CN214928813U - 一种纯电动的热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种纯电动的热管理系统，包括余热回路，余热回路主要由电机驱动集成模块、充电机、暖风芯体、第一电子水泵、第三电子水泵、冷暖机、动力电池、第八三通阀、第三蓄水壶和第七三通阀构成。本实用新型的纯电动的热管理系统，能够实现在低温环境下，最大限度利用电机驱动集成模块的余热给动力电池和/或乘员舱进行加热，节省能源，大幅降低系统功耗。

Description

一种纯电动的热管理系统

技术领域

本实用新型涉及整车热管理技术领域，尤其涉及一种纯电动的热管理系统。

背景技术

由于国家战略的推动，新能源汽车尤其是纯电动汽车近年来高速发展，各大传统车企及新型汽车企业纷纷加入竞争行列。但对于纯电动车型的热管理系统的开发，大多数车型仅是从满足需求出发，而对于整车的余热利用和能量管理都做的不够好，没有根据整车发热部件的不同需求设计热管理系统，不能最大限度的对系统余热进行利用。新能源汽车的热管理系统通常包括动力电池、充电机、驱动电机、电机控制器等发热部件，其中驱动电机、电机控制器等部件的最高冷却液温度在65℃以下，而动力电池的最佳工作温度为25-45℃，因此热管理系统需要满足各部件的冷却或者加热的需求，在此基础上如果能够有效的利用系统余热，可以大幅度降低系统功耗。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种纯电动的热管理系统，能够实现在低温环境下，最大限度利用电机驱动集成模块的余热给动力电池和/或乘员舱进行加热，节省能源，大幅降低系统功耗。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种纯电动的热管理系统，包括余热回路，所述余热回路主要由电机驱动集成模块、充电机、暖风芯体、第一电子水泵、第三电子水泵、冷暖机、动力电池、第八三通阀、第三蓄水壶和第七三通阀构成；所述电机驱动集成模块的输出端通过第一电子水泵与第八三通阀的第一接头连接，所述第八三通阀的第二接头与暖风芯体的输入端连接，所述第八三通阀的第三接头依次通过冷暖机和第三电子水泵与动力电池的输入端连接；

所述电机驱动集成模块的输入端通过充电机与第七三通阀的第一接头连接，第七三通阀的第二接头与暖风芯体的输出端连接，第七三通阀的第三接头通过冷暖机与动力电池的输出端连接，所述第三蓄水壶与动力电池并联。

进一步，还包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器设置在充电机的输入端，所述第二温度传感器设置在暖风芯体的输入端，所述第三温度传感器设置在动力电池的输入端。

进一步，还包括电机冷却回路，所述电机冷却回路主要由电机散热器、第一蓄水壶、第一三通阀、第二三通阀、所述第一电子水泵、所述电机驱动集成模块和所述充电机构成；

所述第一三通阀的第一接头和第二接头分别与第一电子水泵和第八三通阀连接，所述第一三通阀的第三接头与电机散热器的输入端连接；所述第二三通阀的第一接头和第二接头分别与充电机和第七三通阀连接，所述二三通阀的第三接头与电机散热器的输出端连接，所述第一蓄水壶与电机散热器并联。

进一步，包括加热回路，所述加热回路主要由电加热PTC、第二蓄水壶、第二电子水泵、第三三通阀、第六三通阀、第四三通阀、第五三通阀、所述暖风芯体、所述冷暖机、所述动力电池、所述第三蓄水壶和所述第三电子水泵构成；

所述第三三通阀的第一接头和第二接头分别与暖风芯体和第八三通阀连接，所述第三三通阀的第三接头通过第二电子水泵与电加热PTC连接，所述第六三通阀的第一接头和第二接头分别与暖风芯体和第七三通阀连接，第六三通阀的第三接头与电加热PTC连接；

第四三通阀的第一接头和第二接头分别与第八三通阀和冷暖机连接，所述第四三通阀的第三接头与第三三通阀的第一接头连接，第五三通阀的第一接头和第二接头分别与冷暖机和第七三通阀，第五三通阀的第三接头与第六三通阀的第三端头连接；第二蓄水壶的一端与电加热PTC的输出端连接，第二蓄水壶的另一端与第五三通阀的第一接头连接。

进一步，还包括空调冷却回路，所述空调冷却回路主要由冷凝器、电动压缩机、前置蒸发器、电子膨胀阀、后置蒸发器和所述冷暖机构成；

后置蒸发器的制冷剂输出端、前置蒸发器的制冷剂输出端和冷暖机的制冷剂输出端均与电动压缩机的制冷剂输入端连接，电动压缩机的制冷剂输出端与冷凝器的输入端连接，所述后置蒸发器的制冷剂输入端、前置蒸发器的制冷剂输入端和冷暖机的制冷剂输入端均与冷凝器的制冷剂输出端连接，所述电子膨胀阀设置在冷暖机的制冷剂输入端上。

