CN214672749U - 一种集成式电动汽车热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集成式电动汽车热管理系统，包括：制冷剂回路、动力总成回路和电池冷却回路；所述制冷剂回路包括：压缩机、四通阀、第一换热器、外置换热器、中间换热器、第一膨胀装置、第二换热器、第二膨胀装置、室内换热器和气液分离器；所述四通阀第一接口连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述中间换热器，所述中间换热器连接所述压缩机，所述压缩机连接所述四通阀第三接口；通过本发明的改进，节省了乘员舱采暖用的PTC电加热器和电池加热用的PTC电加热器，另外节省了阀件和管路，从而极大的节省了系统成本。

Description

一种集成式电动汽车热管理系统

技术领域

本实用新型涉及热管理领域，具体地，涉及一种集成式电动汽车热管理系统。

背景技术

随着汽车技术的发展，电动汽车在车辆中的占市场的反馈，主机厂希望热泵系统成本增加控制在1000元左右，同时热管理系统更高效的运行。因有率越来越高，电动汽车以电池为动力，不仅需要对电池进行冷却保证电池的安全高效运行，还需要满足乘员舱的舒适性与驾驶安全性。目前大多数电动汽车采用的热管理系统是利用电动汽车空调与PTC电加热器相结合的系统，冬天工况时通过PTC电加热器进行采暖，这将极大衰减电动汽车的行驶里程。与现有传统空调加热系统相比，热泵系统结构相对复杂，成本有所增加(增加约1500元)，是其获得广泛应用的主要障碍。根据目前此，研究高效低成本热泵系统对推广热泵系统在电动汽车中的广泛使用、并以解决冬天行驶里程衰减问题，将有极大帮助。如CN111565946A公开了一种热管理系统，用于加热和冷却车辆和管理车辆中的电子部件和电池的。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种集成式电动汽车热管理系统。

根据本实用新型提供的一种集成式电动汽车热管理系统，包括：制冷剂回路、动力总成回路和电池冷却回路；

所述制冷剂回路包括：压缩机、四通阀、第一换热器、外置换热器、中间换热器、第一膨胀装置、第二换热器、第二膨胀装置、室内换热器和气液分离器；

所述四通阀第一接口连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述中间换热器，所述中间换热器连接所述压缩机，所述压缩机连接所述四通阀第三接口；

所述四通阀第二接口连接所述第一换热器，所述第一换热器连接所述外置换热器，所述外置换热器连接所述中间换热器一端，所述中间换热器另一端连接所述第一膨胀装置和所述第二膨胀装置，所述第一膨胀装置连接所述第二换热器，所述第二膨胀装置连接所述室内换热器，所述第二换热器和所述室内换热器汇接后连接所述四通阀第四接口；

所述动力总成回路连接所述第一换热器，所述电池冷却回路连接所述第二换热器。

优选地，所述动力总成回路包括：低温散热器、第一水泵和电驱动系统；

所述低温散热器一端连接所述第一换热器，所述低温散热器另一端连接所述第一水泵，所述第一水泵连接所述电驱动系统，所述电驱动系统连接所述第一换热器。

优选地，所述电池冷却回路包括：电池和第二水泵；

所述电池一端连接所述第二换热器，所述电池另一端连接所述第二水泵，所述第二水泵连接所述第二换热器。

优选地，当处于制冷模式时，所述四通阀第一接口连通第四接口，所述四通阀第二接口连通所述第三接口。

优选地，当处于制热模式时，所述四通阀第一接口连通第二接口，所述四通阀第三接口连通第四接口。

优选地，当处于除湿模式时，所述四通阀第一接口连通第四接口，所述四通阀第二接口连通所述第三接口，所述第一膨胀装置所在支路关闭。

优选地，所述外置换热器安装风扇。

优选地，所述室内换热器安装鼓风机。

优选地，所述室内换热器处安装空气加热器。

优选地，所述电驱动系统内安置电机，所述电机主动发热通过所述动力总成回路使系统在-20℃下工作。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、通过本发明的改进，节省了乘员舱采暖用的PTC电加热器和电池加热用的PTC电加热器，另外节省了阀件和管路，从而极大的节省了系统成本。

2、同时本系统对电池加热和余热回收进行了优化，提高了系统运行效率，从而有利于提升电动汽车续航里程。

3、采用中间换热器，兼容R1234fy和R744等新型制冷剂。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种集成式电动汽车热管理系统原理图；

图2为一种集成式电动汽车热管理系统制冷模式原理图；

图3为一种集成式电动汽车热管理系统制热模式原理图；

图4为取消电池热管理水路变种原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种集成式电动汽车热管理系统，包括：制冷剂回路、动力总成回路和电池冷却回路；制冷剂回路包括：压缩机1、四通阀2、第一换热器3、外置换热器4、中间换热器5、第一膨胀装置6、第二换热器10、第二膨胀装置7、室内换热器8和气液分离器15；四通阀2第一接口连接气液分离器15，气液分离器15连接中间换热器5，中间换热器5连接压缩机1，压缩机1连接四通阀2第三接口；四通阀2第二接口连接第一换热器3，第一换热器3连接外置换热器4，外置换热器4连接中间换热器5一端，中间换热器5另一端连接第一膨胀装置6和第二膨胀装置7，第一膨胀装置6连接第二换热器10，第二膨胀装置7连接室内换热器8，第二换热器10和室内换热器8汇接后连接四通阀2第四接口；动力总成回路连接第一换热器3，电池冷却回路连接第二换热器10。动力总成回路包括：低温散热器14、第一水泵12和电驱动系统13；低温散热器14一端连接第一换热器3，低温散热器14另一端连接第一水泵12，第一水泵12连接电驱动系统13，电驱动系统13连接第一换热器3。电池冷却回路包括：电池11和第二水泵9；电池11一端连接第二换热器10，电池11另一端连接第二水泵9，第二水泵9连接第二换热器10。

