CN214313330U - 用于电动自卸车的热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于电动自卸车的热管理系统，热管理系统包括动力电池热管理回路，动力电池热管理回路包括多个第一冷却液管路、多个第一循环泵和多个换热器，第一冷却液管路设置于至少一个电池组上，至少一个第一冷却液管路的入口通过第一管路与对应的第一循环泵的出口连通，至少一个第一冷却液管路的出口通过第二管路与对应的换热器的换热入口连通，换热器的换热出口通过第三管路与对应的第一循环泵的入口连通。本申请中至少一个第一冷却液管路、换热器和第一循环泵构成一个循环回路，这样能够通过多个循环回路对动力电池进行热管理，保证动力电池在最佳的工作温度范围内工作。

Description

用于电动自卸车的热管理系统

技术领域

本实用新型实施例涉及但不限于车辆技术领域，更具体地，涉及一种用于电动自卸车的热管理系统。

背景技术

随着矿山开采逐渐规模化和专业化，对于车辆运输质量的要求也在逐渐的提高，目前主要的运输机械以矿用自卸车(又称宽体车)为主。自卸车有三大痛点：油耗高、运输效率低、环保压力大，其中油耗占到整车运营成本的50％以上，高油耗已经成为矿山运输业的沉重的负担，因此，电动自卸车以其“高效、节能、零污染、零排放”的优点，逐步成为矿山运输行业的首先车型。

动力电池是电动自卸车的核心部件，动力电池在温度过高或者过低的情况下工作容易引起热散逸或热失控的问题，如何保证动力电池在最佳的温度范围内工作成为提升电动自卸车工作稳定性的关键。与传统的电动车辆相比，电动自卸车的动力电池的电池容量大，电池包堆叠的数量多，传统的板式换热器的散热方式不能满足电动自卸车的动力电池的散热要求。

实用新型内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。

本实用新型实施例提供了一种用于电动自卸车的热管理系统，电动自卸车包括动力电池，动力电池包括多个具有至少一个电池单元的电池组，热管理系统包括动力电池热管理回路，动力电池热管理回路包括多个第一冷却液管路、多个第一循环泵和多个换热器，任一第一冷却液管路至少对应一个电池组，至少一个第一冷却液管路的入口通过第一管路与对应的第一循环泵的出口连通，至少一个第一冷却液管路的出口通过第二管路与对应的换热器的换热入口连通，换热器的换热出口通过第三管路与对应的第一循环泵的入口连通。

在一些示例性实施例中，第一冷却液管路设置于电池组的外围；或，电池组包括多个电池单元，第一冷却液管路穿插于多个电池单元之间。

在一些示例性实施例中，换热器采用板式换热器，电池组安置于对应的板式换热器上。

在一些示例性实施例中，还包括压缩机和冷凝器，压缩机的出口通过第四管路与冷凝器的入口连通，压缩机的入口通过第五管路与多个换热器的介质出口连通，冷凝器的出口通过第六管路与多个换热器的介质入口连通，压缩机、冷凝器和换热器构成空调热管理回路。

在一些示例性实施例中，第一管路上设置有第一温度传感器，第一温度传感器用于检测第一循环泵出口位置的冷却液温度；和/或，第二管路上设置有第二温度传感器，第二温度传感器用于检测换热器的换热入口位置的冷却液温度。

在一些示例性实施例中，第五管路包括第一主管路和多个第一副管路，多个第一副管路的第一端与多个换热器的介质出口对应连通，多个第一副管路的第二端与第一主管路的第一端连通，第一主管路的第二端与压缩机的入口连通；

第六管路包括第二主管路和多个第二副管路，多个第二副管路的第一端与多个换热器的介质入口连通，多个第二副管路的第二端与第二主管路的第一端连通，第二主管路的第二端与冷凝器的出口连通。

在一些示例性实施例中，还包括暖通空调总成，暖通空调总成的出口通过第七管路与第一主管路连通，暖通空调总成的入口通过第八管路与第二主管路连通，暖通空调总成包括蒸发器、鼓风机和设置于连接管路上的热力膨胀阀，连接管路的第一端与蒸发器的入口连通，连接管路的第二端构成暖通空调总成的入口，压缩机、冷凝器和暖通空调总成构成驾驶室热管理回路。