本实用新型与现有技术相比较具有以下优点：

本实用新型的纯电动的热管理系统，能够实现在低温环境下，调整其中相关三通阀的通路，最大限度利用电机驱动集成模块的余热给动力电池和/或乘员舱进行加热，节省能源，大幅降低系统功耗；乘员舱采暖和动力电池加热共用一个电加热PTC，在低温工况下，同时满足电池加热及乘用舱的加热；减少电加热PTC使用数量，降低成本，并降低管路布置的复杂度；空调系统中冷暖机4采用电子膨胀阀，在动力电池需要冷却时，电子膨胀阀可关闭，避免机械膨胀阀无法关闭导致常温环境工况因电池冷却开启仪表板风口出冷风的问题；本发明的纯电动车型热管理系统能够根据环境温度不同，调整相关三通阀的通路，最大限度利用电加热PTC的热量和/或电机的余热，最大限度利用余热，降低能耗；将余热回路、电机冷却回路、加热回路和空调冷却回路集成为一个更为高效的热管理系统，满足各部件的冷却、加热需求，并在低温环境下，最大限度利用强电支路的余热给动力电池加热，节省能源。

附图说明

图1为本实用新型纯电动的热管理系统的结构示意图。

图中：

1-电机驱动集成模块，2-充电机，3-暖风芯体，P1-第一电子水泵，P2-第二电子水泵， P3-第三电子水泵，4-冷暖机(冷暖chiller)，5-动力电池，V1-第一三通阀，V2-第二三通阀，V3-第三三通阀，V4-第四三通阀，V5-第五三通阀，V6-第六三通阀，V7-第七三通阀，V8-第八三通阀，T1-第一温度传感器，T2-第二温度传感器，T3-第三温度传感器，6-第三蓄水壶，7-电机散热器，8-第一蓄水壶，9-电加热PTC，10-第二蓄水壶，11-冷凝器，12-电动压缩机，13-前置蒸发器，14-电子膨胀阀，15-后置蒸发器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

参见图1所示，本实施例公开了一种纯电动的热管理系统，包括余热回路，余热回路主要由电机驱动集成模块1、充电机2、暖风芯体3、第一电子水泵P1、第三电子水泵P3、冷暖机4、动力电池5、第八三通阀V8、第三蓄水壶6和第七三通阀V7构成；电机驱动集成模块1的输出端通过第一电子水泵P1与第八三通阀V8的第一接头连接，第八三通阀V8的第二接头与暖风芯体3的输入端连接，第八三通阀V8的第三接头依次通过冷暖机4和第三电子水泵P3与动力电池5的输入端连接；

电机驱动集成模块1的输入端通过充电机2与第七三通阀V7的第一接头连接，第七三通阀V7的第二接头与暖风芯体3的输出端连接，第七三通阀V7的第三接头通过冷暖机4与动力电池5的输出端连接，第三蓄水壶6与动力电池5并联。

环境温度0℃-10℃时，当乘员舱需要加热时，电机驱动集成模块1、充电机2、暖风芯体3、电子水泵P1形成一个封闭回路，驱动电机运转所产生热水进入暖风芯体3。

当动力电池5需要加热时，驱动电机2、电机驱动集成模块1、充电机2、冷暖机4、电子水泵P1形成一个封闭回路，电机驱动集成模块1运转所产生热水进入冷暖机4，热水在冷暖机4进行换热，将热量传递至动力电池与冷暖机4之间的冷却/加热回路，电子水泵P3 运转，将热水送入动力电池。采用第八三通阀V8和第七三通阀V7，在环境温度位于0℃- 10℃时，可以用电机的余热给乘员舱或电池进行加热，最大程度的利用电机、电控工作所产生的热量，节约能源；

在本实施例中，还包括第一温度传感器T1、第二温度传感器T2和第三温度传感器T3，第一温度传感器T1设置在充电机2的输入端，第二温度传感器T2设置在暖风芯体3的输入端，第三温度传感器T3设置在动力电池5的输入端。

在本实施例中，还包括电机冷却回路，电机冷却回路主要由电机散热器7、第一蓄水壶 8、第一三通阀V1、第二三通阀V2、第一电子水泵P1、电机驱动集成模块1和充电机2构成；

