扇13；其中，冷凝器10即为空调热交换器300，用于调节车辆的乘客舱温度；动力电池热交换器11用于调节动力电池的工作温度；电机电控12即为驱动模块换热器500，用于调节电动机和控制器的工作温度；散热器14用于对热交换介质降温，以调节车辆中其他部件的工作温度。

与第一管路101和第二管路102连通的燃烧器3的热交换介质输入口和热交换介质输出口分别设置有双通电子水阀5和双通电子水阀4，双通电子水阀4的输出端设置有电子泵6，电子泵6的输出端依次设置有相互连通的三通电子水阀7、三通电子水阀8和三通电子水阀9，其中，三通电子水阀7位于冷凝器10所在支路输入端，三通电子水阀8位于动力电池热交换器11所在支路的输入端、三通电子水阀9位于电机电控12所在支路的输入端。

通过分别控制三通电子水阀7、三通电子水阀8和三通电子水阀9实现对冷凝器10、动力电池热交换器11、电机电控12以及散热器14实现加热或散热，进而实现空调模块200调整乘客舱内的温度、调整动力电池模块的工作温度、驱动模块的工作温度以及其他部件的工作温度。

具体的，

在低温环境下，如需空调提供暖风，则可打开三通电子水阀7与冷凝器10连通使冷凝器10加热；当动力电池温度低于设定工作温度时，可打开三通电子水阀8与动力电池加热器11连通，对动力电池进行加热；当驱动模块温度低于工作温度时，三通电子水阀9打开，热交换介质对电机电控12进行加热。

燃料燃烧加热器模块200在环境温度适宜或较高的情况下可拆除或关闭，拆除燃料燃烧加热器模块200不影响热管理系统的整车运行。当空调模块需提供冷风，关闭或拆除燃料燃烧加热器模块200，打开三通电子水阀7与冷凝器10连通使冷凝器10降温；当整车运行或充电过程中动力电池温度高于设定工作温度时，可打开三通电子水阀8与动力电池加热器11连通，对动力电池进行冷却；当驱动模块温度超过设定温度时，三通电子水阀9打开，热交换介质对电机电控12进行降温。

实施例2

针对四驱电动车，其热管理系统如图3所示，相比于实施例1，增加后电机15，通过控制双通电子水阀4和双通电子水阀5实现对后电机15的加热或冷却，其他与实施例1相同。

针对车辆不同的工作状态，热管理系统可对不同模块进行加热或冷却。例如：当车辆动力系统关闭时，其热管理系统如图4所示，相比于实施例1，热管理系统中减去了电机电控；或者如图5所示，同时减去电机电控和散热器；当车辆刚启动时，热管理系统如图6所示，通过燃料加热器对冷凝器10和动力电池热交换器11进行加热，保证低温下环境下动力电池正常工作和续航能力，同时保证乘客舱具有适宜的温度。

第三方面，本申请的另一实施例提供一种车辆，包括第一方面的热管理系统。该车辆在低温环境下工作时，可通过燃料燃烧加热模块加热热交换介质，加热后的热交换介质可以对动力电池模块，以及冷凝器模块等进行加热，从而使得动力电池可正常工作，确保电动车辆的续航能力以及动力性；当该车辆处于高温或常温环境下工作时，可通过控制器关闭燃料燃烧加热模块，从而使得热交换介质循环模块正常工作，对电动机以及其他散热模块进行降温，确保正常工作。由此，该车辆具备前面所述的热管理系统所具备的全部特征以及优点，在此不再赘述。

需要理解的是，上文如有涉及术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种热管理系统，应用于车辆，其特征在于，包括第一管路、第二管路、燃料燃烧加热模块和动力电池热交换器，所述燃料燃烧加热模块和所述动力电池热交换器分别均与所述第一管路及所述第二管路连通；

所述第一管路和所述第二管路之间还分别连通有空调换热器、驱动模块换热器以及散热器中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述燃料燃烧加热模块具有热交换介质入口及热交换介质出口，至少所述热交换介质入口和所述热交换介质出口之一连接第一控制阀。

3.根据权利要求2所述的热管理系统，其特征在于，所述第一控制阀为双通电子阀。

4.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述第一管路和/或所述第二管路上设置有至少一个热交换介质输送泵。

5.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述第一管路或所述第二管路与所述动力电池热交换器、所述空调换热器、所述驱动模块换热器以及所述散热器中任一个的连接处设置有第二控制阀。

6.根据权利要求5所述的热管理系统，其特征在于，所述第二控制阀为三通电子阀。

7.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述驱动模块换热器设置于驱动模块上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的热管理系统，其特征在于，所述燃料燃烧加热模块包括第一热交换器、燃烧器、燃料输送泵和燃料箱，所述燃料输送泵的输入端连接所述燃料箱、所述燃料输送泵的输出端连接所述燃烧器，所述燃烧器的火焰出口朝向所述第一热交换器。

9.根据权利要求1-7任一项所述的热管理系统，其特征在于，还包括温度采集模块和控制器，所述温度采集模块与所述控制器连接，所述控制器与所述燃料燃烧加热模块连接；

所述温度采集模块用于采集至少所述动力电池热交换器、所述空调换热器、所述驱动模块换热器以及所述散热器中的一个对应的温度；

所述控制器用于根据所述温度采集模块采集的温度控制所述燃料燃烧加热模块的工作状态。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的热管理系统。

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