在一些示例性实施例中，还包括设置于电池组外围或电池单元外围的加热膜，加热膜包括金属电热膜、无机电热膜或高分子电热膜。

在一些示例性实施例中，还包括电机电控热管理回路，电机电控热管理回路包括第二循环泵、散热器和设置于电机电控系统上的第二冷却液管路，第二循环泵的出口通过第九管路与第二冷却液管路的入口连通，第二循环泵的入口通过第十管路与散热器的出口连通，散热器的入口通过第十一管路与第二冷却液管路的出口连通。

在一些示例性实施例中，还包括电子风扇，电子风扇设置于散热器的一侧。

本实用新型实施例提供的热管理系统，包括动力电池热管理回路，用于对包括多个电池组的动力电池进行热管理，动力电池热管理回路包括第一冷却液管路、多个第一循环泵和多个换热器，至少一个第一冷却液管路的入口通过第一管路与对应的第一循环泵的出口对应连通，至少一个第一冷却液管路的出口通过第二管路与对应的换热器的换热入口对应连通，换热器的换热出口通过第三管路与对应的第一循环泵的入口对应连通，至少一个第一冷却液管路、换热器和第一循环泵构成一个循环回路，这样可以多个循环回路对动力电池进行热管理，保证动力电池在最佳的工作温度范围内工作。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型示例性实施例热管理系统的结构图。

附图标记说明

1-热管理系统；

2-动力电池；21-电池单元；22-电池组；

3-电机电控系统；31-主电机控制器；32-从电机控制器；33-三合一控制器； 34-主电机；35-从电机；

100-动力电池热管理系统；110-第一循环泵；120-换热器；130-第一管路； 131-第一温度传感器；140-第二管路；141-第二温度传感器；150-第三管路；

200-空调热管理回路；210-压缩机；220-冷凝器；230-第四管路；231-压力传感器；240-第五管路；241-第一主管路；242-第一副管路；250-第六管路； 251-第二主管路；252-第二副管路；253-第二截止阀；

300-驾驶室热管理回路；310-暖通空调总成；311-蒸发器；312-连接管路； 313-热力膨胀阀；314-辅助加热器；320-第七管路；330-第八关路；331-第一截止阀；

400-电机电控系统热管理回路；410-第二循环泵；420-散热器；430-第九管路；440-第十管路；450-第十一管路；460-电子风扇。

具体实施方式

下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。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任意组合。

本实用新型实施例提供了一种用于电动自卸车的热管理系统，电动自卸车包括动力电池，动力电池包括多个具有至少一个电池单元的电池组，热管理系统包括动力电池热管理回路，动力电池热管理回路包括多个第一冷却液管路、多个第一循环泵和多个换热器，任一第一冷却液管路至少对应一个电池组，至少一个第一冷却液管路的入口通过第一管路与对应的第一循环泵的出口连通，至少一个第一冷却液管路的出口通过第二管路与对应的换热器的换热入口连通，换热器的换热出口通过第三管路与对应的第一循环泵的入口连通。

本实用新型实施例提供了一种用于电动自卸车的热管理系统，包括动力电池热管理回路，用于对包括多个电池组的动力电池进行热管理，动力电池热管理回路包括多个第一冷却液管路、多个第一循环泵和多个换热器，至少一个第一冷却液管路的入口通过第一管路与对应的第一循环泵的出口连通，至少一个第一冷却液管路的出口通过第二管路与对应的换热器的换热入口连通，换热器的换热出口通过第三管路与对应的第一循环泵的入口连通，至少一个第一冷却液管路、换热器和第一循环泵构成一个循环回路，这样可以多个循环回路对动力电池进行热管理，保证动力电池在最佳的工作温度范围内工作。