第一三通阀V1的第一接头和第二接头分别与第一电子水泵P1和第八三通阀V8连接，第一三通阀V1的第三接头与电机散热器7的输入端连接；第二三通阀V2的第一接头和第二接头分别与充电机2和第七三通阀V7连接，二三通阀V2的第三接头与电机散热器7的输出端连接，第一蓄水壶8与电机散热器7并联。当电机需要进行冷却时，通过调节第一三通阀V1和第二三通阀V2，将电机的热量输入到电机散热器7中进行散热，达到冷却的目的。

在本实施例中，包括加热回路，加热回路主要由电加热PTC9、第二蓄水壶10、第二电子水泵P2、第三三通阀V3、第六三通阀V6、第四三通阀V4、第五三通阀V5、暖风芯体3、冷暖机4、动力电池5、第三蓄水壶6和第三电子水泵P3构成；

第三三通阀V3的第一接头和第二接头分别与暖风芯体3和第八三通阀V8连接，第三三通阀V3的第三接头通过第二电子水泵P2与电加热PTC9连接，第六三通阀V6的第一接头和第二接头分别与暖风芯体3和第七三通阀V7连接，第六三通阀V6的第三接头与电加热PTC9连接；

第四三通阀V4的第一接头和第二接头分别与第八三通阀V8和冷暖机4连接，第四三通阀V4的第三接头与第三三通阀V3的第一接头连接，第五三通阀V5的第一接头和第二接头分别与冷暖机4和第七三通阀V7，第五三通阀V5的第三接头与第六三通阀V6的第三端头连接；第二蓄水壶10的一端与电加热PTC9的输出端连接，第二蓄水壶10的另一端与第五三通阀V5的第一接头连接。

电加热PTC9分别给暖风芯体3、冷暖机4提供热源，电子水泵P2位于主回路上,第二蓄水壶10并联入主回路；当乘员舱需要加热时，通过调节第三三通阀V3和第六三通阀V6，电加热电加热PTC9、暖风芯体3、电子水泵P2形成封闭回路，电加热PTC9工作，电子水泵 P2运转，将热水送入暖风芯体3，给乘员舱提供热量。当动力电池5需要加热时，通过调节第三三通阀V3、第四三通阀V4和第五三通阀V5，电加热PTC9、冷暖机4、电子水泵P2形成一个封闭回路，电加热PTC9工作，电子水泵P2运转，将热水送入冷暖机4，热水在冷暖机4进行换热，将热量传递至电池的冷却/加热回路，电子水泵P3运转，将热水送入动力电池5。

在本实施例中，还包括空调冷却回路，空调冷却回路主要由冷凝器11、电动压缩机12、前置蒸发器13、电子膨胀阀14、后置蒸发器15和冷暖机4构成；

后置蒸发器15的制冷剂输出端、前置蒸发器13的制冷剂输出端和冷暖机4的制冷剂输出端均与电动压缩机12的制冷剂输入端连接，电动压缩机12的制冷剂输出端与冷凝器11 的输入端连接，后置蒸发器15的制冷剂输入端、前置蒸发器13的制冷剂输入端和冷暖机4 的制冷剂输入端均与冷凝器11的制冷剂输出端连接，电子膨胀阀14设置在冷暖机4的制冷剂输入端上。

空调系统根据动力电池5的冷却需求，通过冷暖机4将动力电池5的热量带走，从而控制动力电池5的温度，冷暖机4前的电子膨胀阀14可以调节电池冷却器冷暖机4中的制冷剂流量，从而调节制冷量。

本实用新型的纯电动的热管理系统，能够实现在低温环境下，调整其中相关三通阀的通路，最大限度利用电机驱动集成模块的余热给动力电池和/或乘员舱进行加热，节省能源，大幅降低系统功耗；乘员舱采暖和动力电池加热共用一个电加热PTC，在低温工况下，同时满足电池加热及乘用舱的加热；减少电加热PTC使用数量，降低成本，并降低管路布置的复杂度；空调系统中冷暖机4采用电子膨胀阀，在动力电池需要冷却时，电子膨胀阀可关闭，避免机械膨胀阀无法关闭导致常温环境工况因电池冷却开启仪表板风口出冷风的问题；本发明的纯电动车型热管理系统能够根据环境温度不同，调整相关三通阀的通路，最大限度利用电加热PTC的热量和/或电机的余热，最大限度利用余热，降低能耗；将余热回路、电机冷却回路、加热回路和空调冷却回路集成为一个更为高效的热管理系统，满足各部件的冷却、加热需求，并在低温环境下，最大限度利用强电支路的余热给动力电池加热，节省能源。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种纯电动的热管理系统，其特征在于，包括余热回路，所述余热回路主要由电机驱动集成模块(1)、充电机(2)、暖风芯体(3)、第一电子水泵(P1)、第三电子水泵(P3)、冷暖机(4)、动力电池(5)、第八三通阀(V8)、第三蓄水壶(6)和第七三通阀(V7)构成；所述电机驱动集成模块(1)的输出端通过第一电子水泵(P1)与第八三通阀(V8)的第一接头连接，所述第八三通阀(V8)的第二接头与暖风芯体(3)的输入端连接，所述第八三通阀(V8)的第三接头依次通过冷暖机(4)和第三电子水泵(P3)与动力电池(5)的输入端连接；