如图2和图3所示，当处于制冷模式时，四通阀2第一接口连通第四接口，四通阀2第二接口连通所述第三接口，压缩机1流出高压高温的制冷剂，经过四通阀2第三接口后流入第一换热器3进行冷热交换，制冷剂经过外置换热器4后通过风扇16降温，制冷剂分别通过第一膨胀装置6和第二膨胀装置7后大幅降温降压，制冷剂流入第二换热器10后通过电池冷却回路给电池11降温，制冷剂流入室内换热器8后通过鼓风机17给室内降温，制冷剂汇合后流入四通阀2第四接口后通过气液分离器15和中间换热器5回到压缩机1。

当处于制热模式时，四通阀2第一接口连通第二接口，四通阀2第三接口连通第四接口，压缩机1流出高压高温的制冷剂，经过四通阀2第三接口后流入室内换热器8和第二换热器10，电池11通过热泵系统实现加热功能，制冷剂通过第一膨胀装置6和第二膨胀装置7后汇合经过先后经过中间换热器5、外置换热器4和第一换热器3，制冷剂通过四通阀2第二接口后通过气液分离器15、中间换热器5回到压缩机1。当处于除湿模式时，四通阀2第一接口连通第四接口，四通阀2第二接口连通第三接口，第一膨胀装置6所在支路关闭。

中间换热器5可以同时兼容R1234yf和R744等新型制冷剂；系统中取消了所有的电加热器，通过系统回路设计，电驱动系统13内安置电机，电机主动发热使系统在-20℃下工作，降低系统成本；电池加热功能也可以通过热泵系统实现，提高了系统运行效率。

如图4所示，一种相应的变种设计，即取消电池热管理水路，电池采用制冷剂直接冷却的方式，从而进一步节省成本。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于，包括：制冷剂回路、动力总成回路和电池冷却回路；

所述制冷剂回路包括：压缩机(1)、四通阀(2)、第一换热器(3)、外置换热器(4)、中间换热器(5)、第一膨胀装置(6)、第二换热器(10)、第二膨胀装置(7)、室内换热器(8)和气液分离器(15)；

所述四通阀(2)第一接口连接所述气液分离器(15)，所述气液分离器(15)连接所述中间换热器(5)，所述中间换热器(5)连接所述压缩机(1)，所述压缩机(1)连接所述四通阀(2)第三接口；

所述四通阀(2)第二接口连接所述第一换热器(3)，所述第一换热器(3)连接所述外置换热器(4)，所述外置换热器(4)连接所述中间换热器(5)一端，所述中间换热器(5)另一端连接所述第一膨胀装置(6)和所述第二膨胀装置(7)，所述第一膨胀装置(6)连接所述第二换热器(10)，所述第二膨胀装置(7)连接所述室内换热器(8)，所述第二换热器(10)和所述室内换热器(8)汇接后连接所述四通阀(2)第四接口；

所述动力总成回路连接所述第一换热器(3)，所述电池冷却回路连接所述第二换热器(10)。

2.根据权利要求1所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于，所述动力总成回路包括：低温散热器(14)、第一水泵(12)和电驱动系统(13)；

所述低温散热器(14)一端连接所述第一换热器(3)，所述低温散热器(14)另一端连接所述第一水泵(12)，所述第一水泵(12)连接所述电驱动系统(13)，所述电驱动系统(13)连接所述第一换热器(3)。

3.根据权利要求2所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于，所述电池冷却回路包括：电池(11)和第二水泵(9)；

所述电池(11)一端连接所述第二换热器(10)，所述电池(11)另一端连接所述第二水泵(9)，所述第二水泵(9)连接所述第二换热器(10)。

4.根据权利要求3所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于：当处于制冷模式时，所述四通阀(2)第一接口连通第四接口，所述四通阀(2)第二接口连通所述第三接口。

5.根据权利要求3所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于：当处于制热模式时，所述四通阀(2)第一接口连通第二接口，所述四通阀(2)第三接口连通第四接口。

6.根据权利要求3所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于：当处于除湿模式时，所述四通阀(2)第一接口连通第四接口，所述四通阀(2)第二接口连通所述第三接口，所述第一膨胀装置(6)所在支路关闭。

7.根据权利要求1所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于：所述外置换热器(4)安装风扇(16)。

8.根据权利要求1所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于：所述室内换热器(8)安装鼓风机(17)。

9.根据权利要求1所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于：所述室内换热器(8)处安装空气加热器(18)。

10.根据权利要求1所述一种集成式电动汽车热管理系统，其特征在于：所述电驱动系统(13)内安置电机，所述电机主动发热通过所述动力总成回路使系统在-20℃下工作。

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