下面结合附图示例性说明本实用新型示例性实施例的技术方案。

图1为本实用新型示例性实施例热管理系统的结构图。在一些示例性实施例中，如图1所示，本实用新型示例性实施例提供了一种用于电动自卸车的热管理系统1，电动自卸车以动力电池2为动力源，可以用于矿石运输。因此，热管理系统1可以包括动力电池热管理回路100，动力电池热管理回路 100包括多个第一冷却液管路(附图未示出)、多个第一循环泵110和多个换热器120。动力电池2包括多个具有至少一个电池单元21的电池组22，电池组22的数量可以为2个、3个或8个等，当电池组22包括多个电池单元21 时，多个电池单元21可以串联连接，或可以并联连接，或者先串联连接然后并联连接。任一第一冷却液管路对应至少一个电池组22，至少一个第一冷却液管路的入口通过第一管路130与对应的第一循环泵110的出口连通，至少一个第一冷却液管路的出口通过第二管路140与对应换热器120的换热入口连通，换热器的换热出口通过第三管路150与对应的第一循环泵110的入口连通。

本实用新型示例性实施例提供的热管理系统1，包括动力电池热管理回路 100，至少用于对包括多个电池组22的动力电池进行热管理，动力电池热管理回路100包括多个第一冷却液管路、多个第一循环泵110和多个换热器120，其中，一个第一冷却液管路的入口通过第一管路130与对应的第一循环泵110 的出口连通，一个第一冷却液管路的出口通过第二管路140与对应的换热器 120的换热入口连通，换热器的换热出口通过第三管路150与对应的第一循环泵110的入口连通，一个换热器120、一个第一循环泵110和至少一个第一冷却液管路构成一个循环回路，这样可以多个循环回路对动力电池进行热管理，保证动力电池在最佳的工作温度范围内工作。

在一些示例性实施例中，第一冷却液管路设置于电池组的外围，第一冷却液管路与电池组整体进行热交换，实现对多个电池组的温度调控。在另一些示例性实施例中，电池组包括多个电池单元，第一冷却液管路穿插于多个电池单元之间，对每个电池单元的温度进行调控。通过将第一冷却液管路穿插于多个电池单元之间，可以提升动力电池热管理系统的热管理效率，进一步保证动力电池在最佳的工作温度范围内工作。

在一些示例性实施例中，第一循环泵可以是水泵，因此，第一冷却液管路里的冷却液可以为水。在其它示例性实施例中，冷却液也可以为防冻液等。

在一些示例性实施例中，如图1所示，热管理系统1还包括压缩机210 和冷凝器220，压缩机210的出口通过第四管路230与冷凝器220的入口连通，压缩机210的入口通过第五管路240与多个换热器120的介质出口连通，冷凝器220的出口通过第六管路250与多个换热器120的介质入口连通。压缩机210、冷凝器220和换热器120构成空调热管理回路200。动力电池热管理回路100和空调热管理回路200可以通过调整压缩机210和第一循环泵110 的转速，联合调控动力电池2的温度。在一示例中，第一管路130上设置有第一温度传感器131，第一温度传感器131用于检测第一循环泵110出口位置的冷却液温度，通过第一温度传感器131检测的温度数值可以调整压缩机210 和第一循环泵110的转速。例如，每过5秒，通过第一温度传感器131读取冷却液的温度，并与上一次的检测记录进行比较，按照检测结果，线性调节压缩机210和第一循环泵110输出转速，直到目标温度与实际温度差值为零或接近零值。在另一示例中，第二管路140上设置有第二温度传感器141，第二温度传感器141用于检测换热器120的换热入口位置的冷却液温度。第一温度传感器131和第二温度传感器141可以检测流经对应换热器120的冷却液温度，反映动力电池2的整体的冷却情况，根据第一温度传感器131和第二温度传感器141的检测的温度差异，通过线性调节压缩机210和第一循环泵110输出转速，保证动力电池2整体处于最佳的工作温度。

在一些示例性实施例中，如图1所示，第五管路240可以包括第一主管路241和多个第一副管路242，多个第一副管路242的第一端与多个换热器 120的介质出口对应连通，多个第一副管路242的第二端与第一主管路241的第一端连通，第一主管路241的第二端与压缩机210的入口连通。