所述电机驱动集成模块(1)的输入端通过充电机(2)与第七三通阀(V7)的第一接头连接，第七三通阀(V7)的第二接头与暖风芯体(3)的输出端连接，第七三通阀(V7)的第三接头通过冷暖机(4)与动力电池(5)的输出端连接，所述第三蓄水壶(6)与动力电池(5)并联。

2.根据权利要求1所述的纯电动的热管理系统，其特征在于，还包括第一温度传感器(T1)、第二温度传感器(T2)和第三温度传感器(T3)，所述第一温度传感器(T1)设置在充电机(2)的输入端，所述第二温度传感器(T2)设置在暖风芯体(3)的输入端，所述第三温度传感器(T3)设置在动力电池(5)的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的纯电动的热管理系统，其特征在于，还包括电机冷却回路，所述电机冷却回路主要由电机散热器(7)、第一蓄水壶(8)、第一三通阀(V1)、第二三通阀(V2)、所述第一电子水泵(P1)、所述电机驱动集成模块(1)和所述充电机(2)构成；

所述第一三通阀(V1)的第一接头和第二接头分别与第一电子水泵(P1)和第八三通阀(V8)连接，所述第一三通阀(V1)的第三接头与电机散热器(7)的输入端连接；所述第二三通阀(V2)的第一接头和第二接头分别与充电机(2)和第七三通阀(V7)连接，所述二三通阀(V2)的第三接头与电机散热器(7)的输出端连接，所述第一蓄水壶(8)与电机散热器(7)并联。

4.根据权利要求3所述的纯电动的热管理系统，其特征在于，包括加热回路，所述加热回路主要由电加热PTC(9)、第二蓄水壶(10)、第二电子水泵(P2)、第三三通阀(V3)、第六三通阀(V6)、第四三通阀(V4)、第五三通阀(V5)、所述暖风芯体(3)、所述冷暖机(4)、所述动力电池(5)、所述第三蓄水壶(6)和所述第三电子水泵(P3)构成；

所述第三三通阀(V3)的第一接头和第二接头分别与暖风芯体(3)和第八三通阀(V8)连接，所述第三三通阀(V3)的第三接头通过第二电子水泵(P2)与电加热PTC(9)连接，所述第六三通阀(V6)的第一接头和第二接头分别与暖风芯体(3)和第七三通阀(V7)连接，第六三通阀(V6)的第三接头与电加热PTC(9)连接；

第四三通阀(V4)的第一接头和第二接头分别与第八三通阀(V8)和冷暖机(4)连接，所述第四三通阀(V4)的第三接头与第三三通阀(V3)的第一接头连接，第五三通阀(V5)的第一接头和第二接头分别与冷暖机(4)和第七三通阀(V7)连接，第五三通阀(V5)的第三接头与第六三通阀(V6)的第三端头连接；第二蓄水壶(10)的一端与电加热PTC(9)的输出端连接，第二蓄水壶(10)的另一端与第五三通阀(V5)的第一接头连接。

5.根据权利要求1或2或4所述的纯电动的热管理系统，其特征在于，还包括空调冷却回路，所述空调冷却回路主要由冷凝器(11)、电动压缩机(12)、前置蒸发器(13)、电子膨胀阀(14)、后置蒸发器(15)构成；

后置蒸发器(15)的制冷剂输出端、前置蒸发器(13)的制冷剂输出端和冷暖机(4)的制冷剂输出端均与电动压缩机(12)的制冷剂输入端连接，电动压缩机(12)的制冷剂输出端与冷凝器(11)的输入端连接，所述后置蒸发器(15)的制冷剂输入端、前置蒸发器(13)的制冷剂输入端和冷暖机(4)的制冷剂输入端均与冷凝器(11)的制冷剂输出端连接，所述电子膨胀阀(14)设置在冷暖机(4)的制冷剂输入端上。

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