CN214313315U - 一种电动车热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动车热管理系统，属于汽车设计与制造的技术领域。本实用新型的电动车热管理系统，包括控制阀、散热器、冷凝器、副水箱、压缩机、蒸发器、流量比例阀、第1膨胀阀、第2膨胀阀、第1水泵、第2水泵、第3水泵、电池、高压三合一、微控制器、油冷器、电机、水冷器和暖风芯；控制阀包括5个控制端口并且5个控制端口分别定义为第1端口、第2端口、第3端口、第4端口和第5端口，第1端口、第2端口和第4端口为进液口，第3端口和第5端口为出液口。本实用新型的电动车热管理系统通过一个控制阀控制三套水路实现串联、并联等回路工况，利用电驱动系统产生的废热加热电池及暖风系统，减少了电量消耗，提升了车辆续驶里程。

Description

一种电动车热管理系统

技术领域

本实用新型涉及汽车设计与制造的技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种电动车热管理系统。

背景技术

在现有技术中，如图1所示，电驱动热管理系统1、电池热管理系统2、空调热管理系统3 因各系统温度要求不同，因而彼此之间相互独立。现有车型电驱动系统产生热量未能进行有效利用，电池、暖风只能通过各自的PTC进行加热，加热速度慢、热损失大、消耗电动车电能，缩短整车续航里程，另外，电驱动系统冷却回路、电池回路与暖风回路需三个副水箱补水，增加整车重量。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种电动车热管理系统。

本实用新型的电动车热管理系统，包括控制阀、散热器、冷凝器、副水箱、压缩机、蒸发器、气液分离器、流量比例阀、第1膨胀阀、第2膨胀阀、第1水泵、第2水泵、第3水泵、电池、高压三合一、微控制器、油冷器、电机、水冷器、鼓风机和暖风芯；所述控制阀至少包括5个控制端口并且所述5个控制端口分别定义为第1端口、第2端口、第3端口、第4端口和第5端口，所述第1端口、第2端口和第4端口为进液口，第3端口和第5端口为出液口；所述压缩机、冷凝器、气液分离器、第1膨胀阀、第2膨胀阀和蒸发器依次连接，所述第1膨胀阀与所述水冷器连接，所述鼓风机和暖风芯邻近所述蒸发器设置；所述流量比例阀的第一出液口通过管线与所述散热器的进液口和控制阀的第1端口连接，所述流量比例阀的第二出液口通过管线与所述暖风芯的进液口连接，所述暖风芯的出液口与所述高压三合一的第二进液口连接，所述散热器的出液口与所述控制阀的第2端口连接，所述控制阀的第 3端口与所述高压三合一的第一进液口通过管线连接，所述高压三合一的出液口与所述微控制器的进液口连接，所述微控制器的出液口与所述油冷器的进液口连接，所述油冷器的出液口与所述流量比例阀的进液口连接，所述油冷器与所述电机之间设置有循环水路；所述控制阀的第5端口通过管线与所述水冷器的进液口连接，所述水冷器的出液口通过管线与所述电池的进液口连接，所述电池的出液口与所述控制阀的第4端口连接。

其中，所述控制阀为电磁控制阀，所述副水箱用于给所述散热器以及控制阀的第1端口供水。

其中，还包括第1水泵，所述第1水泵设置在所述控制阀的第3端口与所述高压三合一的第一进液口之间。

其中，还包括第2水泵，所述第2水泵设置在所述第5端口与所述水冷器之间的管线上。

其中，还包括第3水泵，所述第3水泵设置在所述暖风芯的出液口与所述高压三合一的第二进液口之间的管线上。

其中，当所述电池充电时，控制控制阀的第1端口与所述第5端口连通、第4端口和第3 端口联通，流量比例阀的第二出液口关闭，通过所述电机发热来加热所述电池；循环水路路径为：第1水泵→高压三合一→微控制器→油冷器→流量比例阀→控制阀→第2水泵→水冷器→电池→第1水泵。

与现有技术相比，本实用新型的电动车热管理系统具有以下有益效果：

本实用新型的电动车热管理系统合理设计水路，仅通过一个控制阀制三套水路实现串联、并联等回路工况，电机发热替代PTC加热电池及暖风，系统中取消PTC，可实现10种不同的控制方式；利用电驱动系统产生的废热加热电池及暖风系统，减少了电量消耗，提升了车辆续驶里程；使用一个副水箱，节约了成本，降低了重量。

附图说明

图1为现有技术中的电动车热管理系统的结构框图。

图2为本实用新型的电动车热管理系统的结构框图。

图3为本实用新型的系统中电池充电加热回路示意图。

图4为本实用新型的系统中电池充电冷却的一种回路示意图。

图5为本实用新型的系统中电池充电冷却的另一种回路示意图。

图6为本实用新型的系统中电池放电加热的一种回路示意图。

图7为本实用新型的系统中电池放电加热的另一种回路示意图。

图8为本实用新型的系统中电池放电热均衡状态的一种回路示意图。

图9为本实用新型的系统中电池放电热均衡状态的另一种回路示意图。

图10为本实用新型的系统中电池放电冷却的一种回路示意图。

图11为本实用新型的系统中电池放电冷却的另一种回路示意图。

图12为本实用新型的系统中电池放电冷却的第三种回路示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型的电动车热管理系统做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1