在一些示例性实施例中，如图1所示，第六管路250包括第二主管路251 和多个第二副管路252，多个第二副管路252的第一端与多个换热器120的介质入口连通，多个第二副管路252的第二端与第二主管路251的第一端连通，第二主管路251的第二端与冷凝器220的出口连通。

在一些示例性实施例中，空调热管理回路200还包括设置于第四管路230 上的压力传感器231，压力传感器231用于检测压缩机210出口位置的介质压力，监控空调热管理回路200的循环状态，确定空调热管理回路200处于正常工况，保证动力电池热管理回路100的工作稳定性。

在一些示例性实施例中，如图1所示，由于矿用自卸车的行驶路况复杂，动力电池2的发热量大，压缩机110可以采用大功率的压缩机，压缩机110 的功率可以为3.5KW到4.5KW。

在一些示例性实施例中，如图1所示，换热器120可以采用板式换热器 120，电池组22可以安置于对应的板式换热器120上。板式换热器120不仅可以承载动力电池2，还可以与动力电池2进行热交换，与第一冷却液管路协同，提升动力电池热管理回路100的调控能力。

在一些示例性实施例中，热管理系统还包括设置于电池组外围的加热膜。加热膜可以为电热膜，电热膜可以采用金属电热膜、无机电热膜(例如油墨电热膜和碳纤维电热膜)和高分子电热膜。加热膜可以在动力电池温度低于最佳工作温度范围时，加热动力电池。动力电池温度低于最佳工作温度范围的情况包括动力电池工作初期冷却液温度较低的情况和冬天室外温度较低的情况。

在一些示例性实施例中，如图1所示，热管理系统1还包括暖通空调总成(Heating、Ventilation and Air Conditioning，HVAC)310，暖通空调总成 310的出口通过第七管路320与第一主管路241连通，暖通空调总成310的入口通过第八管路330与第二主管路251连通，暖通空调总成310包括蒸发器 311和鼓风机(附图未示出)以及设置于连接管路312上的热力膨胀阀 (Thermostatic Expansion Valve，TXV)313，连接管路312的第一端与蒸发器311的入口连通，连接管路312的第二端构成暖通空调总成310的入口。蒸发器311的出口构成暖通空调总成310的出口。压缩机210、冷凝器220和暖通空调总成310构成驾驶室热管理回路300。在一示例中，冬季采暖时，外置冷凝器220作为蒸发器311使用，在低温条件下，外置冷凝器220的换热效果较差，无法满足整车的采暖需求，为此，暖通空调总成310还包括辅助加热器314，辅助加热器314设置于鼓风机的出风侧，例如，辅助加热器314 设置于蒸发器311和鼓风机之间，当外置冷凝器220的换热效果无法满足整车的采暖需求时，可以开启辅助加热器314进行辅助加热。辅助加热器314 可以为正温度系数(Positive TemperatureCoefficient，PTC)热敏电阻。

在一些示例性实施例中，为了实现空调热管理回路200和驾驶室热管理回路300独立并可选性工作，如图1所示，驾驶室热管理回路300包括设置于第八管路330上的第一截止阀331，空调热管理回路200还包括对应设置于多个第二副管路252上的多个第二截止阀253。通过选择性开启或关闭第一截止阀253和第二截止阀331，可以控制空调热管理回路200和驾驶室热管理回路300开启和关闭。当驾驶室和动力电池2都有制冷需求时，通过打开第一截止阀253和第二截止阀331，实现驾驶室和动力电池2混合制冷模式，若超出压缩机210的最高转速，结合第一温度传感器131、第二温度传感器141和压力传感器231的数值，通过调整第一截止阀331开度，优先满足动力电池2 制冷工况。

在一些示例性实施例中，如图1所示，热管理系统1还包括电机电控热管理回路400，电机电控热管理回路400包括第二循环泵410、散热器420和设置于电机电控系统3上的第二冷却液管路(附图未示出)，第二循环泵410 的出口通过第九管路430与第二冷却液管路的入口连通，第二循环泵410的入口通过第十管路440与散热器420的出口连通，散热器420的入口通过第十一管路450与第二冷却液管路的出口连通，这样第二循环泵410、散热器420和第二冷却液管路形成循环回路。电机电控系统3包括但不限于主电机控制器31、从电机控制器32、三合一控制器33和主电机34以及从电机35。第二冷却液管路依次布设于主电机控制器31、从电机控制器32、三合一控制器 33和主电机34以及从电机35上。

在一些示例性实施例中，热管理系统1还包括电子风扇460，电子风扇 460设置于散热器420的一侧，电子风扇460为散热器420提供辅助散热。

在一些示例性实施例中，冷凝器220、散热器420和电子风扇440可以模块化集成，以便于压缩空间和安装于自卸车上。

在一些示例性实施例中，第二循环泵可以是水泵，因此，第二冷却液管路里的冷却液可以为水。在其它示例性实施例中，冷却液也可以为防冻液等。

在本申请中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”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结构具有特定的方位、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。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电动自卸车的热管理系统，所述电动自卸车包括动力电池，所述动力电池包括多个具有至少一个电池单元的电池组，其特征在于，所述热管理系统包括动力电池热管理回路，所述动力电池热管理回路包括多个第一冷却液管路、多个第一循环泵和多个换热器，任一所述第一冷却液管路对应至少一个电池组，至少一个所述第一冷却液管路的入口通过第一管路与对应的所述第一循环泵的出口连通，所述至少一个所述第一冷却液管路的出口通过第二管路与对应的换热器的换热入口连通，所述换热器的换热出口通过第三管路与对应的第一循环泵的入口连通。

2.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：所述第一冷却液管路设置于所述电池组的外围；或，

所述电池组包括多个电池单元，所述第一冷却液管路穿插于所述多个电池单元之间。

3.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：所述换热器采用板式换热器，所述电池组安置于对应的板式换热器上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的热管理系统，其特征在于：还包括压缩机和冷凝器，所述压缩机的出口通过第四管路与所述冷凝器的入口连通，所述压缩机的入口通过第五管路与所述多个换热器的介质出口连通，所述冷凝器的出口通过第六管路与多个所述换热器的介质入口连通，所述压缩机、冷凝器和换热器构成空调热管理回路。

5.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于：所述第一管路上设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述第一循环泵出口位置的冷却液温度；和/或，所述第二管路上设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述换热器的换热入口位置的冷却液温度。

6.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于：所述第五管路包括第一主管路和多个第一副管路，所述多个第一副管路的第一端与多个所述换热器的介质出口对应连通，所述多个第一副管路的第二端与所述第一主管路的第一端连通，所述第一主管路的第二端与所述压缩机的入口连通；

所述第六管路包括第二主管路和多个第二副管路，所述多个第二副管路的第一端与多个所述换热器的介质入口连通，所述多个第二副管路的第二端与所述第二主管路的第一端连通，所述第二主管路的第二端与所述冷凝器的出口连通。

7.根据权利要求6所述的热管理系统，其特征在于：还包括暖通空调总成，所述暖通空调总成的出口通过第七管路与所述第一主管路连通，所述暖通空调总成的入口通过第八管路与所述第二主管路连通，所述暖通空调总成包括蒸发器、鼓风机和设置于连接管路上的热力膨胀阀，所述连接管路的第一端与所述蒸发器的入口连通，所述连接管路的第二端构成暖通空调总成的入口，所述压缩机、冷凝器和暖通空调总成构成驾驶室热管理回路。

8.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：还包括设置于所述电池组外围或所述电池单元外围的加热膜，所述加热膜包括金属电热膜、无机电热膜或高分子电热膜。

9.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：还包括电机电控热管理回路，所述电机电控热管理回路包括第二循环泵、散热器和设置于电机电控系统上的第二冷却液管路，所述第二循环泵的出口通过第九管路与所述第二冷却液管路的入口连通，所述第二循环泵的入口通过第十管路与所述散热器的出口连通，所述散热器的入口通过第十一管路与所述第二冷却液管路的出口连通。

10.根据权利要求9所述的热管理系统，其特征在于：还包括电子风扇，所述电子风扇设置于所述散热器的一侧。

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