如图2所示，本实施例的电动车热管理系统包括控制阀、散热器、冷凝器、副水箱、压缩机、蒸发器、鼓风机、暖风芯、气液分离器、流量比例阀、第1膨胀阀、第2膨胀阀、第 1水泵、第2水泵、第3水泵、电池、高压三合一(3IN1)、微控制器(MCU)、油冷器、电机和水冷器(chiller)。所述控制阀至少包括5个控制端口并且所述5个控制端口分别定义为第1端口、第2端口、第3端口、第4端口和第5端口，所述第1端口、第2端口和第4 端口为进液口，第3端口和第5端口为出液口，所述控制阀优选为电磁控制阀。所述压缩机、冷凝器、气液分离器、第1膨胀阀、第2膨胀阀和蒸发器依次连接，所述第1膨胀阀与所述水冷器连接，所述鼓风机和暖风芯邻近所述蒸发器设置。所述流量比例阀的第一出液口通过管线与所述散热器的进液口和控制阀的第1端口连接，所述流量比例阀的第二出液口通过管线与所述暖风芯的进液口连接，而所述暖风芯的出液口与所述3IN1的第二进液口连接，并且所述第3水泵设置在所述暖风芯的出液口与所述3IN1的第二进液口之间的管线上。所述散热器的出液口与所述控制阀的第2端口连接，所述控制阀的第3端口与所述3IN1的第一进液口通过管线连接，所述第1水泵设置在所述控制阀的第3端口与所述3IN1的第一进液口之间。所述3IN1的出液口与所述微控制器(MCU)的进液口连接，所述微控制器(MCU)的出液口与所述油冷器的进液口连接，所述油冷器的出液口与所述流量比例阀的进液口连接，所述油冷器与所述电机之间设置有循环水路。所述控制阀的第5端口通过管线与所述水冷器的进液口连接，所述第2水泵设置在所述第5端口与所述水冷器之间的管线上。所述水冷器的出液口通过管线与所述电池的进液口连接，所述电池的出液口与所述控制阀的第4端口连接。所述副水箱用于给所述散热器以及控制阀的第1端口供水。

在本实施例中，高压三合一是指集成了DC-DC直流转换装置、OBC车载充电器和PDU高压配电箱的装置，负责调配全车高压电的变电操作，以下内容以及附图中为了表述简便将均一3IN1来表示。

如图3所示，该控制回路为在电池充电时给电池进行加热，该控制策略为在温度较低时给电池充电时，给电池加热，控制控制阀的第2端口断开，第1端口与所述第5端口连通、第4端口和第3端口联通，流量比例阀切断暖风回路(流量比例阀的第二出液口关闭)，电机发热加热电池。图中的字母A示出了循环水路，循环水路的路径为：水泵1→3IN1→MCU →油冷器→流量比例阀→控制阀→水泵2→水冷器→电池→水泵1。

如图4所示，当环境温度不大于33℃时，给电池充电冷却的控制策略。电磁控制阀第1 端口断开，第2端口与第5端口连通、第4端口和第3端口联通，比例阀切断暖风回路，散热器冷却电池，chiller不工作。图中的字母B示出了循环水路，循环水路路径为：水泵1→3IN1→MCU→油冷器→流量比例阀→散热器→控制阀→水泵2→chiller→电池→水泵1。

如图5所示，当环境温度大于33℃时，给电池充电冷却的控制策略。控制策略为电磁控制阀的第1端口、第2端口和第3端口断开，第4端口与第5端口联通，chiller冷却电池。图中的字母C示出了循环水路，循环水路路径为：水泵2→chiller→电池→水泵2。

如图6所示，电池放电时给电池加热，并且系统无暖风请求。控制策略：端口2断开，端口1与5、4与3联通，比例阀切断暖风回路，电驱动系统产生的废热加热电池。图中的字母D示出了循环水路，循环水路路径为：水泵1→3IN1→MCU→油冷器→流量比例阀→散热器→控制阀→水泵2→chiller→电池→水泵1。

如图7所示，电池放电时给电池加热，并且系统有暖风请求。控制策略：控制策略：端口2断开，端口1与5、4与3联通，电池回路与暖风回路并联，比例阀按电池与暖风需求进行流量分配，电驱动系统产生的废热加热电池与暖风。图中的字母E示出了循环水路，循环水路路径为：

如图8所示，电池放电热均衡，电驱动系统无冷却请求。控制策略：端口1、2、3断开，端口4与5联通，比例阀切断电池回路，电驱动系统水路与电池水路断开。电驱动循环水路路径为：3IN1→MCU→油冷器→流量比例阀→暖风芯→水泵3→3IN1。图中的字母F示出了循环水路，电池循环水路路径为：水泵2→chiller→电池→控制阀→水泵2。

如图9所示，电池放电热均衡，电驱动系统有冷却请求。控制策略：端口1断开，端口4 与5、端口2与3联通，比例阀切断暖风回路，电驱动系统散热器冷却。图中的字母J示出了循环水路，电驱动循环水路路径为：水泵1→3IN1→MCU→油冷器→流量比例阀→散热器→控制阀→水泵1。电池循环水路路径为：水泵2→chiller→电池→控制阀→水泵2。

如图10所示，电池放电时，给电池冷却，散热器出水温度不大于33℃。控制策略：端口 1断开，端口2与5、端口3与4联通，比例阀切断暖风回路，电驱动系统与电池系统串联，散热器冷却。图中的字母G示出了循环水路，循环水路路径为：水泵1→3IN1→MCU→油冷器→流量比例阀→散热器→控制阀→水泵2→chiller→电池→水泵1。

如图11所示，电池放电，给电池冷却，电驱动系统有冷却请求，无空调请求。控制策略：端口1断开，端口4与5、端口2与3联通，比例阀切断暖风回路，电池chiller冷却，电驱动系统散热器冷却。图中的字母H示出了循环电路，电驱动循环水路路径为：水泵1→3IN1 →MCU→油冷器→流量比例阀→散热器→控制阀→水泵1。电池循环水路路径为：水泵2→chiller→电池→控制阀→水泵2。

如图12所示，电池放电冷却，电驱动系统有冷却请求，有空调请求。控制策略：端口1 断开，端口4与5、端口2与3联通，比例阀切断暖风回路，电池chiller冷却，电驱动系统散热器冷却，空调外接冷凝器冷媒冷却。图中的字母I示出了循环电路，电驱动循环水路路径为：水泵1→3IN1→MCU→油冷器→流量比例阀→散热器→控制阀→水泵1。电池循环水路路径为：水泵2→chiller→电池→控制阀→水泵2。

本实施例的电动车热管理系统通过合理设计管路，利用一个副水箱对三个回路进行补水，较现行方案减少了两个副水箱。降低了车辆成本和重量；通过控制阀的开关和联通以及流量比例阀的流量控制，利用电驱动系统工作产生的热量加热电池及暖风，即对电驱动系统产生的废热进行了利用又避免了单独增加电池及暖风PTC加热器产生的成本；有助于增加车辆续驶里程，降低了车辆成本；通过控制阀的开关和联通，在电池不同的温度区间，分别利用散热器和Chiller进行冷却，降低了系统耗能，节约电量，提升了产品竞争力。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思及技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电动车热管理系统，其特征在于：包括控制阀、散热器、冷凝器、副水箱、压缩机、蒸发器、气液分离器、流量比例阀、第1膨胀阀、第2膨胀阀、第1水泵、第2水泵、第3水泵、电池、高压三合一、微控制器、油冷器、电机、水冷器、鼓风机和暖风芯；所述控制阀至少包括5个控制端口并且所述5个控制端口分别定义为第1端口、第2端口、第3端口、第4端口和第5端口，所述第1端口、第2端口和第4端口为进液口，第3端口和第5端口为出液口；所述压缩机、冷凝器、气液分离器、第1膨胀阀、第2膨胀阀和蒸发器依次连接，所述第1膨胀阀与所述水冷器连接，所述鼓风机和暖风芯邻近所述蒸发器设置；所述流量比例阀的第一出液口通过管线与所述散热器的进液口和控制阀的第1端口连接，所述流量比例阀的第二出液口通过管线与所述暖风芯的进液口连接，所述暖风芯的出液口与所述高压三合一的第二进液口连接，所述散热器的出液口与所述控制阀的第2端口连接，所述控制阀的第3端口与所述高压三合一的第一进液口通过管线连接，所述高压三合一的出液口与所述微控制器的进液口连接，所述微控制器的出液口与所述油冷器的进液口连接，所述油冷器的出液口与所述流量比例阀的进液口连接，所述油冷器与所述电机之间设置有循环水路；所述控制阀的第5端口通过管线与所述水冷器的进液口连接，所述水冷器的出液口通过管线与所述电池的进液口连接，所述电池的出液口与所述控制阀的第4端口连接。

2.根据权利要求1所述的电动车热管理系统，其特征在于：所述控制阀为电磁控制阀，所述副水箱用于给所述散热器以及控制阀的第1端口供水。

3.根据权利要求1所述的电动车热管理系统，其特征在于：还包括第1水泵，所述第1水泵设置在所述控制阀的第3端口与所述高压三合一的第一进液口之间。

4.根据权利要求3所述的电动车热管理系统，其特征在于：还包括第2水泵，所述第2水泵设置在所述第5端口与所述水冷器之间的管线上。

5.根据权利要求3所述的电动车热管理系统，其特征在于：还包括第3水泵，所述第3水泵设置在所述暖风芯的出液口与所述高压三合一的第二进液口之间的管线上。

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